قد تفسر إحدى الطفرات الصغيرة كيف تصبح فيروسات الخفافيش تهديدًا للإنسان

تبدأ معظم الأوبئة عندما ينتقل فيروس أو مسببات أمراض أخرى من الحيوانات إلى البشر. يعتقد العديد من العلماء أن هذه هي الطريقة التي ظهر بها فيروس كورونا (COVID-19). ويرتبط الفيروس المسؤول عن المرض، SARS-CoV-2، ارتباطًا وثيقًا بالفيروسات التاجية الموجودة في الخفافيش.

الآن، حدد فريق من الباحثين من معهد العلوم البيولوجية الكمية (QBI) بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو، وكلية إيكان للطب في ماونت سيناي، ومعهد باستور، ومركز فريد هاتشينسون للسرطان، اختلافًا جينيًا صغيرًا بشكل ملحوظ قد يساعد في تفسير كيفية تكيف بعض الفيروسات الحيوانية مع البشر وتسبب أمراضًا خطيرة.

النتائج التي توصلوا إليها، نشرت في مضيف الخلية والميكروبأظهر الباحثون أن تغيير حمض أميني واحد فقط في بروتين فيروس كورونا يمكن أن يغير كيفية تفاعل الفيروس مع أجهزة المناعة لدى كل من الخفافيش والبشر، مما يؤدي إلى استجابات مختلفة تمامًا للعدوى.

تغيير جيني صغير، وتأثيرات بيولوجية كبيرة

للتحقيق في هذه العملية، قارن الباحثون SARS-CoV-2 مع RaTG13، وهو فيروس تاجي وثيق الصلة يصيب الخفافيش ولكن من غير المعروف أنه يصيب البشر.

وفحص الفريق كيفية تفاعل كل فيروس مع البروتينات المناعية في كل من خلايا الرئة البشرية والخفافيش. أصبح هذا العمل ممكنًا بفضل أول خط خلايا رئوية تم إنتاجه في المختبر وتم تطويره من خفاش حدوة الحصان الأكبر.

وبرز أحد البروتينات الفيروسية، المعروف باسم OrfB9، باعتباره ذا أهمية خاصة. على الرغم من أن نسختي SARS-CoV-2 وRaTG13 من OrfB9 متطابقتان تقريبًا، إلا أنهما تختلفان بحمض أميني واحد فقط من بين ما يقرب من 100 حمض أميني في البروتين.

استجابات مختلفة في خلايا الإنسان والخفافيش

أنتج هذا الاختلاف الصغير تأثيرات مختلفة بشكل لافت للنظر.

وفي خلايا الرئة البشرية، أغلقت نسخة SARS-CoV-2 من OrfB9 نظام إنذار مناعي مهم، مما سمح للفيروس بالتكاثر بشكل أكثر فعالية.

ومع ذلك، في خلايا رئة الخفافيش، قامت نسخة RaTG13 بتنشيط بروتين مناعي ساعد في إبقاء الفيروس تحت السيطرة.

وتشير النتائج إلى أنه حتى التغيرات الجينية الصغيرة للغاية يمكن أن تؤثر على ما إذا كان الفيروس سيظل محصورا في مضيفه الحيواني الطبيعي أو يكتسب القدرة على النمو في البشر.

وقال نيفان جيه كروغان، مدير معهد QBI وكبير مؤلفي الدراسة: “إن الفرق بين الفيروس الذي يبقى في الخفافيش والفيروس الذي ينتشر إلى البشر ويسبب مرضًا كارثيًا يمكن أن يعود إلى تغيرات جينية صغيرة بشكل ملحوظ”. “من خلال رسم خرائط لهذه التفاعلات على مستوى البروتين – عبر فيروسين ونوعين – يمكننا قراءة التوقيعات الجزيئية التي تتنبأ بمخاطر الانتشار. إنه نوع نظام الإنذار المبكر الذي يحتاجه العالم.”

فهم مخاطر الانتشار المستقبلية

يقدم البحث رؤية جديدة للتغيرات الجزيئية التي يمكن أن تساعد الفيروسات الحيوانية على التكيف مع المضيف البشري. ومن خلال تحديد تفاعلات بروتينية معينة مرتبطة بالأحداث غير المباشرة، قد يتمكن العلماء من التعرف بشكل أفضل على الفيروسات التي لديها القدرة على القفز بين الأنواع قبل أن تؤدي إلى تفشي المرض في المستقبل.

المؤلفون: مؤلفو UCSF هم جيوتي باترا، دكتوراه؛ يوان تشو، MS؛ ريثيكا أدافيكولانو؛ دورجا أناند؛ سوراج فيرما؛ مارتن جوردون، MS؛ شيفالي مالبوترا، MS؛ جاك م. موين، دكتوراه؛ أجدا روجك، MS؛ أتوشي بانيرجي، دكتوراه؛ سوروب ماجي، دكتوراه؛ مونيتا موراليداران، دكتوراه؛ هيلين فوسارد، دكتوراه؛ إيرين ب. تشين، دكتوراه؛ سي جيه سان فيليبي، دكتوراه؛ لورينا زولياني ألفاريز، دكتوراه؛ بروميسري تشودري، دكتوراه؛ كريستين أوبرنير، دكتوراه؛ راهول سورياوانشي، دكتوراه؛ طه يوسف طه، دكتوراه، دكتور صيدلة؛ كليمنت أ. فيربا، دكتوراه؛ جيمس س. فريزر، دكتوراه؛ روبرت م. ستراود، دكتوراه، ماجستير؛ ميلاني أوت، دكتوراه في الطب، دكتوراه؛ بن بولاكو، دكتوراه؛ دانييل ل. سواني، دكتوراه؛ إجناسيا إتشيفيريا، دكتوراه؛ ومانون إيكهاردت، دكتوراه. لجميع المؤلفين انظر الورقة.

التمويل: المعاهد الوطنية للصحة (U19AI135990، U19AI135972، U54AI170792، F31AI164671-01، G20AI174733، UL1TR004419، S10OD026880، S10OD030463)؛ معهد هوارد هيوز الطبي. صندوق جيمس بي بندلتون الخيري؛ مؤسسة رودينبيري؛ P. و E. تافت؛ معاهد جلادستون. المنح السريعة؛ معهد علم الجينوم المبتكر؛ تشان زوكربيرج بيوهوب – سان فرانسيسكو؛ ANR EmerCoV AAP CE35.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily