اكتشف العلماء كيفية اختراق الفيروس التاجي الجديد للخلايا البشرية

كشف العلماء عن الصورة الأولى لكيفية ارتباط الفيروس التاجي الجديد SARS-CoV-2 بالخلايا التنفسية البشرية من أجل اختطافها لإنتاج المزيد من الفيروسات.

كشف باحثون بقيادة Qiang Zhou ، وهو زميل باحث في جامعة Westlake في Hangzhou ، الصين ، عن كيفية ارتباط الفيروس الجديد بمستقبل على الخلايا التنفسية يسمى الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 أو ACE2.

وقال توماس غالاغر ، عالِم الفيروسات بجامعة لويولا في شيكاغو ، والذي لم يشارك في البحث الجديد ولكنه يدرس بنية فيروسات التاجية ، لـ Live Science: "لديهم صور على طول الطريق على مستوى الذرات التي تتفاعل عند واجهة الربط". وقال إن هذا المستوى من المعلومات غير عادي في هذه المرحلة من تفشي فيروس جديد.

قال غالاغر: "بدأ تفشي الفيروس في الظهور قبل شهرين فقط ، وخلال تلك الفترة الزمنية القصيرة ، توصل هؤلاء المؤلفون إلى معلومات أعتقد أنها تستغرق وقتًا أطول بكثير".

وقال إن هذا مهم لأن فهم كيفية دخول الفيروس للخلايا يمكن أن يسهم في البحث عن الأدوية أو حتى لقاح للفيروس.

مدخل فيروسي

لإصابة المضيف البشري ، يجب أن تكون الفيروسات قادرة على الدخول إلى الخلايا البشرية الفردية. يستخدمون آلات هذه الخلايا لإنتاج نسخ من أنفسهم ، ثم تنتشر وتنتشر إلى خلايا جديدة.

يوم 19 فبراير في مجلة العلوم ، وصف فريق بحثي بقيادة علماء في جامعة تكساس في أوستن المفتاح الجزيئي الصغير على السارس - CoV - 2 الذي يعطي الفيروس دخول الخلية. يسمى هذا المفتاح بروتين سبايك أو بروتين إس. في الأسبوع الماضي ، وصف تشو وفريقه بقية اللغز: بنية بروتين مستقبلات ACE2 (الموجود على أسطح الخلايا التنفسية) وكيف يتفاعل مع بروتين السنبلة. نشر الباحثون نتائجهم في مجلة Science في 4 مارس.

"إذا فكرنا في جسم الإنسان كمنزل و 2019-nCoV كسارق ، فسيكون ACE2 هو مقبض باب المنزل. بمجرد أن يمسك به بروتين S ، يمكن للفيروس دخول المنزل" ، ليانغ تاو ، وقال باحث في جامعة ويستليك الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة في بيان.

استخدم تشو وفريقه أداة تسمى الميكروسكوب الإلكتروني البارد ، والتي تستخدم عينات مجمدة بعمق وحزم إلكترونية لتصوير أصغر الهياكل الجزيئية البيولوجية. وجد الباحثون أن الروابط الجزيئية بين بروتين السارس COV-2 و ACE2 تبدو متشابهة إلى حد ما مع نمط ربط الفيروس التاجي الذي تسبب في انتشار السارس في عام 2003. ومع ذلك ، هناك بعض الاختلافات في الأحماض الأمينية الدقيقة المستخدمة في وقال الباحثون ان ربط السارس - CoV - 2 بهذا المستقبل ACE2 مقارنة مع الفيروس الذي يسبب السارس (متلازمة الجهاز التنفسي الحادة).

قال غالاغر: "في حين أن البعض قد يعتبر الاختلافات دقيقة ، فقد تكون ذات مغزى فيما يتعلق بالقوة التي يلتصق بها كل من هذه الفيروسات".

يمكن أن يؤثر هذا "الالتصاق" على مدى سهولة انتقال الفيروس من شخص إلى آخر. إذا كان أي جسيم فيروسي معين أكثر عرضة للدخول إلى خلية بمجرد دخولها جسم الإنسان ، فإن انتقال المرض أكثر احتمالا.

هناك فيروسات تاجية أخرى تنتشر بانتظام ، مما يتسبب في التهابات الجهاز التنفسي العلوي التي يعتقد معظم الناس أنها نزلات البرد. قال غالاغر إن تلك الفيروسات التاجية لا تتفاعل مع مستقبلات ACE2 ، بل إنها تدخل الجسم باستخدام مستقبلات أخرى على الخلايا البشرية.

آثار بنية الفيروس التاجي

يمكن أن يوفر هيكل "مفتاح" SARS-CoV-2 و "قفل" الجسم نظريًا هدفًا للأدوية المضادة للفيروسات التي تمنع الفيروس التاجي الجديد من الدخول إلى خلايا جديدة. وقال غالاغر إن معظم الأدوية المضادة للفيروسات الموجودة بالفعل في السوق تركز على وقف التكاثر الفيروسي داخل الخلية ، لذا فإن الدواء الذي يستهدف دخول الفيروس سيكون منطقة جديدة.

وقال "لا يوجد دواء سريري فعال يمنع هذا التفاعل الذي أعرفه" المستخدم بالفعل.

وقال غالاغر إن بروتين ارتفاع الفيروس هو أيضًا هدف واعد للقاحات ، لأنه جزء من الفيروس يتفاعل مع بيئته ، وبالتالي يمكن التعرف عليه بسهولة من قبل الجهاز المناعي.

ومع ذلك ، سيكون تطوير الأدوية أو اللقاح مهمة صعبة. وقال غالاغر إن العلاجات واللقاحات لا يجب أن تثبت فعاليتها ضد الفيروس فحسب ، بل يجب أن تكون آمنة أيضًا للناس. قال مسؤولون في مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها في الولايات المتحدة إن أقرب لقاح للفيروس التاجي يمكن أن يكون متاحًا في عام إلى عام ونصف.