تفاصيل بحثية جديدة كيف تطورت متغيرات فيروس كورونا
طرقًا جديدة لتجنب اللقاحات
نماذج دراسة جديدة للطفرات المستقبلية لـ SARS-CoV-2 وتتنبأ بقدرتها على التهرب من الدفاعات المناعية التي طورتها اللقاحات والعلاجات القائمة على الأجسام المضادة.
منذ اكتمال الدراسة ، ظهرت العديد من الطفرات المتوقعة في omicron ، وهو أحدث متغير تم تحديده من SARS-CoV-2 ، مما يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية تمكن omicron من الهروب من الدفاع المناعي الناتج عن لقاحات mRNA وعلاجات الأجسام المضادة وحيدة النسيلة لـ COVID-19.
قام الباحثون بنمذجة توقعاتهم للطفرات المستقبلية باستخدام مجموعة من المتغيرات ، بما في ذلك الطفرات النادرة الموثقة في المرضى الذين يعانون من نقص المناعة ، والأنماط الجينية الحالية لـ SARS-CoV-2 ، والبنية الجزيئية الحالية للفيروس وسلوكه.
تسلط النتائج الضوء على قدرة SARS-CoV-2 على تغيير الشكل ، مما يؤكد احتمال وجود متغيرات جديدة تحتوي على طفرات متعددة عالية الخطورة وقادرة على التهرب من العلاجات واللقاحات القائمة على الأجسام المضادة.
تسلط الدراسة الضوء على الحاجة الملحة للمساعدة في كبح التطور الفيروسي والطفرات المستقبلية من خلال تدابير التخفيف وضمان المناعة العالمية من خلال التطعيم الشامل.
في محاولة للتنبؤ بالمناورات التطورية المستقبلية لـ SARS-CoV-2 ، حدد فريق بحث بقيادة محققين في كلية الطب بجامعة هارفارد العديد من الطفرات المحتملة التي من شأنها أن تسمح للفيروس بالتهرب من الدفاعات المناعية ، بما في ذلك المناعة الطبيعية المكتسبة من خلال العدوى والتي تم تطويرها من التطعيم وكذلك العلاجات القائمة على الأجسام المضادة.
تم تصميم الدراسة ، التي نُشرت في 2 ديسمبر 2021 ، في مجلة Science كمنشور سريع للإصدار الفوري ، لقياس كيفية تطور SARS-CoV-2 مع استمراره في التكيف مع مضيفيه من البشر وفي القيام بذلك لمساعدة الجمهور يستعد مسؤولو الصحة والعلماء للطفرات المستقبلية.
في الواقع ، مع اقتراب البحث من النشر ، دخل نوع جديد مثير للقلق ، يُدعى omicron ، إلى المشهد ووجد لاحقًا أنه يحتوي على العديد من طفرات تجنب الأجسام المضادة التي توقعها الباحثون في الورقة المنشورة حديثًا.
اعتبارًا من 1 ديسمبر ، تم تحديد omicron في 25 دولة في إفريقيا وآسيا وأستراليا وأوروبا وأمريكا الشمالية والجنوبية ، وهي قائمة تتزايد يوميًا.
يحذر الباحثون من أن نتائج الدراسة لا تنطبق بشكل مباشر على omicron لأن الطريقة التي يتصرف بها هذا المتغير المحدد ستعتمد على التفاعل بين مجموعة الطفرات الفريدة الخاصة به - 30 على الأقل في بروتين سبايك الفيروسي - وعلى كيفية تنافسه مع سلالات نشطة أخرى المنتشرة في السكان في جميع أنحاء العالم.
ومع ذلك ، قال الباحثون إن الدراسة تقدم أدلة مهمة حول مجالات معينة من الاهتمام بالأوميكرون ، كما أنها بمثابة دليل على الطفرات الأخرى التي قد تظهر في المتغيرات المستقبلية.
قال كبير مؤلفي الدراسة جوناثان أبراهام ، الأستاذ المساعد في علم الأحياء الدقيقة في بلافاتنيك:
"تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى ضرورة توخي الحذر الشديد مع الأوميكرون لأن هذه الطفرات أثبتت أنها قادرة تمامًا على التهرب من الأجسام المضادة أحادية النسيلة المستخدمة لعلاج المرضى المصابين حديثًا والأجسام المضادة المشتقة من لقاحات الرنا المرسال".
معهد في HMS وأخصائي الأمراض المعدية في مستشفى بريجهام والنساء.
لم يدرس الباحثون الاستجابة للأجسام المضادة التي تم تطويرها من لقاحات غير الرنا المرسال.
وأشار أبراهام إلى أنه كلما استمر الفيروس في التكاثر لدى البشر ، زاد احتمال استمراره في تطوير طفرات جديدة تطور طرقًا جديدة للانتشار في مواجهة المناعة الطبيعية الموجودة واللقاحات والعلاجات.
وقال أبراهام إن هذا يعني أن جهود الصحة العامة لمنع انتشار الفيروس ، بما في ذلك التطعيمات الجماعية في جميع أنحاء العالم في أسرع وقت ممكن ، ضرورية للوقاية من المرض وتقليل فرص تطور الفيروس.
وقال الباحثون إن النتائج تسلط الضوء أيضًا على أهمية البحث الاستباقي المستمر في التطور المستقبلي المحتمل ليس فقط لـ SARS-CoV-2 ولكن أيضًا مسببات الأمراض الأخرى.
قالت كاترين نابل ، مؤلفة الدراسة المشاركة ، وهي طالبة في السنة الخامسة في برنامج دكتوراه في الطب بجامعة هارفارد / معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا:
"للخروج من هذا الوباء ، نحتاج إلى البقاء في صدارة هذا الفيروس ، بدلاً من اللحاق بالركب".
"نهجنا فريد من نوعه لأنه بدلاً من دراسة طفرات الأجسام المضادة الفردية بمعزل عن غيرها ، قمنا بدراستها كجزء من المتغيرات المركبة التي تحتوي على العديد من الطفرات المتزامنة في وقت واحد - اعتقدنا أن هذا هو المكان الذي يتجه إليه الفيروس.
لسوء الحظ ، يبدو أن هذا هو الحال مع omicron ".
نظرت العديد من الدراسات في الآليات التي تم تطويرها في سلالات السارس- CoV-2 المهيمنة حديثًا والتي تمكن الفيروس من مقاومة القوة الوقائية للأجسام المضادة لمنع العدوى والأمراض الخطيرة.
في الصيف الماضي ، بدلاً من الانتظار لمعرفة ما قد يجلبه البديل الجديد التالي ، شرع أبراهام في تحديد كيف يمكن أن تؤثر الطفرات المستقبلية المحتملة على قدرة الفيروس على إصابة الخلايا والتهرب من الدفاعات المناعية - وهو العمل الذي قام به بالتعاون مع زملاء من HMS ، ومستشفى بريغهام والنساء ، ومستشفى ماساتشوستس العام ، ومعهد هارفارد بيلجريم للرعاية الصحية ، وكلية هارفارد تي إتش تشان للصحة العامة ، وكلية الطب بجامعة بوسطن ، والمختبرات الوطنية للأمراض المعدية الناشئة (NEIDL) ، ومركز أبفي للأبحاث الحيوية.
لتقدير كيف يمكن للفيروس أن يغير نفسه بعد ذلك ، اتبع الباحثون أدلة في التركيب الكيميائي والفيزيائي للفيروس وبحثوا عن الطفرات النادرة الموجودة في الأفراد الذين يعانون من نقص المناعة وفي قاعدة بيانات عالمية لتسلسل الفيروس.
في الدراسات المخبرية التي تستخدم جزيئات شبيهة بالفيروسات غير المعدية ، وجد الباحثون مجموعات من الطفرات المتعددة والمعقدة التي من شأنها أن تسمح للفيروس بإصابة الخلايا البشرية مع تقليل أو تحييد القوة الوقائية للأجسام المضادة.
ركز الباحثون على جزء من بروتين ارتفاع الفيروس التاجي يسمى مجال ربط المستقبلات ، والذي يستخدمه الفيروس للتشبث بالخلايا البشرية.
يسمح بروتين السنبلة للفيروس بدخول الخلايا البشرية ، حيث يبدأ في التكاثر الذاتي ويؤدي في النهاية إلى العدوى.
تعمل معظم الأجسام المضادة عن طريق الإغلاق على نفس المواقع على مجال ربط مستقبل البروتين الشائك للفيروس لمنعه من دخول الخلايا والتسبب في العدوى.
يعتبر الطفرة والتطور جزءًا طبيعيًا من التاريخ الطبيعي للفيروس. في كل مرة يتم فيها عمل نسخة جديدة من الفيروس ، هناك احتمال أن يحدث خطأ في النسخ - خطأ مطبعي جيني.
نظرًا لأن الفيروس يواجه ضغطًا انتقائيًا من الجهاز المناعي للمضيف ، فإن أخطاء النسخ التي تسمح للفيروس بتجنب حظره بواسطة الأجسام المضادة الموجودة لديها فرصة أفضل للبقاء والاستمرار في التكاثر.
تُعرف الطفرات التي تسمح للفيروس بتجنب الأجسام المضادة بهذه الطريقة باسم طفرات الهروب.
أظهر الباحثون أن الفيروس يمكن أن يطور أعدادًا كبيرة من طفرات الهروب المتزامنة مع الاحتفاظ بالقدرة على الاتصال بالمستقبلات التي يحتاجها لإصابة خلية بشرية.
عمل الفريق مع ما يُعرف باسم فيروسات النمط الكاذب ، وهي وحدات احتياطية مخبرية لفيروس تم إنشاؤه من خلال الجمع بين جزيئات شبيهة بالفيروس غير ضارة وغير معدية مع قطع من بروتين ارتفاع SARS-CoV-2 الذي يحتوي على طفرات الهروب المشتبه بها.
أظهرت التجارب أن الفيروسات الزائفة التي تحتوي على ما يصل إلى سبعة من هذه الطفرات الهاربة تكون أكثر مقاومة للتحييد بواسطة الأجسام المضادة العلاجية والمصل من متلقي لقاح الرنا المرسال.
لم يُشاهد هذا المستوى من التطور المعقد في سلالات الفيروس المنتشرة في الوقت الذي بدأ فيه الباحثون تجاربهم.
ولكن مع ظهور متغير omicron ، فإن هذا المستوى من الطفرة المعقدة في مجال ربط المستقبلات لم يعد افتراضيًا.
احتوى متغير دلتا على طفرتين فقط في مجال ربط المستقبلات الخاصة به ، وكان لدى الأنماط الزائفة التي درسها فريق أبراهام ما يصل إلى سبع طفرات ، ويبدو أن أوميكرون يحتوي على خمسة عشر طفرة ، بما في ذلك العديد من الطفرات المحددة التي حللها فريقه.
في سلسلة من التجارب ، أجرى الباحثون فحوصات كيميائية حيوية لمعرفة كيفية ارتباط الأجسام المضادة ببروتينات متصاعدة تحتوي على طفرات هروب.
العديد من الطفرات ، بما في ذلك بعض تلك الموجودة في الأوميكرون ، مكنت الأنماط الزائفة من التهرب تمامًا من الأجسام المضادة العلاجية ، بما في ذلك تلك الموجودة في علاجات كوكتيل الأجسام المضادة أحادية النسيلة.
وجد الباحثون أيضًا جسمًا مضادًا واحدًا كان قادرًا على تحييد جميع المتغيرات المختبرة بفعالية.
ومع ذلك ، فقد لاحظوا أيضًا أن الفيروس سيكون قادرًا على التهرب من هذا الجسم المضاد إذا طور بروتين السنبلة طفرة واحدة تضيف جزيء السكر في المكان الذي يرتبط فيه الجسم المضاد بالفيروس.
هذا ، في جوهره ، من شأنه أن يمنع الجسم المضاد من أداء وظيفته.
لاحظ الباحثون أنه في حالات نادرة ، تم العثور على سلالات منتشرة من SARS-CoV-2 لتكتسب هذه الطفرة.
قال الباحثون عندما يحدث هذا ، فمن المحتمل أن يكون نتيجة الضغط الانتقائي من جهاز المناعة.
وأضافوا أن فهم دور هذه الطفرة النادرة أمر بالغ الأهمية للاستعداد بشكل أفضل قبل ظهورها كجزء من السلالات المهيمنة.
في حين أن الباحثين لم يدرسوا بشكل مباشر قدرة فيروس النمط الكاذب على الهروب من المناعة من العدوى الطبيعية.
فإن النتائج المستخلصة من عمل الفريق السابق مع المتغيرات التي تحمل طفرات أقل تشير إلى أن هذه المتغيرات الأحدث عالية التحور من شأنها أيضًا التهرب ببراعة من الأجسام المضادة المكتسبة من خلال العدوى الطبيعية.
في تجربة أخرى ، تم تعريض الأنماط الكاذبة لمصل الدم من الأفراد الذين تلقوا لقاح mRNA.
بالنسبة لبعض المتغيرات شديدة التحور ، فقد المصل من متلقي لقاح جرعة واحدة تمامًا القدرة على تحييد الفيروس.
في العينات المأخوذة من الأشخاص الذين تلقوا جرعة ثانية من اللقاح ، احتفظ اللقاح ببعض الفعالية على الأقل ضد جميع المتغيرات ، بما في ذلك بعض الأنماط الكاذبة الطافرة على نطاق واسع.
لاحظ الباحثون أن تحليلهم يشير إلى أن التمنيع المتكرر حتى مع مستضد البروتين السنبلة الأصلي قد يكون حاسمًا لمواجهة المتغيرات عالية التحور لبروتين السارس- CoV-2.
قال أبراهام:
"هذا الفيروس متغير الشكل".
"المرونة الهيكلية العظيمة التي رأيناها في بروتين ارتفاع SARS-CoV-2 تشير إلى أنه من غير المحتمل أن يكون أوميكرون نهاية قصة هذا الفيروس".
تعليقات
إرسال تعليق