نوع جدیدی از دفاع میزبان در برابر زیکا، عفونت دنگی فاش شد

طرحی پر از فضا که مقطعی را از طریق ذره ویروس زیکا در تعامل با یک سلول نشان می دهد. دو پروتئین اصلی پوشش ویروسی به رنگ قرمز و بنفش نشان داده شده است. غشای لیپیدی پاکت به رنگ اسطوخودوس نشان داده شده است. پروتئین‌های کپسید، به رنگ نارنجی، در حال تعامل با ژنوم RNA، به رنگ زرد، در مرکز ویروس نشان داده شده‌اند. پروتئین های گیرنده سطح سلول به رنگ سبز، اسکلت سلولی به رنگ آبی و پروتئین های پلاسمای خون به رنگ طلایی هستند. | اعتبار عکس: دیوید گودسل (CC BY 4.0)

صرف وجود یک ویروس در مایع بدن به این معنی نیست که از آن مسیر منتقل می شود. ویروس‌های زیکا، دنگی و چیکونگونیا در مایعاتی مانند بزاق و مایع منی وجود دارند، اما از طریق دهان یا جنسی منتشر نمی‌شوند. این واقعیت سال ها دانشمندان را متحیر کرده بود و اکنون یک تیم تحقیقاتی در نهایت دلیل آن را توضیح داده اند.

در 29 مارس 2020، سازمان بهداشت جهانی (WHO) یک پست توییت که باعث نگرانی دانشمندان شد و بسیاری را بر آن داشت تا با WHO تماس بگیرند تا بگویند شواهد کافی برای بی اعتبار کردن محتوای توییت وجود دارد و نشان می دهد که از چنین اظهاراتی دوری کند. بعداً ثابت شد که این توییت از نظر واقعی نادرست است، اما WHO تقریباً دو سال متقاعد نشد.

روی آن نوشته شده بود “واقعیت: #COVID19 در هوا نیست”.

انتقال یک رویداد مهم در چرخه زندگی یک ویروس است، با این حال مطالعه آن بسیار مشکل بوده است. ویروسی که نمی تواند منتقل شود برای هیچ کس عواقبی ندارد. ویروس‌های موفق سازگاری‌های خارق‌العاده‌ای دارند که طی سال‌ها تکامل انتخاب شده‌اند تا اطمینان حاصل شود که می‌توانند به میزبان‌های جدید بپرند.

ویروس در داخل بدن چه می کند؟

بیشتر ویروس‌های انسانی با اطمینان از وجود آن‌ها در مایعات بدن که با محیط بیرونی و متعاقباً میزبان جدید تماس دارند، به این امر دست می‌یابند.

پس از ورود به میزبان جدید، یک ویروس باید در محل صحیح حضور داشته باشد تا سلول های هدف جدید را آلوده کند. ویروس ها معمولاً در سلول هایی که آنها را آلوده می کنند بسیار انتخابی هستند. این پدیده که تروپیسم نامیده می شود، به این دلیل رخ می دهد که اکثر ویروس ها دارای پروتئین های خاصی در سطح بیرونی خود هستند که با گیرنده ای در سلول میزبان تماس برقرار می کنند. هر نوع سلولی که گیرنده را می سازد می تواند توسط ویروس آلوده شود.

به عنوان مثال، گیرنده HIV پروتئینی به نام CD4 است. تنها سلول هایی که پروتئین CD4 را می سازند، مانند سلول های T و ماکروفاژها، می توانند به HIV آلوده شوند. به طور مشابه، SARS-CoV-2 از گیرنده ای به نام ACE2 استفاده می کند. سلول های دستگاه تنفسی و برخی از سلول های قلبی عروقی همگی ACE2 را بیان می کنند و سلول های هدف SARS-CoV-2 هستند. HIV نمی تواند سلول های تنفسی را آلوده کند و SARS-CoV-2 نمی تواند سلول های T یا ماکروفاژها را آلوده کند.

انتقال ویروس نتیجه یک تعقیب و گریز در داخل میزبان است: بین ویروسی که از خودش کپی می کند و سیستم ایمنی که تلاش می کند ویروس و سلول های آلوده را از بین ببرد. ویروس باید قبل از اینکه سیستم ایمنی آن را شکست دهد یا میزبان بمیرد منتقل شود. یکی از استراتژی‌هایی که ویروس‌ها برای رسیدن به این هدف استفاده می‌کنند، ساختن پروتئین‌هایی روی سطح است که گیرنده‌هایی روی چندین نوع سلول دارند. چنین استراتژی به آن ها اجازه می دهد تا انواع سلول های مختلف را آلوده کنند، که امکان دسترسی به مایعات بدن را فراهم می کند و انتقال سریعتر را ممکن می سازد.

گیرنده PS چیست؟

یکی از این گیرنده ها برای پروتئینی به نام فسفاتیدیل سرین (PS) است. پروتئین PS معمولاً توسط سلول های در حال مرگ در بدن بیان می شود و به عنوان سیگنالی به سلول های ایمنی برای از بین بردن آنها بیان می شود. سلول های ایمنی گیرنده PS را بیان می کنند و خود را با این سلول ها ترکیب می کنند و بی سر و صدا آنها را از بین می برند. ویروس ها این مسیر را با فرآیندی به نام تقلید آپوپتوز ربوده اند: با بیان پروتئین PS بر روی سطوح خود، به آنها اجازه می دهند همان سلول هایی را که آنها را از بین می برند، آلوده کنند.

توئیت سازمان جهانی بهداشت و لغو بعدی آن نمونه ای از مشکلات مطالعه انتقال ویروس است. این مشکل به ویژه زمانی چالش برانگیز است که ما در حال مطالعه ویروس هایی هستیم که می توانند از گیرنده PS برای ورود استفاده کنند. از آنجایی که گیرنده PS توسط بسیاری از سلول ها بیان می شود – جدا از برخی از سلول های سیستم ایمنی – ویروس تمایل دارد در بخش های متعدد وجود داشته باشد. با این حال، صرف وجود یک ویروس در یک محفظه مشخص، انتقال از آن مسیر را تضمین نمی کند.

به عنوان مثال، ویروس زیکا را می توان در مایع منی، بزاق و شیر مادر تشخیص داد، اما به ندرت از این طریق با وجود سلول های هدف در حفره های دهان و تناسلی پخش می شود. زیکا عمدتا از طریق پشه ها منتقل می شود.

چگونه بدن این ویروس ها را دفع می کند؟

اکنون، دانشمندان مؤسسه ویروس شناسی مولکولی در مرکز پزشکی دانشگاه اولم، آلمان، مکانیسم دفاعی جدیدی را شناسایی کرده اند که بدن انسان از آن برای جلوگیری از انتقال زیکا و برخی ویروس های دیگر از طریق مسیرهای غیر متعارف استفاده می کند. این مطالعه که در مجله منتشر شده است میکروبیولوژی طبیعت در 25 مارس، توضیح می دهد که چگونه بدن از وزیکول های خارج سلولی در این مایعات بدن برای مهار عفونت ویروسی استفاده می کند.

وزیکول ها ساختارهای کوچکی هستند که توسط چربی محصور شده اند که سلول برای انتقال مواد از یک قسمت سلول به قسمت دیگر استفاده می کند. هنگامی که آنها در خارج از سلول ترشح می شوند، به آنها وزیکول خارج سلولی می گویند. محققان دریافتند این وزیکول‌های خارج سلولی در بزاق و مایع منی به وفور یافت می‌شوند و حاوی همان پروتئین‌های PS در سطح خود هستند که ویروس‌هایی مانند زیکا از آن برای عفونت استفاده می‌کنند. این تیم همچنین کشف کردند که غلظت این وزیکول های خارج سلولی که حاوی PS هستند در خون کم و بزاق و مایع منی زیاد است.

از طریق یک سری آزمایش، آنها نشان دادند که وزیکول‌های حاوی PS برای همان گیرنده‌هایی که ویروس‌ها برای ورود استفاده می‌کنند، رقابت می‌کنند، بنابراین دومی را از بین می‌برند و از عفونت جلوگیری می‌کنند.

کشف چه چیزی را نشان می دهد؟

این گروه همچنین نشان داد که همه ویروس‌هایی که از گیرنده PS برای تقلید آپوپتوز استفاده می‌کنند – ویروس‌های دنگی، چیکونگونیا، نیل غربی، ابولا، و ویروس‌های استوماتیت تاولی – با حضور وزیکول‌های خارج سلولی مهار می‌شوند. حضور وزیکول‌ها بر عفونت‌پذیری ویروس‌هایی که از گیرنده PS برای ورود استفاده نمی‌کنند، مانند HIV و SARS-CoV-2 تأثیری نداشت.

کشف وزیکول های پوشش داده شده با PS برای ایمنی نشان دهنده نوع جدیدی از دفاع میزبان در برابر عفونت ویروسی است. اگرچه هنوز برای حدس و گمان در مورد کاربردهای درمانی بالقوه این کشف خیلی زود است، اما راه هایی را برای تحقیقات بیشتر باز می کند.

یکی از تصورات تامل برانگیز و در عین حال دور از ذهن برخاسته از این مطالعه، این احتمال است که وزیکول های حاوی PS در انسان می تواند بر تکامل ویروس های منتقل شده از پشه تأثیر گذاشته باشد. شاید این ویروس‌ها وقتی نمی‌توانستند از طریق بزاق یا مایع منی پخش شوند، مجبور شدند به دنبال جایگزینی بگردند و به تعبیر مایکل کرایتون، «زندگی راهی پیدا کرد».

Arun Panchapakesan استادیار مرکز تحقیقات و آموزش ایدز YR Gaithonde در چنای است.

• صرف وجود یک ویروس در مایع بدن به این معنی نیست که از آن مسیر منتقل می شود. ویروس‌های زیکا، دنگی و چیکونگونیا در مایعاتی مانند بزاق و مایع منی وجود دارند اما از طریق دهان یا جنسی منتشر نمی‌شوند. این واقعیت سال ها دانشمندان را متحیر کرده بود و اکنون یک تیم تحقیقاتی در نهایت دلیل آن را توضیح داده اند.

• پس از ورود به میزبان جدید، یک ویروس باید در محل صحیح حضور داشته باشد تا سلول های هدف جدید را آلوده کند. ویروس ها معمولاً در سلول هایی که آنها را آلوده می کنند بسیار انتخابی هستند. این پدیده که تروپیسم نامیده می شود، به این دلیل رخ می دهد که بیشتر ویروس ها دارای پروتئین های خاصی در سطح بیرونی خود هستند که با گیرنده ای در سلول میزبان تماس برقرار می کنند.

• یکی از تصورات تامل برانگیز و در عین حال دور از ذهن برخاسته از این مطالعه، این احتمال است که وزیکول های حاوی PS در انسان می تواند بر تکامل ویروس های منتقل شده از پشه تأثیر گذاشته باشد.