قطعاتی از زامبی در ویروس کرونا باعث علائم شدید میشود

قطعاتی از زامبی در ویروس کرونا باعث علائم شدید میشود -قطعاتی از ویروس “زامبی” حتی پس از نابودی خود ویروس همچنان باعث التهاب می شوند.

سوالات بی‌پاسخ بسیاری از همه‌گیری COVID-19 باقی مانده است . به عنوان مثال، چه چیزی منجر به علائم شدید نشان داده شده در برخی از بیماران توسط SARS-CoV-2 ، ویروس مسئول COVID-19، در مقایسه با علائم معمولاً خفیف‌تر سایر کروناویروس‌ها می‌شود؟ علاوه بر این، دلایل اساسی برای تداوم علائم غیرعادی مدت طولانی پس از حذف ویروس از بدن یک فرد چیست؟

جهان اکنون ممکن است آغازی برای پاسخ ها داشته باشد. در مطالعه‌ای که اخیراً در ژورنال Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است ، یک تیم تحقیقاتی چند رشته‌ای به رهبری UCLA راهی را بررسی می‌کند که COVID-19 سیستم ایمنی را – که برای زنده نگه داشتن افراد حیاتی است – در برابر خود بدن قرار می‌دهد. نتایج مرگبار

نویسندگان مطالعه با استفاده از یک سیستم هوش مصنوعی که توسعه دادند، کل مجموعه پروتئین‌های تولید شده توسط SARS-CoV-2 را اسکن کردند و سپس مجموعه‌ای از آزمایش‌های اعتبارسنجی را انجام دادند.

 دانشمندان دریافتند که قطعات پروتئین ویروسی خاصی که پس از تجزیه ویروس SARS-CoV-2 به قطعات تولید می‌شوند، می‌توانند یک جزء کلیدی از ماشین آلات بدن برای تقویت سیگنال‌های ایمنی را تقلید کنند.

 اکتشافات آنها نشان می دهد که برخی از جدی ترین پیامدهای COVID-19 می تواند ناشی از تحریک بیش از حد این قطعات سیستم ایمنی باشد و در نتیجه باعث التهاب گسترده در زمینه های مختلف مانند طوفان های سیتوکین و انعقاد خون کشنده شود.

روش تحقیق و یافته ها

این مطالعه توسط نویسنده مربوطه، جرارد وانگ، استاد مهندسی زیستی در دانشکده مهندسی UCLA Samueli و در بخش شیمی و بیوشیمی کالج UCLA و بخش میکروبیولوژی، ایمونولوژی و ژنتیک مولکولی انجام شد.

وانگ که همچنین یکی از اعضای مؤسسه نانوسیستم‌های کالیفرنیا در UCLA است، گفت: «آنچه ما پیدا کردیم از تصویر استاندارد عفونت ویروسی منحرف است.

 کتاب‌های درسی به ما می‌گویند که پس از نابودی ویروس، میزبان بیمار «برنده» می‌شود و می‌توان از قطعات مختلف ویروس برای آموزش سیستم ایمنی برای شناسایی در آینده استفاده کرد. COVID-19 به ما یادآوری می کند که به این سادگی نیست.

«برای مقایسه، اگر کسی فرض کند که پس از هضم غذا در اجزای مولکولی آن، اثرات آن بر بدن تمام می‌شود، بسیار رهایی بخش خواهد بود. لازم نیست نگران دونات های ژله ای که همین الان خوردم باشم. با این حال، این تصویر ساده صحیح نیست.»

تیم تحقیقاتی دریافت که قطعات SARS-CoV-2 می توانند پپتیدهای ایمنی ذاتی را تقلید کنند، دسته ای از مولکول های ایمنی که سیگنال ها را برای فعال کردن دفاع طبیعی بدن تقویت می کنند.

 پپتیدها زنجیره‌ای از اسیدهای آمینه مانند پروتئین هستند که کوتاه‌تر هستند. این پپتیدهای ایمنی می توانند به طور خود به خود در ساختارهای جدیدی با RNA دو رشته ای ، شکل خاصی از یک مولکول ضروری برای ساخت پروتئین از DNA ، که معمولاً در عفونت های ویروسی یافت می شود یا توسط سلول های در حال مرگ آزاد می شود، جمع شوند.

کمپلکس هیبریدی حاصل از پپتیدهای ایمنی و RNA دو رشته ای یک واکنش زنجیره ای را آغاز می کند که باعث ایجاد پاسخ ایمنی می شود.

محققان علاوه بر آنالیز هوش مصنوعی خود، از روش‌های پیشرفته برای روشن ساختن ساختارهای زیستی در مقیاس نانو استفاده کردند و آزمایش‌های سلولی و حیوانی را انجام دادند.

 در مقایسه با کروناویروس‌های نسبتاً بی‌ضرر که باعث سرماخوردگی می‌شوند، تیم دریافتند که SARS-CoV-2 ترکیب‌های بیشتری از قطعات را در خود جای داده است که می‌توانند بهتر از پپتیدهای ایمنی انسان تقلید کنند.

 مطابق با آن، آزمایش‌های اضافی با انواع سلول‌های متعدد همگی به طور مداوم نشان می‌دهند که قطعاتی از ویروس کرونا SARS-CoV-2 در مقایسه با نمونه‌های ناشی از یک کروناویروس سرماخوردگی، یک پاسخ التهابی تقویت‌شده را تحریک می‌کند.

 به همین ترتیب، آزمایش‌ها با موش‌ها نشان می‌دهد که قطعات SARS-CoV-2 منجر به پاسخ ایمنی عظیم، به‌ویژه در ریه‌ها می‌شود.

این یافته‌ها می‌تواند بر درمان کووید-۱۹ و تلاش‌ها برای شناسایی و نظارت بر کروناویروس‌های آینده که قادر به ایجاد بیماری‌های همه‌گیر هستند تأثیر بگذارد.

وونگ گفت: «ممکن است بتوانیم به ترکیب پروتئین سویه‌های کروناویروس امسال نگاهی بیندازیم و بفهمیم که آیا آنها به طور بالقوه قادر به همه‌گیری هستند یا فقط می‌توانند باعث سرماخوردگی شوند.

پیامدهای مطالعه

آیا می‌دانستید زمانی مک‌دونالد کلم بروکلی با طعم آدامس را تولید می‌کرد؟

وونگ و همکارانش روی سه قطعه SARS-CoV-2 تمرکز کردند. آنها با استفاده از تکنیکی برای تجزیه و تحلیل ساختارهای مولکولی دقیق به نام پراش اشعه ایکس سنکروترون دریافتند که مانند پپتید ایمنی ذاتی، قطعات SARS-CoV-2 می توانند RNA دو رشته ای را در ساختارهایی سازماندهی کنند که سیستم ایمنی را تحریک می کنند.

وونگ گفت: «ما دیدیم که اشکال مختلف زباله‌های ویروس نابود شده می‌توانند دوباره در این مجتمع‌های زامبی فعال بیولوژیکی جمع شوند.

 جالب است که پپتید انسانی تقلید شده توسط قطعات ویروسی در آرتریت روماتوئید، پسوریازیس و لوپوس نقش دارد و جنبه‌های مختلف COVID-19 یادآور این شرایط خودایمنی است.

دانشمندان همچنین کل مجموعه ژن های بیان شده در سطح سلولی را اندازه گیری کردند. با انجام مقایسه با پایگاه‌های اطلاعاتی تحت نظارت بین‌المللی، تیم دریافتند که نمایه بیان ژن از سلول‌هایی که در معرض کمپلکس‌های “زامبی” SARS-CoV-2 قرار گرفته‌اند، بسیار شبیه به خود COVID-19 است.

وونگ گفت: “آنچه در مورد نتیجه بیان ژن شگفت انگیز است این است که هیچ عفونت فعالی در آزمایشات ما استفاده نشده است.” ما حتی از کل ویروس استفاده نکردیم – بلکه فقط حدود 0.2٪ یا 0.3٪ از آن – اما این سطح باور نکردنی از توافق را پیدا کردیم که بسیار نشان دهنده است.

این یافته ها ممکن است برخی از ویژگی های عفونت COVID-19 را توضیح دهد.

به عنوان مثال، اینکه قطعات SARS-CoV-2 منجر به التهاب بیش از حد می شود می تواند توضیح دهد که چرا برخی افراد به ظاهر سالم COVID-19 شدید را تجربه می کنند. به طور معمول، فعالیت آنزیم ها بین افراد سالم بسیار متفاوت است – با سطوحی که تا ضریب 10 متفاوت است. در نهایت این آنزیم ها هستند که مسئول برش ذرات ویروس به قطعات کوچکتر و کوچکتر هستند.

شواهدی مبنی بر اینکه تداوم قطعات SARS-CoV-2 ممکن است منجر به بیماری شود، همچنین سرنخ‌های در حال ظهور را در مورد اینکه کدام درمان‌ها ممکن است نویدبخش باشد، تقویت می‌کند.

وونگ گفت: «نتایج ما نشان می‌دهد که ممکن است بتوانیم COVID-19 را با مهار آنزیم‌های خاص یا تقویت برخی دیگر مدیریت کنیم.» حتی می توان استراتژی مبتنی بر تقلید را با استفاده از طعمه های بیولوژیکی غیرفعال تصور کرد که به اندازه کافی شبیه این قطعات ویروسی هستند تا برای RNA دو رشته ای رقابت کنند، اما مجتمع هایی را تشکیل می دهند که سیستم ایمنی را فعال نمی کنند.

قطعات ویروسی باقیمانده در سایر عفونت های ویروسی وجود دارند، اما فعالیت های بیولوژیکی آنها به طور سیستماتیک مورد مطالعه قرار نگرفته است.

مرجع: “زندگی پس از مرگ ویروسی: SARS-CoV-2 به عنوان مخزن پپتیدهای ایمونومیمتیک که دوباره به مجتمع های فوق مولکولی پیش التهابی متصل می شوند” توسط یو ژانگ، وانتانا بهاراتی، تاتسویا دوکوشی، جیمی د آندا، لورین تومی اورسری، نیکیل ان. کولکارنیکا، یوشییو جاناتان چن، الیزابت دبلیو سی لو، لامئی وانگ، هوآ زو، آلیسون کودی، ریموند زوریخ، میشل دبلیو لی، تسوتومو ماتسویی، هونگ کیو لی، لیانا سی چان، آتنا آ. شپموئز، مری اس. لیپتون، روی ژائو، جاشوا ان ادکینز، گریمی سی. کلر، لنس آر. تورلو، جاناتان سی. شیسلر، متیو سی. ولفگانگ، رابرت اس. هاگان، مایکل آر. یمن، توماس ام. وایس، شین هوا چن، ملودی ام اچ لی، ویکتور نیزت، سیلویو آنتونیاک ، نایجل مکمن، ریچارد ال. گالو و جرارد سی ال وانگ، 2 فوریه 2024، مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم .
DOI: 10.1073/pnas.2300644120

تلاش مشترک برای این مطالعه تیمی با 24 وابستگی دپارتمان و سازمانی را در یک زمان چالش برانگیز از همه‌گیری گرد هم آورد. نویسنده اول، یو ژانگ، محقق سابق فوق دکتری UCLA و استادیار فعلی دانشگاه Westlake در هانگژو، چین است. نویسندگان دیگر مستقر در UCLA دانشجویان دکتری Jaime de Anda، Jonathan Chen و Elizabeth Luo هستند. هونگ کیو لی از مرکز پزشکی هاربر-UCLA؛ لیانا چان، استادیار پزشکی در دانشکده پزشکی دیوید گفن در UCLA. مایکل یمن، استاد پزشکی در دانشکده پزشکی گفن و مدیر مؤسسه عفونت و ایمنی در مؤسسه لاندکویست در مرکز پزشکی هاربر-UCLA؛ و ملودی لی، استادیار میکروبیولوژی، ایمونولوژی و ژنتیک مولکولی.

نویسندگان ارشد این مطالعه عبارتند از ریچ گالو و ویکتور نیزت از یو سی سن دیگو سیلویو آنتونیاک و نایجل مکمن از دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل. نویسندگان همکار همچنین به دانشکده پزشکی هاروارد، منبع نور تابش سنکروترون استانفورد و آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام وابسته هستند.

قطعاتی از زامبی در ویروس کرونا باعث علائم شدید میشود

مهندس حمید تدینی: نویسنده و وبلاگ نویس مشهور، متخصص در زبان برنامه نویسی و هوش مصنوعی و ساکن آلمان است. مقالات روشنگر او به پیچیدگی های این زمینه ها می پردازد و به خوانندگان درک عمیقی از مفاهیم پیچیده فناوری ارائه می دهد. کار او به دلیل وضوح و دقت مشهور است.