حفظ الصورة

اكتشاف الكربوهيدرات التي يستخدمها "كوفيد-19" في اختراق خلايا الرئة البشرية

يصف الباحثون الجزيء المعروف باسم ACE2 مثل أوكرة الباب على الأسطح الخارجية للخلايا التي تبطن الرئتين، وتسمح للفيروس بالدخول وإصابة تلك الخلايا.

ومنذ يناير 2020، عرف الباحثون أن SARS-CoV-2، الفيروس التاجي الجديد الذي يسبب مرض "كوفيد-19"، يستخدم بشكل أساسي الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2) لدخول هذه الخلايا وتكوين التهابات الجهاز التنفسي. وأصبح إيجاد طريقة لإغلاق هذا التفاعل بين الفيروس وACE2، كوسيلة لعلاج العدوى، هدفا للعديد من الدراسات البحثية.

واكتشف باحثو كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو أن SARS-CoV-2 لا يمكنه الاستيلاء على ACE2 من دون كربوهيدرات تسمى كبريتات الهيباران، والتي توجد أيضا على أسطح خلايا الرئة وتعمل كمستقبل مشترك للدخول الفيروسي. ما قد يكون له آثار محتملة على علاج مرضى "كوفيد-19".

وقال الدكتور جيفري إيسكو، أستاذ الطب الخلوي والجزيئي في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والمدير المشارك لمركز أبحاث وتدريب علم الأحياء الجليدية: "إن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 ليس سوى جزء من القصة. الصورة ليست كاملة".

وتقدم دراسة إيسكو، التي نُشرت في 14 سبتمبر 2020 في مجلة Cell العلمية، نهجا جديدا محتملا للوقاية من "كوفيد-19" وعلاجه.

وأظهر الفريق طريقتين يمكن أن تقللا من قدرة SARS-CoV-2 على إصابة الخلايا البشرية المزروعة في المختبر بنحو 80% إلى 90%: الأولى تتمثل في إزالة كبريتات الهيبارين بالإنزيمات، و الثانية من خلال استخدام الهيبارين كطعم لإغراء وربط فيروس كورونا بعيدا عن الخلايا البشرية.

 

ويعرف الهيبارين، بأنه أحد أشكال كبريتات الهيبارين، وهو بالفعل دواء مستخدم على نطاق واسع لمنع جلطات الدم وعلاجها، ما يشير إلى أنه قد يتم إعادة استخدام دواء معتمد من إدارة الغذاء والدواء لتقليل الإصابة بالفيروسات.

ودرس فريق إيسكو منذ فترة طويلة كبريتات الهيباران والدور الذي تلعبه في الصحة والمرض. وقاد إيسكو هذه الدراسة مع الباحث المساعد الدكتور توماس مانديل كلاوسن، وباحث ما بعد الدكتوراه دانيال ساندوفال.

وأشار كلاوسن إلى اطلاعه في مارس الماضي على أحدث الأبحاث الصادرة حول SARS-CoV-2، وعثر على دراسة أولية أشارت إلى وجود تفاعل بين بروتين spike في فيروس كورونا، "اليد" التي يستخدمها الفيروس للاستيلاء على "أوكرة الباب" ACE2، وكربوهيدرات أخرى مرتبطة بكبريتات الهيباران.

وأوضح كلاوسن، وهو أيضا أستاذ مشارك في جامعة كوبنهاغن في الدنمارك: "ركضت إلى دانيال لأخبره أن ينظر في الدراسة، وبالطبع كان يفكر بالفعل في الشيء نفسه".

وفي غضون أسبوع، كان الفريق يختبر نظرياته في المختبر. واكتشفوا أن بروتين spike في SARS-CoV-2 يربطه بالهيبارين. وقام الفريق أيضا بالتحقيق للكشف عن الجزء الدقيق من بروتين SARS-CoV-2 الذي يتفاعل مع الهيبارين، مجال ربط المستقبلات.

وعندما يرتبط الهيبارين، يفتح مجال ربط المستقبلات ويزيد الارتباط بـ ACE2. ووجدوا أن الفيروس يربط كلا من كبريتات الهيباران على سطح الخلية وACE2 من أجل الدخول إلى خلايا الرئة البشرية المزروعة في طبق المختبر.

ومع إنشاء آلية الدخول الفيروسي هذه، بدأ الباحثون بعد ذلك في محاولة تعطيلها. ووجدوا أن الإنزيمات التي تزيل كبريتات الهيباران من أسطح الخلايا تمنع فيروس SARS-CoV-2 من الدخول إلى الخلايا. وبالمثل، فإن العلاج بالهيبارين يمنع العدوى أيضا.

وعمل علاج الهيبارين كمضاد للفيروسات بجرعات تُعطى حاليا للمرضى، حتى عندما أزال الباحثون المنطقة المضادة للتخثر من البروتين، الجزء المسؤول عن منع تجلط الدم.

وقال إيسكو إن النتائج لا تزال بعيدة عن الترجمة إلى علاج لـ"كوفيد-19". وسيحتاج الباحثون إلى اختبار مثبطات الهيبارين وكبريتات الهيبارين في نماذج حيوانية لعدوى SARS-CoV-2. وفي دراسة ذات صلة، يستكشف علماء جامعة كاليفورنيا في سان دييغو أيضا دور الميكروبيوم البشري، بما في ذلك البكتيريا التي تعيش في الجسم وعلى الجسم، في تغيير كبريتات الهيبارين وبالتالي التأثير على قابلية الشخص للإصابة بـ"كوفيد-19".

المصدر: phys.org