اكتشف باحثون يابانيون الآلية الكامنة وراء تطور التهاب الدماغ الشامل المصلب تحت الحاد (SSPE) ، وهو اضطراب عصبي قاتل يمكن أن يحدث بعد سنوات من الإصابة بالحصبة.
فيروس الحصبة « يتعاون » مع نفسه لإحداث التهاب الدماغ القاتل
اكتشف العلماء آلية جديدة لكيفية تسبب فيروس الحصبة في اضطراب عصبي نادر ولكنه قاتل ، وهو التهاب الدماغ الشامل المصلب تحت الحاد.
كشف باحثون في اليابان عن آلية كيف يمكن لفيروس الحصبة أن يسبب التهاب الدماغ الشامل المصلب تحت الحاد ، أو SSPE ، وهو اضطراب عصبي نادر ولكنه قاتل يمكن أن يحدث بعد عدة سنوات من الإصابة بالحصبة.
على الرغم من أن الشكل الطبيعي لفيروس الحصبة لا يمكن أن يصيب الجهاز العصبي ، وجد الفريق أن الفيروسات التي تستمر في الجسم يمكن أن تطور طفرات في بروتين رئيسي يتحكم في كيفية إصابة الخلايا. يمكن أن تتفاعل البروتينات المحورة مع شكلها الطبيعي ، مما يجعلها قادرة على إصابة الدماغ. سيتم نشر النتائج التي توصلوا إليها اليوم (27 يناير) في المجلة تقدم العلم.
إذا كنت في عمر معين ، فربما تكون قد أصبت بالحصبة عندما كنت طفلاً. كثير ممن ولدوا بعد السبعينيات لم يحصلوا عليها أبدًا بفضل اللقاحات. هذه الحالة ناتجة عن فيروس يحمل نفس الاسم ، وهو أحد أكثر مسببات الأمراض المعدية حتى يومنا هذا. تقدر منظمة الصحة العالمية أن ما يقرب من تسعة ملايين شخص في جميع أنحاء العالم أصيبوا بالحصبة في عام 2021 ، مع وصول عدد الوفيات إلى 128000.
تعد الطفرة في بروتين F مفتاحًا لفيروس الحصبة لكي يندمج ويصيب الخلايا العصبية. توجد استراتيجيتان أساسيتان لمثل هذه العدوى. في البداية ، يتم قمع نشاط الاندماج لبروتين F الطافر بسبب التداخل من بروتينات F الطبيعية (الصندوق الأسود). يتم التغلب على هذا التداخل من خلال تراكم الطفرات وزيادة الانضغاط (المربع البرتقالي). في حالة أخرى ، تعمل طفرة مختلفة في بروتين F بشكل معاكس وتقلل من نشاط الاندماج ، ولكن على العكس من ذلك تتعاون مع بروتينات F الطبيعية التي تزيد من نشاط الاندماج (الصندوق الأزرق). وبالتالي ، حتى البروتينات الطافرة F التي يبدو أنها غير قادرة على إصابة الخلايا العصبية يمكن أن تصيب الدماغ. الائتمان: جامعة كيوشو / Hidetaka Harada / Yuta Shirogane
“على الرغم من توفره ، إلا أنه في الآونة الأخيرة كوفيد -19 لقد أدى الوباء إلى انتكاسة لقاحات التطعيم ، خاصة في جنوب الكرة الأرضية ، « يوضح يوتا شيروجان ، الأستاذ المساعد في كلية العلوم الطبية بجامعة كيوشو. « SSPE هي حالة نادرة ولكنها قاتلة يسببها فيروس الحصبة. ومع ذلك ، فإن فيروس الحصبة الطبيعي ليس لديه القدرة على التكاثر في الدماغ ، وبالتالي ليس من الواضح كيف يسبب التهاب الدماغ. »
يصيب الفيروس الخلايا من خلال سلسلة من البروتينات التي تبرز من سطحها. عادة ، سيسهل بروتين واحد الفيروس أولاً للالتصاق بسطح الخلية ، ثم يتسبب بروتين سطح آخر في تفاعل يسمح للفيروس بالدخول إلى الخلية ، مما يؤدي إلى حدوث عدوى. لذلك ، يمكن أن يعتمد ما يمكن للفيروس أو لا يمكن أن يصيبه بشكل كبير على نوع الخلية.
« عادة ، فيروس الحصبة يصيب فقط الخلايا المناعية والظهارية ، مما يسبب الحمى والطفح الجلدي » ، تتابع شيروجان. « لذلك ، في المرضى الذين يعانون من SSPE ، يجب أن يكون فيروس الحصبة قد بقي في أجسامهم وتحور ، ثم اكتسب القدرة على إصابة الخلايا العصبية. RNA فيروسات مثل الحصبة تتحور وتتطور بمعدلات عالية جدًا ، لكن آلية تطورها لإصابة الخلايا العصبية كانت لغزًا « .
فيروس الحصبة هو فيروس مغلف يحمل طبقة ثنائية من الدهون. تحتوي الطبقة الثنائية على بروتين هيماجلوتينين (H) المرتبط بالمستقبل وبروتين الاندماج (F). لكي تحدث العدوى ، يرتبط بروتين H أولاً بمستقبل في الخلية المستهدفة ، ثم يغير بروتين F شكله لدمج الأغشية. الائتمان: جامعة كيوشو / Hidetaka Harada / Yuta Shirogane
اللاعب الرئيسي في السماح لفيروس الحصبة بإصابة الخلية هو بروتين يسمى بروتين الاندماج أو بروتين F. في دراسات الفريق السابقة، أظهروا أن بعض الطفرات في بروتين F تضعه في حالة « فرط التذوق » ، مما يسمح له بالاندماج في المشابك العصبية وإصابة الدماغ.
في دراستهم الأخيرة ، حلل الفريق جينوم فيروس الحصبة من مرضى SSPE ووجدوا أن طفرات مختلفة قد تراكمت في بروتين F الخاص بهم. ومن المثير للاهتمام أن بعض الطفرات قد تزيد من نشاط العدوى في حين أن البعض الآخر يقللها بالفعل.
« كان من المدهش رؤية ذلك ، لكننا وجدنا تفسيراً لذلك. عندما يصيب الفيروس خلية عصبية ، فإنه يصيبها من خلال « انتقال كتلة » ، حيث تدخل نسخ متعددة من الجينوم الفيروسي إلى الخلية ، « يتابع شيروجان. « في هذه الحالة ، ينتقل الجينوم الذي يشفر البروتين F الطافر في وقت واحد مع جينوم بروتين F الطبيعي ، ومن المرجح أن يتعايش كلا البروتينين في الخلية المصابة. »
بناءً على هذه الفرضية ، حلل الفريق نشاط الاندماج لبروتينات F الطافرة عندما كانت بروتينات F الطبيعية موجودة. أظهرت نتائجهم أن نشاط الاندماج لبروتين F الطافر يتم كبته بسبب التداخل من بروتينات F الطبيعية ، ولكن يتم التغلب على هذا التداخل من خلال تراكم الطفرات في بروتين F.
عندما يحفز بروتين F اندماج الغشاء عند المشبك العصبي ، تنتقل جينومات متعددة لفيروس الحصبة في نفس الوقت إلى الخلية العصبية التالية. تُعرف هذه الظاهرة باسم « انتقال الكتلة ». في ظل هذه الحالة ، تنتقل الجينومات الطبيعية والمتحولة معًا في وقت واحد ، مما يؤدي إلى تكوين بروتينات F طبيعية ومتحولة معًا في خلية مصابة. الائتمان: جامعة كيوشو / Hidetaka Harada / Yuta Shirogane
في حالة أخرى ، وجد الفريق أن مجموعة مختلفة من الطفرات في بروتين F تؤدي إلى نتيجة معاكسة تمامًا: انخفاض في نشاط الاندماج. ومع ذلك ، ولدهشتهم ، يمكن لهذه الطفرة أن تتعاون في الواقع مع بروتينات F الطبيعية لزيادة نشاط الاندماج. وبالتالي ، حتى البروتينات الطافرة F التي يبدو أنها غير قادرة على إصابة الخلايا العصبية يمكن أن تصيب الدماغ.
إنه يكاد يكون معادلاً لنموذج « البقاء للأصلح » للتكاثر الفيروسي. في الواقع ، هذه الظاهرة التي تتدخل فيها الطفرات و / أو تتعاون مع بعضها البعض تسمى « علم الاجتماعيات ». لا يزال هذا مفهومًا جديدًا ، ولكن لوحظ أن الفيروسات تتفاعل مع بعضها البعض كمجموعة. يشرح شيروجان أنه احتمال مثير.
يأمل الفريق أن تساعد نتائجهم في تطوير علاجات لـ SSPE ، بالإضافة إلى توضيح الآليات التطورية الشائعة للفيروسات التي لها آليات عدوى مماثلة للحصبة مثل فيروسات كورونا الجديدة وفيروسات الهربس.
هناك العديد من الألغاز في الآليات التي تسبب الفيروسات الأمراض. منذ أن كنت طالبًا في كلية الطب ، كنت مهتمًا بمعرفة كيف تسبب فيروس الحصبة في حدوث متلازمة SSPE. أنا سعيد لأننا تمكنا من توضيح آلية هذا المرض « ، يختتم شيروجان.
المرجع: « نشاط الاندماج الجماعي يحدد التوجه العصبي لفيروس مغلف ينتقل عبر كتلة » يوتا شيروجان ، هيديتاكا هارادا ، يويتشي هيراي ، ريويتشي تاكيموتو ، تاتيكي سوزوكي ، تاكاو هاشيجوتشي ويوسوكي ياناجي ، 27 يناير 2023 ، تقدم العلم.
DOI: 10.1126 / sciadv.adf3731
