علماء يبتكرون فيروس كورونا بطريقة صناعية

في محاولة لفهم الفيروس القاتل بشكل أفضل، ابتكر العلماء في المملكة المتحدة وألمانيا فيروس كورونا صناعيا من الصفر داخل المختبر، وابتكر باحثون في معهد ماكس بلانك في ألمانيا والمملكة المتحدة نسخة "بحدود أضيق" من فيروس Sars-CoV-2 في محاولة لدراسة الفيروس القاتل الذي أغرق العالم في جائحة لأكثر من عامين. وتوصف هذه النسخ المصغرة من فيروس كورونا بأنها "virions الاصطناعية الدنيا"، وسيتم استخدامها لدراسة سلوكه المعدي في ظل ظروف صارمة يسيطر عليها المختبر.

ومن أجل البحث المنهجي والموحد عن "كوفيد-19"، بنى الباحثون جزيئات فيروس اصطناعية بأضيق الحدود حيث يمكنهم دمج هياكل مميزة من فيروس Sars-CoV-2 مثل البروتين الشائك، وسمح ذلك للعلماء بدراسة الآليات الجزيئية المفردة في بيئة خاضعة للرقابة، والتي يمكنهم معالجتها وضبطها بشكل أكبر.

وباستخدام هذه التقنية لدراسة البروتين الشائك، والذي ثبت أنه مهم للتفاعل بين مضيف الفيروس والعدوى، اكتشفوا آلية التبديل، وعند ارتباط الأحماض الدهنية الالتهابية، يغير البروتين الشائك للفيروس شكله، وبالتالي يصبح أقل "مرئيا" لنظام المناعة لدى المضيف.

وهذه الفيروسات الاصطناعية، التي أطلق عليها الفريق اسم "virions"، لها بنية مشابهة للفيروسات الطبيعية، ومع ذلك، فهي لا تحتوي على أي معلومات وراثية وبالتالي يمكن استخدامها بأمان في البحث.

وقال أوسكار ستوفر، المعد الرئيسي للورقة البحثية: "الأهم بالنسبة لنا، ونحن نصمم هذه الفيروسات الاصطناعية من الصفر، هو أنه يمكننا تصميم تكوينها وهيكلها بدقة. وهذا يسمح لنا بإجراء دراسة منهجية للغاية، خطوة بخطوة على آليات متميزة".

ويعتقد ستوفر أن التقنية التي يستخدمونها حاليا يمكن أن تكون مفيدة للغاية في العديد من خطوط أنابيب التحليل والتوصيف لدراسة الفيروسات بما يتجاوز التطبيق الحالي لـ Sars-CoV-2.

وبدأ الباحثون باستخدام الفيروسات لدراسة تأثير الأحماض الدهنية الالتهابية على البروتين الشائك لـ Sars-CoV-2، وينتج عن أي التهاب في الجسم إفراز الأحماض الدهنية الالتهابية التي تساعد في تسهيل الاستجابة المناعية وعمليات الشفاء، ويعد البروتين الشائك أمرا بالغ الأهمية للتفاعل بين الفيروس المضيف حيث يستخدمه الفيروس بعد ذلك للالتصاق بمستقبلات ACE2 للخلايا المضيفة، ويمكّن هذا الفيروس من الاندماج مع الخلية المضيفة وإطلاق معلوماته الوراثية.

ومع ذلك، فإن هذه البروتينات ضرورية أيضا لعلاج وتطعيم "كوفيد-19"، حيث يمكن للأجسام المضادة التي ينتجها المضيف أن ترتبط بها، ما يسمح لجهاز المناعة باستهداف الفيروس.

واكتشف الباحثون أنه عند ارتباط الأحماض الدهنية، يغير البروتين الشائك شكله و"ثنياته".

ونتيجة لذلك، لم يعد الارتباط بمستقبل ACE2 للمضيف ممكنا ويمكن أن يرتبط عدد أقل من الأجسام المضادة بالبروتين، وقال ستوفر: "بالتخلي عن البروتين الشائك عند ارتباط الأحماض الدهنية الالتهابية، يصبح الفيروس أقل وضوحا لجهاز المناعة. ويمكن أن تكون هذه آلية لتجنب الاكتشاف من قبل المضيف واستجابة مناعية قوية لفترة أطول من الوقت وزيادة الكفاءة الكلية للعدوى".

ومع ذلك، فإن العلماء ما زالوا في بداية تحديد وظيفة آلية الطي، لكن استخدام virions الاصطناعية سيسمح باتباع نهج منظم.