تعديل البروتين المناعي للحد من تكاثر الفيروسات والتهاب القلب

اكتشف باحثو علم الفيروسات في عيادة كليفلاند أن التعديل البروتيني المحدد للبروتين المناعي MDA5 هو المفتاح لكيفية اكتشاف أجسام البشر للفيروسات والتكاثر الفيروسي والاستجابة لها.

يشرح منشور وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم كيف يُنشّط تعديلان بروتينيان MDA5، وهو بروتين مناعي أساسي، لاستشعار الغزاة، والحد من تكاثر الفيروسات، ومكافحة العدوى.

تُعد هذه العملية أساسية للوقاية من عواقب مثل التهاب القلب الناجم عن الفيروسات.

يستند هذا المنشور الأخير إلى مجموعة من الأبحاث التي أجراها مختبر الدكتورة ميكايلا جاك، المديرة العلمية لمركز فلوريدا للأبحاث والابتكار التابع لعيادة كليفلاند، والتي تسعى إلى تحسين فهمنا لكيفية اكتشاف الجسم للفيروسات.

يهدف الفريق على المدى الطويل إلى ترجمة هذه النتائج إلى علاجات مضادة للفيروسات قادرة على مكافحة فيروسات متعددة.

تعديلات البروتين هي جزيئات أو مجموعات كيميائية إضافية تُضاف إلى البروتين بعد تصنيعه.

تُزوّد ​​الجينات التعليمات اللازمة لتكوين البروتينات جزيئًا تلو الآخر، لكن الجزيء لا يكتمل بعد اكتمال هذه العملية.

ثم تُضيف الإنزيمات الخلوية قطعًا جديدة إلى البروتين لتهيئته لوظائف معينة أو لتحفيزه على التدمير.

تُمكّن هذه التعديلات البروتينية أجسامنا من تنظيم عمليات معينة، أو إيقافها تمامًا.

بروتين MDA5

MDA5 هو بروتين يشارك في الخطوة الأولى في كيفية اكتشاف الجسم البشري للفيروسات. توجد مواقع محددة في MDA5 حيث يحدث تعديل البروتين كجزء من الخطوة الأولى في الاستجابة للفيروس.

يرتبط بروتين صغير يُسمى ISG15 بهذه المواقع - وهي عملية تُسمى ISGylation، كما يوضح المؤلف الأول للدراسة، الدكتور لاكي ساركار.

ولاستكشاف مدى أهمية هذا التعديل البروتيني المحدد لاستشعار الفيروسات، عمل الباحثون مع منشأة Case Western Reserve Transgenic and Targeting لإنشاء نموذج ما قبل السريري يحمل نسخة من MDA5 تفتقر إلى المواقع اللازمة للارتباط بـ ISG15.

قال الدكتور ساركار: "إن إزالة قابلية البروتين للتعديل كان لها نفس تأثير حذفه تمامًا تقريبًا. تُظهر البيانات أن تعديل MDA5 لجين ISG15 أساسي لتنشيط المناعة الفطرية، وهي خط الدفاع الأول لجسمنا".

بدون تثبيط MDA5 ISGylation، كانت النماذج ما قبل السريرية لعدوى فيروس التهاب الدماغ والعضلة القلبية (EMCV) أكثر شدة. ازداد تكاثر الفيروس والتهاب القلب بشكل ملحوظ.

وأظهرت أعمال سابقة من مختبر الدكتور جاك أن MDA5 يستشعر العديد من العائلات الأخرى من الفيروسات بما في ذلك فيروسات كورونا والأمراض التي ينقلها البعوض.

يقول الدكتور جاك: "لقد أثبتنا أن MDA5 يستخدم ISGylation لاستشعار الفيروسات الغازية بمجرد دخولها أجسامنا".

ويضيف: "يُعد MDA5 ISGylation آلية محورية تساعد جهازنا المناعي على الاستجابة لمجموعة واسعة من الفيروسات، إن فهم هذه العمليات الأساسية الكامنة وراء كيفية اكتشاف الجسم للفيروسات الدخيلة أمر بالغ الأهمية لتصميم علاجات مضادة للفيروسات على نطاق واسع".

يقول الدكتوران جاك وساركار إن نتائجهما قد تُمثل الخطوة الأولى نحو تطوير مضاد فيروسات واسع النطاق.