به گزارش ایسنا به نقل از سایتک دیلی، اینگونه درک شده است که آنتی بادی ها یا همان پادتن ها، ویروس ها را با چسبیدن به سطوح آن ها خنثی می کنند و آن ها را از آلوده کردن سلول های میزبان بازمی دارند. اما تحقیقات جدید نشان می دهد که این روش تنها راهی نیست که آنتی بادی ها ویروس ها را از کار می اندازند. یک تیم بین المللی از محققان به رهبری دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا یا "پن استیت" (Penn State) کشف کرده اند که آنتی بادی ها همچنین ویروس ها را از شکل طبیعی شان خارج می کنند و در نتیجه از اتصال و ورود آنها به سلول ها جلوگیری می کنند.
"گانش آناند" دانشیار شیمی در دانشگاه "پن استیت" می گوید: همه آنتی بادی ها را بعنوان عاملی که به ویروس ها متصل می شود و از ورود ویروس ها به سلول ها ممانعت می کند و اساساً آن ها را قفل می کنند، تصور می کنند. اما تحقیقات ما برای نخستین بار نشان می دهد که آنتی بادی ها امکان دارد از نظر فیزیکی ویروس ها را نیز کج کنند و از حالت طبیعی خارج کنند، بنابراین ویروس ها نمی توانند به درستی به سلول های میزبان متصل شوند و آن ها را آلوده کنند.
"آناند" و همکارانش در مطالعه خود که به تازگی در مجله Cell منتشر شده است، تعاملات بین آنتی بادی مونوکلونال انسانی "(HMAb) C۱۰" و دو ویروس عامل بیماری "زیکا" و "تب دنگی" را بررسی کردند. این آنتی بادی ها که محققان از آن ها استفاده می کردند، قبلاً از بیماران آلوده به ویروس "دنگی" جدا شده بود و همچنین نشان داده شده بود که ویروس "زیکا" را خنثی می کند.
محققان از ترکیبی از تکنیک ها از جمله میکروسکوپ الکترونی برودتی (cryo- EM) برای به تصویر کشیدن ویروس ها و طیف سنجی جرمی تبادل هیدروژن/دوتریوم (HDXMS) برای درک حرکت آن ها استفاده کردند.
"آناند" توضیح داد: میکروسکوپ الکترونی برودتی شامل انجماد فوری محلول حاوی ملکول های مورد نظر و سپس هدف قرار دادن آن ها با الکترون ها برای تولید تصاویر متعدد از مولکول های منفرد در جهت های مختلف است. سپس این تصاویر در یک عکس فوري از ظاهر مولکول ادغام می شوند. این تکنیک تصاویر بسیار دقیق تری از مولکول ها را نسبت به سایر اشکال میکروسکوپی ارائه می دهد.
برای مستندسازی اثرات آنتی بادی ها بر روی ویروس های زیکا و دنگی، این تیم عکس های فوری گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی برودتی از ویروس ها را در شرایط افزایش غلظت آنتی بادی ها جمع آوری کردند.
محققان به موازات آن، از طیف سنجی جرمی تبادل هیدروژن/دوتریوم استفاده کردند؛ تکنیکی که در آن مولکول های مورد نظر که در این مورد ویروس زیکا و دنگی هستند، همراه با آنتی بادی های "HMAb C۱۰" در آب سنگین غوطه ور می شوند.
"آناند" توضیح داد که در آب سنگین، اتم های هیدروژن با دوتریوم، همزاد ایزوتوپی سنگین تر هیدروژن، جایگزین شده است. او اظهار‌کرد: وقتی یک ویروس را در آب سنگین غوطه ور می کنید، اتم های هیدروژن روی سطح ویروس با دوتریوم تبادل می کنند. سپس می توانید از طیف سنجی جرمی برای اندازه گیری سنگینی ویروس بعنوان تابعی از این تبادل دوتریوم استفاده کنید. ما با انجام این کار مشاهده کردیم که ویروس دنگی و نه ویروس زیکا، با دوتریوم سنگین تر شد، زیرا آنتی بادی های بیشتری به محلول اضافه شد. این نشان می دهد که برای ویروس دنگی، آنتی بادی ها ویروس را تغییر شکل می‌دهند و اجازه می دهند دوتریوم بیشتری وارد آن شود. گویی ویروس در حال فشرده شدن است و سطح بیشتری در معرض دید قرار می گیرد که می توان هیدروژن را با دوتریوم مبادله کرد.
در مقابل، ویروس زیکا وقتی در آب سنگین قرار می گیرد، سنگین تر نمی شود و این نشان می دهد که سطح آن، در حالیکه کاملاً توسط آنتی بادی ها اشغال شده است، توسط آنتی بادی ها تغییر شکل داده نمی شود.
" آناند" توضیح داد که این تیم با ترکیب میکروسکوپ الکترونی برودتی (cryo- EM) و طیف سنجی جرمی تبادل هیدروژن/دوتریوم (HDXMS) توانسته است تصویر جامعی از آنچه هنگام چسبیدن آنتی بادی ها به ویروس های زیکا و دنگی اتفاق می افتد، به دست آورد.
او ادامه داد: این مثل آن کتاب های کارتونی است که هر صفحه تصویر کمی متفاوت دارد و وقتی کتاب را به سرعت ورق می زنید، تصاویر را مانند یک فیلم کوتاه می بینید. به طورمثال یک کتاب حاوی نقاشی های یک اسب مسابقه را تصور کنید. میکروسکوپ الکترونی برودتی به شما نشان می دهد که اسب مسابقه چگونه به نظر میرسد و طیف سنجی جرمی تبادل هیدروژن/دوتریوم به شما سرعت حرکت اسب مسابقه را نشان می دهد. برای اینکه بتوانید یک اسب مسابقه را در حال حرکت توصیف کنید به هر دو تکنیک نیاز دارید. این مجموعه مکمل از ابزارها ما را قادر می سازد تا بفهمیم چگونه یک نوع آنتی بادی به طور متفاوت بر دو نوع ویروس تأثیر می گذارد.
او خاطرنشان کرد که این واقعیت که هرچه آنتی بادی های بیشتری اضافه می کنند، ذرات ویروس دنگی بیشتر تغییر شکل می یابند، نشان می دهد که "استوکیومتری" (رابطه بین مقادیر واکنش دهنده ها و محصولات قبلی در طول و بعد از یک واکنش شیمیایی) اهمیت دارد.
او اظهار‌کرد: فقط وجود آنتی بادی کافی نیست، بلکه این که چه مقدار آنتی بادی اضافه می کنید میزان خنثی سازی را تعیین می کند.
در واقع این تیم دریافته است که در شرایط اشباع که در آن آنتی بادی ها در غلظت های کافی برای پر کردن تمام مکان های اتصال موجود بر روی ویروس های دنگی اضافه میشوند، ۶۰ درصد از سطوح ویروس تغییر شکل می یابند که این اعوجاج برای محافظت از سلول ها دربرابر عفونت کافی است.
"آناند" می گوید:اگر آنتی بادی های کافی داشته باشید، آن ها ذرات ویروس را به اندازه ای تغییر شکل می‌دهند که ویروس ها قبل از اینکه به سلول های هدف خود برسند، بی ثبات می شوند.
در واقع، هنگامی که دانشمندان ویروس های دنگی متصل به آنتی بادی را با سلول های "BHK- ۲۱" که یک رده سلولی از کلیه بچه همسترها است که اغلب در تحقیقات عفونت های ویروسی استفاده می شود، آزمودند، دریافتند که ۵۰ تا ۷۰ درصد سلول های کمتری آلوده شده اند.
"آناند" توضیح داد که در برخی از ویروس ها از جمله زیکا، آنتی بادی ها با مسدود کردن راه‌های خروجی کار می کنند تا به اصطلاح، مسافر نتواند از خودرو خارج شود.
او می گوید: ما مکانیسم جدیدی را در ویروس دنگی پیدا کرده ایم که به موجب آن آنتی بادی ها اساساً خودرو را جمع می کنند، بنابراین حتی نمی تواند به سمت یک سلول برود.
ولی چگونه آنتی بادی ها ذرات ویروس دنگی را تغییر شکل می دهند؟ "آناند" توضیح داد که برخلاف ویروس عامل بیماری کووید- ۱۹ موسوم به "SARS- CoV- ۲" که دارای پروتئینهای سنبله ای است که در همه جهات بیرون زده اند، سطوح ویروس های زیکا و دنگی دارای قله ها و دره های صاف تر و در واقع ، بیرون زدگی های کمتری هستند.
"آناند" خاطرنشان کرد که برای ویروس دنگی، آنتی بادی ها به ویژه ترجیح می‌دهند به قله های آن معروف به "رئوس پنج گانه " متصل شوند. هنگامی که تمام پروتئینهای رئوس پنج گانه اشغال شدند، آنتی بادی ها به قله های مورد علاقه دوم خود یعنی" رئوس سه گانه" تبدیل می شوند. در نهایت ، آنها تنها با" رئوس دوگانه" باقی می مانند.
وی افزود:آنتی بادی ها از رئوس دوگانه خوش شان نمی آید، زیرا بسیار متحرک هستند و به سختی می توانند به آنها متصل شوند. ما متوجه شدیم که وقتی رئوس پنج و سه گانه بطور کامل با آنتی بادی ها پیوند خورده اند، اگر آنتی بادی های بیشتری به محلول اضافه کنیم، ویروس شروع به لرزیدن می کند. این رقابت بین آنتی بادی هایی که تلاش می کنند وارد شوند و ویروسی که تلاش می کند آن ها را از بین ببرد وجود دارد. در نتیجه، این آنتی بادی ها به جای اتصال به راس های دوگانه، در نهایت به داخل ویروس نفوذ می کنند و ما فکر می کنیم که این حفاری در ویروس است که باعث تکان خوردن و تغییر شکل ویروس و در نهایت غیرعملکردی شدن آن می شود.
تفاوت بین ویروس های "زیکا" و "دنگی" چیست؟ "آناند" توضیح داد که زیکا یک ویروس بسیار پایدارتر و پویاتر از "دنگی" است که دارای قطعات متحرک زيادي است.
دنگی و زیکا شبیه به هم هستند، ولی هر کدام ویژگی متفاوتی دارند. دنگی ممکن است به عنوان یک ویروس متحرک تر بعنوان راهی برای جلوگیری از گرفتار شدن توسط آنتی بادی ها تکامل یافته باشد. قسمت های متحرک آن سیستم ایمنی را گیج می کند و از کار می اندازد.
به گفته" آناند"، بنظر می رسد که یک نوع آنتی بادی میتواند زیکا و دنگی را به دو روش مختلف خنثی کند، یکی در جایی که به ویروس متصل می شود و آن را غیرفعال می کند که همان روش سنتی در مورد فعالیت آنتی بادی است و دیگری جایی است که آن راسوراخ می کند و ویروس را تغییر شکل می دهد.
اما در مورد سایر ویروس ها چطور است؟ "آناند" گفت که استراتژی تغییر شکل که آن ها کشف کرده اند ممکن است توسط آنتی بادی ها در هنگام مواجهه با انواع دیگر ویروس ها نیز مورد استفاده قرار گیرد.
وی اظهار‌کرد: ویروس تب دنگی فقط یک ویروس نمونه است که ما در آزمایش های خود از آن استفاده کردیم، ولی فکر می کنیم این استراتژی ممکن است به طور گسترده بر روی هر ویروسی قابل اجرا باشد. ممکن است آنتی بادی ها ابتدا از طریق روش ممانعت در خنثی کردن ویروس ها نقش داشته باشند و اگر موفق نشدند، به روش تغییر شکل متوسل شوند.
آیا کاربردهای بالقوه ای از این یافته ها وجود دارد؟ "آناند" گفت:این یافته ها می تواند در طراحی آنتی بادی های درمانی مفید باشد.
او ادامه داد: آنتی بادی های "HMAb C۱۰" مخصوص ویروس های دنگی و زیکا هستند و بطور اتفاقی میتوانند ویروس های زیکا و دنگی را به دو روش مختلف خنثی کنند. اما شما می توانید به طور بالقوه برای درمان بیماری های دیگر مانند کووید- ۱۹ نیز درمان هایی با همین قابلیت ها طراحی کنید. با ایجاد یک داروی درمانی با آنتی بادی هایی که هم میتوانند ویروس ها را فلج کنند و هم تغییر شکل دهند، احتمالاً می توانیم به خنثی سازی بیشتری دست پیدا کنیم.
او افزود: شما نمی خواهید منتظر بمانید تا ویروس به بافت هدف خود برسد، بنابراین اگر بتوانید چنین ترکیب درمانی را به عنوان اسپری بینی که در زمانی که ویروس در همان ابتدا وارد بدن می شود، معرفی کنید، می توانید حتی از ورود آن جلوگیری کنید. با انجام این کار، حتی ممکن است بتوانید از آنتی بادی کمتری استفاده کنید، زیرا تحقیقات ما نشان می دهد که برای خنثی کردن ویروس از طریق روش تغییر شکل، آنتی بادی کمتری لازم است.
به طور کلی" آناند" تأکید کرد که اهمیت این مطالعه در این است که یک استراتژی کاملا جدید را نشان می دهد که برخی از آنتی بادی ها برای غیرفعال کردن برخی از ویروس ها از آن استفاده می کنند.
او اظهار‌کرد: پیش از این، تنها چیزی که در مورد آنتی بادی ها می دانستیم این بود که آن ها به ویروس ها متصل میشوند و آنها را خنثی می کنند. اکنون می دانیم که آنتی بادی ها میتوانند ویروس ها را حداقل به دو روش مختلف و شاید حتی بیشتر خنثی کنند. این تحقیق دری را به روی یک مسیر کاملا جدید از اکتشاف باز می کند.
این مطالعه توسط بنیاد ملی تحقیقات سنگاپور، وزارت بهداشت سنگاپور و دانشگاه "پن استیت" حمایت شده است.
- 10
- 1
