أخبار البحث العلمي

يمكن أن يكون أحد البروتونات الموجود على خلايا الرئة مفتاحًا لعلاجات كوفيد 19 المستجد

يسلط العلماء الضوء على دور البروتين الخلوي في الإصابة بـ كوفيد 19 واستكشاف خيارات علاجية جديدة

الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2)، وهو بروتين موجود على سطح خلايا الرئة، يسهل دخول فيروس كورونا المستجد إلى الخلايا المضيفة. في حين أن استهداف الانزيم يمكن أن يكون علاجًا محتملاً ضد كوفيد 19، لا يزال هناك بعض الغموض حول كيفية عمل وعبور الانزيم عبر الخلية. تحقيقا لهذه الغاية، درس الباحثون في جامعة الإمارات العربية المتحدة استهداف الانزيم ودوره في الإصابة بكوفيد 19، في دراسة شاملة.

بينما حقق المجتمع العلمي تقدمًا كبيرًا في مكافحة جائحة فيروس كورونا، لا يزال السباق لإيجاد استراتيجيات علاج فعالة مستمراً. لهذا، من الضروري أن نفهم بالضبط كيف يهاجم الفيروس الخلايا البشرية المضيفة.

تتمثل إحدى الطرق التي يدخل بها الفيروس إلى الرئة والخلايا الأخرى في التفاعل مع الإنزيم المحول للأنجيوتنسين، وهو بروتين على سطح الخلية. في هذا الصدد، يعتبر الانزيم سيفًا ذا حدين: فهو يلعب دورًا حيويًا في ضبط ضغط الدم، ولكنه يسهل دخول فيروس سارس 2 إلى الخلايا المضيفة، حيث يمكن أن يؤثر على شدة ومعدلات الإصابة بفيروس كوفيد 19 وقد دفع هذا البحث المستمر إلى التركيز على استهداف الانزيم كاستراتيجية علاجية ضد كوفيد 19. ومع ذلك، تظل الجوانب المختلفة لكيفية عمل الانزيم داخل الخلايا وآلياتها التنظيمية غير مستكشفة. هل يمكن أن يساعدنا البحث العميق في هذه الآليات في الكشف عن أهداف علاجية جديدة؟ قرر فريق من الباحثين من جامعة الإمارات العربية المتحدة معرفة ذلك، في مراجعتهم المنشورة في مجلة هيومن جينومكس.

قال الدكتور بسام علي، المؤلف المشارك، " يجب أن يفتح الفيروس "القفل" على سطح الخلية للدخول إلى خلايانا: وهذا هو السبب في أن أي تغييرات في مستقبل الانزيم من المرجح أن تغير دخول الفيروس. في دراستنا، كنا نهدف إلى توسيع معرفتنا عن الانزيم وكذلك فهم كيف يمكن أن تؤثر الاختلافات الجينية على شدة العدوى عبر الأفراد المختلفين.

بدأ العلماء بشرح الأساسيات: ينتشر الإنزيم المحول للأنجيوتنسين على نطاق واسع عبر أنسجة مختلفة في الجسم، بما في ذلك خلايا الرئة، وله العديد من الأشكال (هياكل متشابهة وظيفيًا) وتعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (المتغيرات الجينية بسبب تغيير في واحد فقط من نوكليوتيد من تسلسل الحمض النووي). يمكن أن تغير هذه المتغيرات الجينية قابلية المضيف لفيروس سارس إما بتقليل أو تعزيز تفاعل مستقبلات الفيروس. قد يفسر هذا الآثار المتنوعة لعدوى السارس في مجموعات مختلفة من الناس.

إضافة لذلك، أوضح العلماء أن جين الانزيم يقع على كروموسوم X (أحد الكروموسومات الجنسية في الثدييات)، وبالتالي فإن بعض الآليات "اللاجينية" قد تسبب قابلية التحيز الجنسي للإصابة بعدوى سارس.

يسلط الباحثون الضوء على كيفية عمل بروتين الانزيم داخل الخلية. يخضع الإنزيم المحول للأنجيوتنسين إلى المعالجة في الشبكة الإندوبلازمية. كما أنه يخضع لعدة تعديلات (تسمى تعديلات ما بعد التحول) التي تساعد في آلية انتقاله وعمله. ثم يتم نقله عبر حويصلات إلى هيكل يسمى "جهاز جولجي" لمزيد من المعالجة. هذه العملية، بشكل عام، منظمة للغاية ومنظمة بإحكام، مع العديد من الجزيئات التي تعمل "كشركاء يتفاعلون مع الانزيم. إضافة لذلك، يخضع الإنزيم المحول للأنجيوتنسين أيضًا للتحلل أو الانقسام البروتيني كآلية لتنظيم انتشاره. يسلط الباحثون الضوء على أن اكتساب نظرة ثاقبة حول كيفية تفاعل الانزيم مع جزيئاته التنظيمية يمكن أن يكشف عن أهداف جزيئية جديدة لتثبيط الانزيم، وربما يقلل من شدة العدوى.

بشكل عام، تسلط هذه الدراسة الضوء على أهداف جديدة للتحكم في انتشار الانزيم وتشرح سبب اختلاف الاستجابات الفردية لـ سارس- يمكن أن يساعدنا استهداف هذه المسارات المعقدة التي تنظم وظائف الانزيم في التحكم في انتشاره وبالتالي استكشاف خيارات علاج جديدة. ليس هذا فقط، فإن الفريق واثق من أنه يمكن استخدام النتائج التي توصلوا إليها لفهم فيروسات الجهاز التنفسي الأخرى التي تستخدم الإنزيم المحول للأنجيوتنسين كنقطة دخول للعدوى.

قال الاستاذ علي عن التطبيقات السريرية لدراستهم، " توضح النتائج التي توصلنا إليها بعض التباين الملحوظ في قابلية وشدة عدوى سارس وما يترتب عليها من آثار ضارة. يمكن أن يساعدنا فهم التأثيرات المتنوعة للمتغيرات الجينية لمستقبلات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين في تحديد طرق جديدة للتعامل مع الفيروس ".

عندما يتعلق الأمر باستراتيجيات النتائج ضد كوفيد 19، فتحت هذه الدراسة - بلا شك - العديد من الأبواب.

يمكن أن يساعد استهداف التطويع الخلوي الفرعي ومسارات النقل انزيم بروتين مستقبلات سارس في السيطرة على مستويات العدوى وبالتالي قد يقلل من شدة العدوى.

الصورة: شترستوك

المرجع

المؤلفون عنوان البحث المجلة	سالي بدوي وبسام علي الإنزيم المحول للأنجيوتنسين والانتقال وسارس  هيومن جينومكس
المعرف الرقمي المؤسسات	10.1186/s40246-021-00304-9  قسم علم الجينات والجينوم، كلية الطب والعلوم الصحية، جامعة الإمارات العربية المتحدة، العين، الإمارات العربية المتحدة مركز زايد للعلوم الصحية، جامعة الإمارات العربية المتحدة، العين، الإمارات العربية المتحدة

الأستاذ بسام علي

رئيس مجموعة أبحاث علم الوراثة والتطور في كلية الطب والعلوم الصحية، جامعة الإمارات العربية المتحدة. حصل على درجة الدكتوراه في الكيمياء الحيوية من جامعة كامبريدج. تشمل اهتماماته البحثية الحالية الآليات الخلوية والجزيئية الكامنة وراء الأمراض الوراثية البشرية، وعلم الصيدلة الجيني، وتنظيم النقل الخلوي في الخلايا حقيقية النواة، وتحديد الجينات والطفرات المرضية التي تساهم في الأمراض النادرة لدى السكان العرب. شارك في تأليف أكثر من 130 مقالة ومراجعة في مجلات دولية محكمة، وشارك في العديد من الاجتماعات العلمية وكان عضوًا في مجالس تحرير العديد من المجلات. حصل على جائزة خليفة التربوية 2018 كأستاذ جامعي متميز في البحث العلمي وجائزة عبد الحميد 2019 للعلماء العرب في مجال البحث الطبي.