تصویربرداری از ساختار ورود کروناویروس به سلولهای بدن
این میکروسکوپ الکترونی تصاویری با وضوح بالا و توان محاسباتی زیاد تهیه کرده و تجزیه و تحلیل جزئیات مکانیسم عفونتهای ناشی از ویروسهای RNA را ممکن می‌سازد. کروناویروسها دسته‌ای از ویروسهای RNA هستند که دستگاه تنفسی انسان و حیوانات را هدف قرار داده و آنها را آلوده می‌کنند.
با استفاده از این تصاویر دانشمندان به یک مدل اتمی از پروتئین کروناویروس که به ویروس کمک می‌کند تا وارد سلولها شود دست یافتند. تجزیه و تحلیل این مدل می‌تواند ایده‌هایی برای طراحی واکسن‌های پیشگیری از عفونتهای تنفسی ارائه کند.
تقریبا یک سوم علائم خفیف شبیه سرماخوردگی و التهاب ریه که به دلیل عفونتهای تنفسی ایجاد می‌شوند مربوط به کروناویروسها هستند. اشکال مرگبار این ویروسها در قالب «سندروم ویروسی تنفسی حاد» و «سندروم ویروسی تنفسی خاورمیانه» در سالهای 2002 و 2012 شروع شد و آمار شیوع آن در حال حاضر از 10 درصد به 37 درصد رسیده است.
بررسی افراد مبتلا به این بیماری‌های تنفسی مرگبار نشان داد که کروناویروس می‌تواند از حیوانات مختلف به انسان منتقل شود. در حال حاضر، تنها شش نوع کروناویروس شناخته شده است که به انسان سرایت می‌کند، اما انواع بسیاری از این نوع ویروس وجود دارد که قابل انتقال به حیوانات است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که به احتمال زیاد کروناویروس همه‌گیر دیگری در حال ظهور است، در حالیکه هنوز برای دو گونه قبلی واکسن تایید شده‌ای وجود ندارد.
تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی، شکل ساختاری تریمرهای گلیکوپروتئین میخی شکل کروناویروس بدن یک موش را با جزئیات بسیار زیاد و دقت 4 انگستروم (واحد اندازه‌گیری برابر یک‌دهم نانومتر) نشان داد.
توانایی کروناویروس برای پیوستن و ورود به سلولهای خاص از طریق یک گلیکوپروتئین میخی‌شکل که می‌تواند از غشا عبور کند، صورت می‌گیرد. این گلیکوپروتئین از تریمر (پلیمر سه تایی) برای شکل دادن به سطح ویروس استفاده می‌کند. تریمرها ساختارهایی هستند که از سه واحد پروتئین یکسان تشکیل شده‌اند. این ساختار سبب اتصال و همجوشی با غشای سلول زنده می‌شود. این گلیکوپروتئین میخی‌شکل، تعیین می‌کند که کدام حیوان و کدام نوع سلول از بدن او قابلیت آلوده شدن با کروناویروس را دارد.
تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی، شکل ساختاری تریمرهای گلیکوپروتئین میخی شکل کروناویروس بدن یک موش را با جزئیات بسیار زیاد و دقت 4 انگستروم (واحد اندازه‌گیری برابر یک‌دهم نانومتر) نشان داد.
ساختار این پروتئین به گونه‌ای است که حالت قبل از همجوشی خود را حفظ کرده و سپس تحت بازآرایی قرار می‌گیرد تا با غشای ویروسی سلول میزبان ادغام شده و عفونت آغاز شود.
مکانیسم همجوشی این ویروس مشابه همجوشی پروتئین ویروسهای خانواده «پارامیکسو» است. از انواع این نوع ویروسها می‌توان به ویروس سرخک و اوریون و ویروسهایی که سبب خس خس سینه در کودکان می‌شوند اشاره کرد. این شباهت نشان می‌دهد پروتئینهای همجوشی کروناویروس و پارامیکسوویروس از مکانیسم مشابهی برای ورود ویروس به سلولها استفاده می‌کنند.
پژوهشگران همچنین ساختارهای بلوری بخش‌هایی از پروتئین میخی‌شکل در کروناویروسهای انسان و موش را مقایسه کردند. یافته‌های آنها سرنخ‌‌هایی را ارائه می‌کند که نشان می‌دهد چگونه ساختار مولکولی این پروتئین‌ها ممکن است بر نوع خاصی از حیوانات که پتانسیل آلوده شدن به این ویروس را دارند تاثیر بگذارد.
لبه بیرونی تریمرهای پروتئینی میخی‌شکل کروناویروس شامل یک پپتید – زنجیره‌ای از اسیدهای آمینه – ادغام‌شونده است که در ورود ویروس به سلول میزبان نقش مهمی ایفا می‌کند. دسترسی آسان به این پپتیدها و ساختار مشابه آنها با تعدادی از ویروسهای نوع دیگر ممکن است به طراحی واکسن مشابهی برای خنثی کردن انواع این ویروسها بیانجامد.
پژوهشگران اشاره کردند که اگر بتوان راهی برای استخراج پادتن‌های خنثی‌کننده برای شناسایی این پپتید یافت، ساختار فیزیکی این پپتید می‌تواند الهام‌بخش کشف پروتئینهای جدیدی برای غیر فعال کردن آن باشد. غیرفعال کردن این پپتید می‌تواند مانع ورود آن به غشای سلول میزبان شده و از اینکه تحت تغییرات برای همجوشی با سلول میزبان قرار بگیرد جلوگیری شود. پادتن‌های خنثی‌کننده با متوقف کردن مکانیسم عوامل بیماریزا (پاتوژن‌ها) در برابر عفونت از بدن محافظت می‌کنند. معمولا این پادتن‌ها برای چند نوع از عوامل بیماریزا موثر هستند.
این نتایج در حال حاضر یک چهارچوب برای درک مکانیسم ورود این ویروس به سلولها و درمان شیوع این بیماری‌ها در آینده ارائه کرده است.
ترجمه: زهرا جعفری رودپشت
منبع: Nature
No tags for this post.
