מדענים שחקרו וירוסים של בעלי חיים בעלי פוטנציאל להדביק בני אדם זיהו חלבון קריטי שיכול לאפשר זליגה של משפחת אורגניזמים הנקראים ארטריווירוסים.
במחקר חדש, חוקרים זיהו חלבון ביונקים שמקבל בברכה נגיפים ארטריים לתוך תאי מארח כדי להתחיל זיהום. הצוות גם מצא כי נוגדן חד שבטי קיים הנקשר לחלבון זה מגן על תאים מפני זיהום ויראלי.
נגיפים ארטריים מסתובבים בצורה רחבה בסוגים רבים של יונקים ברחבי העולם המשמשים כמארחים טבעיים – כמו פרימטים לא אנושיים, חזירים וסוסים – אך עד כה לא זוהו בבני אדם.
מטרת החוקרים היא להבין טוב יותר את המנגנונים של זיהום בנגיף העורקים כדי להבין עד כמה הסיכון לזיהום גבוה בבני אדם ואיזו הכנה עשויה להיות נחוצה במקרה של זליגה בעתיד.
חשוב לקחת בחשבון שמכיוון שלא ידוע לנו על נגיפים ארטריים שמדביקים אנשים, אנחנו בעצם תמימים מבחינה אימונולוגית, אז אנחנו לא יכולים להסתמך על חסינות קיימת שתעזור לנו."
קודי וורן, סופר מוביל, עוזר פרופסור לביו-מדעים וטרינרים, אוניברסיטת אוהיו סטייט
וורן הוביל את העבודה יחד עם אדם ביילי, עוזר פרופסור לפתולוגיה ורפואת מעבדה באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון. המחקר פורסם לאחרונה ב תקשורת טבע.
למארחים טבעיים רבים של נגיפי עורקים אין סימני מחלה, אך הנגיף שמדביק חזירים עלול לגרום לדלקת ריאות, כמו גם להפלות בחזירים בהריון, וזנים אחרים יכולים לגרום לקדחת דימומית או דלקת מוח כאשר הם מחליפים מארח בעלי חיים.
לוירוסים אלו יש גם יכולת יוצאת דופן לשמור על זיהומים ארוכי טווח ולהיות ארסיים יותר כשהם מוצאים מארחים חדשים – מה שנותן להם זמן להתפתח ולשפר את סיכויי ההעברה שלהם.
צוות המחקר יצא לחפש חלבונים ביונקים שנגיפי עורקים משתמשים בהם כקולטנים כדי להיכנס לתאי המארחים וליצור עותקים של עצמם. ביילי השתמשה בטכנולוגיית סקר נוק-אאוט מסוג CRISPR לכל אורך הגנום כדי לזהות גנים ספציפיים, שכאשר שיבשו אותם, הפכו תאים עמידים לזיהום ויראלי. גנים כאלה ייחשבו אז חיוניים לתהליך ההדבקה הנגיפית. המסך הבלתי משוחד זיהה שני גנים, FCGRT ו B2Mשמוצרי החלבון שלו מתאחדים ויוצרים את הקולטן FcRn (קולטן Fc ילודים) שמתבטא על פני התאים.
למולקולת הקולטן של FcRn יש תפקיד ספציפי בהעברת נוגדנים דרך השליה לעובר, אך היא קיימת גם בתאי מערכת החיסון ובתאים המצפים את דפנות כלי הדם – שניהם ממוקדים על ידי נגיפים ארטריים.
תוצאות ממחקר זה הוכיחו ש-FcRn משמש לכניסת תאי מארח על ידי לפחות חמישה נגיפים ארטריים שמדביקים קופים, חזירים וסוסים, בהתאמה: שלושה זנים מגוונים של נגיפי ארטרי-אקה, וירוס רבייה ותסמונת נשימתית חזיר 2 (PRRSV-2), וסוסים וירוס העורקים (EAV).
מחיקת המרכיב העיקרי של קומפלקס FcRn – ה FCGRT גן – מתאי מארח חסומים זיהום ויראלי, ותאים טיפול מקדים עם נוגדן חד שבטי נגד FcRn מוגן מפני זיהום.
היה גם טוויסט גנטי לסיפור הזה: מארחים מסוימים של יונקים היו פחות רגישים לזיהום בנגיף העורקים בהתבסס על הבדלים ברצף ה-FcRn הספציפי למין שלהם, כלומר במקרים מסוימים, חלבון זה יתפקד כמחסום בפני זיהומים בין מינים.
"לשימפנזים ולבני אדם יש כמעט את אותם גנים, אבל הרצף של הגנים האלה שונה במקצת", אמר ביילי. "לכל היונקים יש את הקולטן ל-FcRn, אבל היכולת שלהם לתמוך בזיהום בנגיף עורק נתון עשויה להשתנות".
המסך של CRISPR זיהה גם גן המקודד לחלבון משטח אחר, CD163, שוורן ועמיתיו מצאו בעבר כשומר סף של נגיף עורקים בשם Simian hemorrhagic fever virus (SHFV) כדי להדביק תא.
סדרה של ניסויים בסוגי תאים שונים ושימוש במספר זנים ויראליים במחקר החדש הראו כי ל-CD163 יש תפקיד בזיהום על ידי רוב נגיפי העורקים, אך הוא אינו יכול לפעול לבד – אינטראקציה עם FcRn היא גם מפתח להקלה על זיהום עורקי של תאי מארח.
איות שלבי ההידבקות הללו ב- arterivirus הוא אבן דרך חשובה, אמרו החוקרים.
"אם אנחנו מסתכלים על ביולוגיה של וירוסים, אחד הדברים החשובים ביותר שאנחנו יכולים להבין הוא מנגנוני כניסה. כי אם אתה יכול לעצור את היכולת של וירוס להדביק תא באמצעות שיבוש אותו מגע ראשוני עם קולטן וירוס, עכשיו יש לך אסטרטגיה טיפולית פוטנציאלית", אמר וורן.
אחד מאותם "משבשים" יכול להיות חסימת הקולטן – כך שמראה כי נוגדן חד שבטי קיים יכול לעצור זיהום ויראלי בתאים הוא יתרון גם עבור מדענים הבודקים וירוסים דרך עדשה של מוכנות טרום-מגיפה.
"אם אחד מהנגיפים האלה יופיע בבני אדם, אני מאמין שהיינו בצרות גדולות", אמר ביילי. "אז זה המניע עבורי."
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים של מכונים לאומיים לבריאות, קרנות סטארט-אפ של אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, קרן G. Harold and Leila Y. Mathers ו-Burroughs Wellcome Fund Pathenesis of Infectious Disease Program.
מחברים שותפים כללו את טרסה שו, קיילי נניג, שוייר קיו, דבון קליפסיק ואיגור סלוקווין מ-UW-Madison; דברה הואי, מאקי מוסה-מאקי, ג'ארד קומפלאו, פיי ג'יאנג והאייאנג לי ממדינת אוהיו; עדית שאה מאוניברסיטת סטנפורד; ריימונד רולנד מאוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין; ומייגן סלנדר ומייגן בלדריג' מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס.
