מחקר חדש חושף כיצד אסטרו-וירוסים אנושיים חודרים לגוף

אסטרו-וירוסים אנושיים הם גורם ויראלי מוביל להקאות, שלשולים וחום. זה משפיע לעתים קרובות על ילדים צעירים ומבוגרים יותר, מה שמוביל למעגלים קסמים של מחלות ותת תזונה, במיוחד עבור אלה במדינות הכנסה נמוכה ובינונית. זה נפוץ מאוד במחקרי שפכים, כלומר הוא מסתובב לעתים קרובות בקהילות. נכון לעכשיו, אין חיסונים לנגיף זה.

מחקר חדש מהמעבדה של רבקה דובואה, פרופסור להנדסה ביו-מולקולרית באוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז, חושף את האסטרטגיה שבה משתמש האסטרו-וירוס האנושי כדי לחדור לגוף. מחקר המפרט את התוצאות הללו פורסם בכתב העת Nature Communications.

חשפנו חלק חשוב באמת ממחזור החיים של הנגיף, ועכשיו אנחנו יודעים בדיוק היכן בנגיף מתרחשת האינטראקציה החשובה הזו עם הקולטן האנושי. כעת נוכל לפתח חיסונים שיתמקדו בו ויחסמו את האינטראקציה הזו – זה באמת מנחה את פיתוח החיסונים העתידי".

רבקה דובואה, פרופסור להנדסה ביו-מולקולרית, אוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז

התגלית של הצוות גם מאירה את האפשרות לייעוד מחדש של טיפולים קיימים, מאושרים על ידי ה-FDA, למטרות אסטרוווירוס. DuBois והצוות שלה ימשיכו לחפש גם חיסונים וגם טיפולים לאסטרוווירוס, עם תמיכה של כ-416,000 דולר באמצעות פרס R21 חדש ממכון הבריאות הלאומי.

הערכת אסטרוווירוס

מעבדת DuBois בבית הספר להנדסה באסקין חוקרת את המבנה המולקולרי של וירוסים – בעיקר אלה שמשפיעים בעיקר על ילדים – כדי להבין כיצד הם נכנסים לתאים אנושיים וחושפים מטרות חדשות לחיסונים וטיפולים.

בשנתיים האחרונות, מדענים גילו שאסטרוווירוס חודר לגוף על ידי קשירה לחלבון בתאים אנושיים הנקרא קולטן Fc בילודים. קולטן זה ממלא תפקיד מפתח באספקת נוגדנים לתינוקות באמצעות חלב אם, וממשיך לתמוך בבריאות הכללית בשלב מאוחר יותר בחיים על ידי הזזת נוגדנים וחלבונים אחרים דרך מחזור הדם.

עם זאת, זה לא מספיק לדעת למה הנגיף נקשר – זה חיוני לגלות בדיוק איך הקישור עובד כדי לאפשר לנגיף להיכנס לגוף. המעבדה של DuBois ביקשה להבין כיצד הנגיף מתקשר עם הקולטן הזה ברמה המולקולרית.

"וירוסים צריכים להשתמש במכונות מארח כדי לשכפל, והשלב הראשון הוא שהנגיף צריך להיכנס לתאים שלנו", אמר אדם לנץ, דוקטור. סטודנט במעבדה של דובואה שעמד בראש המחקר הזה. "השלב הזה של כניסת התא הוא המקום שבו אנחנו באמת מתעניינים, ואנחנו רוצים להבין היטב איך זה קורה – באילו חלבונים, באילו קולטנים, באילו גורמים אנושיים אחרים הוא משתמש כדי להיכנס פנימה. בסופו של דבר, ברגע שנבין איך זה נכנס לתאים שלנו, נוכל לעשות את הצעד הבא של להבין איך לעצור את זה".

לשם כך, המהנדסים יצרו העתקים של האסטרוווירוס ושל הקולטן במעבדה, ערבבו אותם יחד כדי לראות בדיוק איך והיכן השניים נקשרים. באמצעות קריסטלוגרפיה בקרני רנטגן, טכניקה שחושפת את המבנה של חלבון ברמה האטומית, הם גילו שהנגיף נצמד לאותו מקום מדויק בקולטן שבו מתחבר הנוגדנים.

"הנגיף חוטף את המסלול שבני אדם משתמשים בו למטרות מועילות כדי להיכנס לתוך התא", אמר דובוי. "אני חושב שזה אחד הממצאים הכי מרגשים – גילינו בדיוק איך הנגיף משתמש בקולטן הזה כדי להתגנב לתאים שלנו."

כבר קיימים טיפולים שאושרו על ידי ה-FDA כדי למקד את מסלול הנוגדנים הזה להקשרי מחלה אחרים, כגון עבור סוגים מסוימים של חיסון עצמי. המחקר ממעבדת DuBois חושף דרך לייעוד מחדש של טיפולים אלה ולבדוק את יכולתם להגן מפני מחלות אסטרו-וירוס – תוך קיצור ציר הזמן לפיתוח טיפולים חדשים.

DuBois מתעניין במיוחד בפיתוח חיסונים לאסטרו-וירוס, והמחקר המדוקדק של אסטרו-וירוס גילה כי הפתוגן עובר מוטציות תכופות ליד המיקום שבו הוא נקשר לקולטן. משמעות הדבר היא שהנגיף מתפתח לעתים קרובות כדי להתחמק ממערכת החיסון האנושית – בדומה לשפעת – ומציע כי ייתכן שיהיה צורך בגישה מרובה זנים לחיסון יעיל.

"אם נוכל ליצור חיסון שהוא רב ערכי, נוכל להגן מפני זנים רבים של הנגיף", אמר דובוי.