Search
פלורידה מתריסה נגד CDC בהתפרצות חצבת, ואומרת להורים שזה בסדר לשלוח ילדים לא מחוסנים לבית הספר

מחקר LJI מפרט נטרול וירוס חצבת

מה קורה כאשר נגיף החצבת פוגש תא אנושי? המנגנון הוויראלי נפרש בדיוק בצורה הנכונה כדי לחשוף חלקי מפתח שנותנים לו להתמזג לתוך קרום התא המארח.

לאחר השלמת תהליך ההיתוך, התא המארח נעלם. זה שייך לוירוס עכשיו.

מדענים במרכז לחדשנות חיסונים במכון לה ג'ולה לאימונולוגיה (LJI) פועלים לפיתוח חיסונים וטיפולים חדשים לחצבת שעוצרים את תהליך ההיתוך הזה. החוקרים רתמו לאחרונה טכניקת הדמיה שנקראת מיקרוסקופיה קריו-אלקטרון כדי להראות – בפירוט חסר תקדים – כיצד נוגדן רב עוצמה יכול לנטרל את הנגיף לפני שהוא משלים את תהליך ההיתוך.

"מה שמרגש במחקר הזה הוא שלכדנו תמונות של תהליך ההיתוך בפעולה", מסבירה פרופסור LJI, נשיאה ומנכ"לית אריקה אולמן ספיר, Ph.D., שהובילה את מַדָע ללמוד עם מתאו פורטו, Ph.D., פרופסור לפתוגנזה מולקולרית ויראלית (ברפואת ילדים) באוניברסיטת קולומביה. "סדרת התמונות היא כמו ספר הפוך שבו אנו רואים צילומי מצב לאורך הדרך של החלבון ההיתוך מתגלגל, אבל אז אנו רואים את הנוגדן נועל אותו יחד לפני שהוא יכול להשלים את השלב האחרון בתהליך ההיתוך. אנו חושבים שנוגדנים אחרים נגד אחרים וירוסים יעשו את אותו הדבר אבל לא צולמו כך בעבר."

אכן, עבודה זו עשויה להתגלות כחשובה מעבר לחצבת. נגיף החצבת הוא רק חבר אחד ממשפחת ה-paramyxovirus הגדולה יותר, הכוללת גם את נגיף הניפאה הקטלני. נגיף ניפאה ידוע כמי שהוא פחות מדבק אך גורם לשיעור תמותה גבוה בהרבה מחצבת.

מה שאנו לומדים על תהליך ההיתוך יכול להיות רלוונטי מבחינה רפואית עבור ניפאה, נגיפי פארא-אינפלואנזה ווירוס הנדרה. כל אלה הם וירוסים עם פוטנציאל מגיפה".

דוד זילה, סופר ראשון וחוקר פוסט-דוקטורט, מכון לה ג'ולה לאימונולוגיה

הצורך הדחוף בטיפולי חצבת

חצבת היא מחלה מדבקת מאוד, הנישאת באוויר, שנוטה לפגוע בילדים בצורה הקשה ביותר. למרות מאמצי חיסונים נרחבים, הנגיף נותר איום בריאותי גדול. לפי ארגון הבריאות העולמי והמרכזים האמריקאים לבקרת מחלות, חצבת גרמה לכ-136,000 מקרי מוות ברחבי העולם בשנת 2022, עם התפרצויות אחרונות ביותר מתריסר מדינות בארה"ב. הקורבנות היו בעיקר ילדים מתחת לגיל חמש שלא חוסנו או לא חוסנו.

"חצבת גורמת ליותר מקרי מוות בילדות מכל מחלה אחרת הניתנת למניעה באמצעות חיסון, וזה גם אחד הנגיפים המדבקים ביותר הידועים", אומר ספיר.

לא רק ילדים צעירים נמצאים בסיכון, מסבירה זילה. "החיסון הנוכחי עובד היטב, אבל לא ניתן ליטול אותו על ידי אנשים בהריון או אנשים עם מערכת חיסון נפגעת", אומרת זילה.

אין טיפול ספציפי לחצבת, ולכן החוקרים מחפשים נוגדנים לשימוש כטיפול חירום למניעת מחלות קשות.

כדי להבין טוב יותר כיצד נגיף החצבת מתמזג עם תאים, צוות LJI פנה לנוגדן בשם mAb 77. חוקרים מצאו ש-mAb 77 מכוון לגליקופרוטאין של היתוך חצבת, החלק של המנגנון הוויראלי שבו החצבת משתמשת כדי לחדור לתאים אנושיים באמצעות תהליך מיוחד הנקרא היתוך.

האם mAb 77 יכול לעבוד כנוגדן טיפולי נגד חצבת? כדי לגלות זאת, מדעני LJI חקרו בדיוק כיצד הנוגדן נלחם בנגיף.

היתוך ממברנה, נקטע

צוות ה-LJI היה צריך להנדס גרסה של גליקופרוטאין היתוך חצבת – קטע בלתי מזיק של הנגיף – יציב מספיק כדי לצלם במיקרוסקופ קריו-אלקטרון. לשם כך עבדה זילה בשיתוף פעולה הדוק עם מדענים במעבדתו של פורטו באוניברסיטת קולומביה.

הקבוצה של פורטו חשפה כמה מוטציות מוזרות בגרסה של חצבת שתקפו את מערכת העצבים המרכזית של אנשים. לגרסה שעברה מוטציה זו היו כמה נקודות תורפה במבנה הגליקופרוטאין שלו. כדי לפצות, הווירוס פיתח מוטציות מייצבות מיוחדות. "הנגיף צריך לעבור מוטציה כדי להיכנס למוח, אבל אז הוא צריך את המוטציות המייצבות האלה כדי לפצות", אומר פורטו.

הודות לתגליות אלה בקולומביה, היה ל-Zyla תוכנית שימושית להנדסת גליקופרוטאין היתוך עם אותן מוטציות מייצבות. ניתן היה לייצר את הגליקופרוטאין החדש הזה בהמוניו בתרבית תאים, והוא היה יציב מספיק לחקירות מבניות.

"השגנו תשואות טובות במיוחד עבור הגליקופרוטאין, מה שאיפשר לנו גם לבצע ביולוגיה מבנית ומחקרים ביוכימיים וביופיזיים", אומרת זילה.

לאחר מכן, החוקרים החלו לצלם תמונות בעזרת ליבת מיקרוסקופיה קריואלקטרון LJI. התמונות החדשות הראו את ההיתוך גליקופרוטאין יחד "במורכב" עם mAb 77.

החוקרים גילו ש-mAb 77 עוצר את הנגיף באמצע תהליך ההיתוך – כאשר היתוך גליקופרוטאין כבר בחלקו "קיפול" למבנה הנכון כדי להשלים את היתוך הממברנה. סוף סוף, החוקרים יכלו לראות בדיוק כיצד mAb 77 נועל חלקים של הגליקופרוטאין היתוך כדי למנוע זיהום ויראלי.

"זה היה מדהים לראות איך שלב הביניים הזה בתהליך ההיתוך נראה למעשה", אומרת זילה.

השלבים הבאים להפסקת חצבת

כעת, כשהם יודעים כיצד פועל mAb 77, החוקרים מקווים שניתן להשתמש בנוגדן כחלק מקוקטייל טיפולי כדי להגן על אנשים מפני חצבת או לטיפול באנשים עם זיהום פעיל בחצבת.

בניסוי המשך, החוקרים הראו כי mAb 77 סיפק הגנה משמעותית מפני חצבת במודלים של חולדות כותנה של זיהום בנגיף חצבת. חולדות כותנה שטופלו מראש ב-mAb 77 לפני חשיפה לנגיף חצבת לא הראו זיהום או סימני זיהום מופחתים ברקמת הריאות שלהם.

בהמשך, ספיר וזילה מעוניינות לחקור נוגדנים שונים נגד חצבת. "אנחנו רוצים להפסיק את ההיתוך בנקודות שונות בתהליך ולחקור הזדמנויות טיפוליות אחרות", אומרת זילה.

זילה גם מתכננת להמשיך לעבוד בשיתוף פעולה הדוק עם חוקרי חצבת מאוניברסיטת קולומביה. "השילוב של מומחיות בביולוגיה מבנית מ-LJI ומומחיות בביולוגיה של תאים ומומחיות וירולוגיה מקולומביה היה המפתח לדחיפת הפרויקט הזה קדימה", אומרת זילה.

דילוג לתוכן