🔊 استمع

ملخص:
أظهرت دراسة لخلايا الخفافيش المستنبتة أن استجاباتها المناعية القوية ، وهي موجهة باستمرار للاستجابة للفيروسات ، يمكن أن تدفع الفيروسات إلى فوعية أكبر( أكثر فتكاً). أظهر الباحثون أنه عندما تطلق خلايا الخفافيش بسرعة الإنترفيرون عند العدوى ، فإن الخلايا الأخرى تحجب نفسها بسرعة. هذا يدفع الفيروسات إلى التكاثر بشكل أسرع. وتسبب الفوعية والعدوى المتزايدة الخراب عندما تصيب هذه الفيروسات الحيوانات بأنظمة تلاعب مناعية مثل البشر.

ليس من قبيل المصادفة أن بعض أسوأ فاشيات الأمراض الفيروسية في السنوات الأخيرة – سارس ، ميرس ، إيبولا ، ماربورغ ومن المحتمل أن يكون قد نشأ في عام 2019 فيروسات nCoV الجديدة – من الخفافيش.

توصلت دراسة جديدة في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، إلى أن الاستجابة المناعية الفوعية للخفافيش للفيروسات يمكن أن تدفع الفيروسات إلى التكاثر بشكل أسرع ، بحيث عندما تقفز إلى الثدييات ذات أنظمة المناعة المتوسطة ، مثل البشر ، فإن الفيروسات تعيث فسادًا مميتًا.

ثبت أن بعض الخفافيش – بما في ذلك تلك المعروفة بأنها المصدر الأصلي للعدوى البشرية – تستضيف أجهزة المناعة التي يتم إعدادها بشكل دائم لتركيب الدفاعات ضد الفيروسات. تؤدي العدوى الفيروسية في هذه الخفافيش إلى استجابة سريعة تحاصر الفيروس خارج الخلايا. في حين أن هذا قد يحمي الخفافيش من الإصابة بأحمال فيروسية عالية ، فإنه يشجع هذه الفيروسات على التكاثر بسرعة أكبر داخل المضيف قبل أن يتم تركيب الدفاع.

وهذا يجعل الخفافيش مستودعًا فريدًا للفيروسات سريعة التكاثر والقابلة للانتقال. في حين أن الخفافيش يمكن أن تتحمل فيروسات مثل هذه ، وعندما تنتقل فيروسات الخفافيش هذه بعد ذلك إلى الحيوانات التي تفتقر إلى نظام مناعة سريع الاستجابة ، فإن الفيروسات تطغى بسرعة على مضيفيها الجدد ، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات الوفيات.

وقالت كارا بروك Cara Brook ، زميلة ميللر لما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي وأول مؤلف للدراسة: “بعض الخفافيش قادرة على تركيب هذه الاستجابة القوية المضادة للفيروسات ، ولكنها توازنها أيضًا مع الاستجابة المضادة للالتهابات”. “إن نظام المناعة لدينا سيولد التهابًا واسعًا إذا حاول اتباع نفس الاستراتيجية المضادة للفيروسات. ولكن يبدو أن الخفافيش مناسبة بشكل فريد لتجنب تهديد أمراض المناعة”.

لاحظ الباحثون أن تعطيل موطن الخفافيش يبدو أنه يضغط على الحيوانات ويجعلها تسلط المزيد من الفيروسات في اللعاب والبول والبراز التي يمكن أن تصيب الحيوانات الأخرى.

قال بروك Brook ، الذي يعمل مع برنامج مراقبة الخفافيش الممول من قبل وكالة مشاريع البحوث المتقدمة للدفاع الأمريكية (DARPA) الجارية حاليًا في مدغشقر وبنغلاديش وغانا وأستراليا: “التهديدات البيئية المتزايدة على الخفافيش قد تزيد من خطر الإصابة بأمراض حيوانية المصدر”. يستكشف المشروع ، Bat One Health ، العلاقة بين فقدان موطن الخفافيش وانتشار فيروسات الخفافيش في الحيوانات والبشر الأخرى.

قال مايك بوتس Mike Boots ، عالم أمراض البيئة وأستاذ علم الأحياء التكاملي في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: “الخلاصة هي أن الخفافيش يمكن أن تكون خاصة عندما يتعلق الأمر باستضافة الفيروسات”. “ليس من عشوائي أن الكثير من هذه الفيروسات تأتي من الخفافيش. الخفافيش ليست حتى قريبة جدًا منا ، لذلك لا نتوقع منهم أن يستضيفوا العديد من الفيروسات البشرية. لكن هذا العمل يوضح كيف يمكن لأجهزة المناعة الخفافيش أن تقود الفوعة التي تتغلب على هذا “.

نُشرت الدراسة الجديدة التي أجراها بروك وبوتس وزملاؤه هذا الشهر في مجلة eLife.

يعد بوتس وواين جيتز Wayne Getz  زميل جامعة كاليفورنيا في بيركلي  من بين 23 مؤلفًا مشاركًا صينيًا وأمريكيًا لورقة نشرت الأسبوع الماضي في مجلة EcoHealth التي تدعو إلى تعاون أفضل بين العلماء الأمريكيين والصينيين الذين يركزون على بيئة الأمراض والعدوى الناشئة.

رحلة قوية تؤدي إلى عمر أطول – وربما التسامح الفيروسي

باعتبارها الثدييات الطائرة الوحيدة، ترفع الخفافيش معدلات التمثيل الغذائي في الطيران إلى مستوى يضاعف الذي حققته القوارض ذات الحجم نفسه عند الجري.

بشكل عام ، يؤدي النشاط البدني القوي ومعدلات الأيض المرتفعة إلى تلف أعلى للأنسجة بسبب تراكم الجزيئات التفاعلية ، والجذور الحرة في المقام الأول. ولكن لتمكين الطيران ، يبدو أن الخفافيش طورت آليات فسيولوجية لمسح هذه الجزيئات المدمرة بكفاءة.

هذا له فائدة جانبية في مسح الجزيئات الضارة التي تنتج عن التهاب لأي سبب ، مما قد يفسر عمر الخفافيش الطويل بشكل فريد. عادةً ما يكون عمر الحيوانات الصغيرة ذات معدلات ضربات القلب والتمثيل الغذائي الأسرع أقصر من الحيوانات الأكبر حجماً ذات ضربات القلب البطيئة والتمثيل الغذائي البطيء ، ويفترض أن التمثيل الغذائي المرتفع يؤدي إلى جذور حرة أكثر تدميراً. لكن الخفافيش هي فريدة من نوعها في عمر أطول بكثير من الثدييات الأخرى من نفس الحجم: بعض الخفافيش يمكن أن تعيش 40 سنة ، في حين أن القوارض من نفس الحجم قد تعيش عامين.

هذا التخميد السريع للالتهاب قد يكون له أيضًا ميزة أخرى: القضاء على الالتهاب المرتبط بالاستجابة المناعية المضادة للفيروسات. إحدى الحيل الأساسية في العديد من أجهزة المناعة لدى الخفافيش هي إطلاق محفز لجزيء إشارة يسمى الإنترفيرون ألفا interferon-alpha ، والذي يخبر الخلايا الأخرى بـ “إدارة محطات المعركة” قبل غزو الفيروس.

قال بروك الغريب هو عن كيفية تأثير الاستجابة المناعية السريعة للخفافيش على تطور الفيروسات التي تستضيفها ، لذلك أجرت تجارب على الخلايا المستنبتة من خفاشين، وقرد واحد كمقارن(control). أحد الخفافيش ، خفاش فاكهة المصري (Rousettus aegyptiacus) ، وهو مضيف طبيعي لفيروس ماربورغ ، يتطلب هجومًا فيروسيًا مباشرًا قبل نسخ جين الإنترفيرون ألفا لإغراق الجسم بالإنترفيرون. هذه التقنية أبطأ قليلاً من تقنية الثعلب الطائر الأسود الأسترالي (Pteropus alecto) ، وهو مستودع لفيروس Hendra ، والذي يستعد لمحاربة عدوى الفيروس مع RNA interferon-alpha التي يتم نسخها وجاهزة للتحول إلى بروتين. لا ينتج خط خلية القرد الأخضر الأفريقي (فيرو) الإنترفيرون على الإطلاق.

عندما واجهتها الفيروسات التي تحاكي فيروس إيبولا وماربورغ ، كانت الاستجابات المختلفة لخطوط الخلايا هذه مذهلة. في حين أنه تم طمس خط الخلايا القرد الأخضر بسرعة وقتل من قبل الفيروسات ، نجحت مجموعة فرعية من خلايا الخفافيش rousette في عزل نفسها بنجاح من العدوى الفيروسية ، وذلك بفضل الإنذار المبكر للانترفيرون.

في خلايا الثعلب الأسود الطائر الأسترالي ، كانت الاستجابة المناعية أكثر نجاحًا ، حيث تباطأت العدوى الفيروسية بشكل كبير فوق ذلك في خط خلايا روزيت. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن استجابات الانترفيرون للخفاش هذه تسمح للعدوى أن تستمر لفترة أطول.

“فكر في الفيروسات على أنها خلية أحادية الطبقة مثل حريق يحترق عبر غابة. بعض المجتمعات – الخلايا – تحتوي على بطانيات طارئة ، ويغسل الحريق من دون الإضرار بها ، ولكن في نهاية اليوم لا يزال لديك جمرات مشتعلة في النظام – لا تزال هناك بعض الخلايا الفيروسية “. يمكن لمجموعات الخلايا الباقية أن تتكاثر ، وتوفر أهدافًا جديدة للفيروس وتسبب عدوى مشتعلة تستمر طوال عمر الخفاش.

ابتكر Brook and Boots نموذجًا بسيطًا لأجهزة المناعة الخاصة بالخفافيش لإعادة إنشاء تجاربهم.

وقال بروك: “يشير هذا إلى أن وجود نظام إنترفيرون قوي حقًا سيساعد هذه الفيروسات على البقاء داخل المضيف”. “عندما يكون لديك استجابة مناعية أعلى ، تحصل على هذه الخلايا المحمية من العدوى ، حتى يتمكن الفيروس من زيادة معدل تكاثره دون التسبب في ضرر لمضيفه. ولكن عندما ينتقل إلى شيء مثل الإنسان ، فإننا ليس لدينا نفس هذه الأنواع من الآليات المضادة للفيروسات ، ويمكننا تجربة الكثير من الأمراض “.

ولاحظ الباحثون أن العديد من فيروسات الخفافيش تنتقل إلى البشر من خلال وسيط حيواني. وصل SARS إلى البشر عبر الزباد الآسيوي ؛ MERS عبر الجمال ؛ Ebola عن طريق الغوريلا والشمبانزي ؛ Nipah عبر الخنازير، Hendra عبر الخيول و Marburg من خلال القرود الخضراء الأفريقية. ومع ذلك ، لا تزال هذه الفيروسات قاتلة للغاية وقاتلة عند الإنتقال النهائي إلى البشر.

تقوم الشراكه بين Brook and Boots بتصميم نموذج أكثر رسمية لتطور المرض داخل الخفافيش من أجل فهم أفضل لانتشار الفيروس في الحيوانات والبشر الأخرى.

قال بروك: “من المهم حقًا أن تفهم مسار العدوى حتى تتمكن من توقع ظهور المرض وانتشاره وانتقاله”.

Journal Reference

Cara E Brook, Mike Boots, Kartik Chandran, Andrew P Dobson, Christian Drosten, Andrea L Graham, Bryan T Grenfell, Marcel A Müller, Melinda Ng, Lin-Fa Wang, Anieke van Leeuwen. Accelerated viral dynamics in bat cell lines, with implications for zoonotic emergence. eLife, 2020; 9 DOI: 10.7554/eLife.48401

المراجع: هــنا