هذه هي الطريقة التي يقرر بها فيروس نقص المناعة البشرية أن يصبح نشطًا
وجد الباحثون الآلية الجزيئية التي يقوم عليها قرار فيروس نقص المناعة البشرية بالبقاء في حالة نشطة أو نائمة. قد يؤدي ذلك إلى علاجات جديدة تعمل عن طريق إبقاء الفيروس في حالة سبات دائم.
الدراسة ، التي قادها فريق من معاهد جلادستون في سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا ، ظهرت في ورقة بحثية نُشرت الآن في المجلة خلية.
قد تفسر النتائج أيضًا قرارات مصير الخلية التي تحدث في مكان آخر في علم الأحياء - مثل كيفية تقرير الخلايا الجذعية ما إذا كانت ستبقى كخلايا جذعية أو تتمايز إلى خلايا متخصصة ، بما في ذلك خلايا الدماغ أو القلب ، عندما تنقسم.
ويشبه كبير مؤلفي الدراسة البروفيسور ليور س. وينبرغر ، مدير مركز الدوائر الخلوية في معاهد جلادستون ، العملية بكيفية "التحوط من رهاناتنا" عندما نتخذ قرارات بشأن الاستثمارات المالية.
"للحماية من التقلبات في السوق" ، قد نختار وضع بعض الأموال في الأسهم عالية المخاطر ذات العوائد المرتفعة والباقي في خيارات منخفضة المخاطر ومنخفضة العائد.
ويشرح قائلاً: "بالمثل ، يغطي فيروس نقص المناعة البشرية قواعده في بيئة متقلبة من خلال توليد العدوى النشطة والكامنة".
الخزان الكامن لفيروس نقص المناعة البشرية
بمجرد دخوله إلى جسم الإنسان ، يقوم فيروس نقص المناعة البشرية بإدخال مادته الجينية في الحمض النووي للخلايا المناعية "المضيفة". يؤدي القيام بذلك إلى تمكين فيروس نقص المناعة البشرية من إجبار آلية الخلية على عمل نسخ من الفيروس.
ومع ذلك ، تدخل بعض الخلايا المناعية المصابة بفيروس نقص المناعة البشرية في حالة نائمة أو كامنة ولن تصنع فيروسًا جديدًا. يمكن أن يختبئ فيروس نقص المناعة البشرية في هذا "المستودع الكامن" لفترة طويلة.
تعتبر علاجات فيروس نقص المناعة البشرية الحالية فعالة للغاية في تقليل كمية الفيروس النشط في الجسم. ومع ذلك ، فهي ليست جيدة في معالجة فيروس نقص المناعة البشرية الخامل ، والذي يمكن إعادة تنشيطه بمجرد توقف العلاج. هذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي تجعلنا لا نستطيع حتى الآن علاج فيروس نقص المناعة البشرية.
في العمل السابق ، أظهر البروفيسور واينبرغر وزملاؤه أن زمن انتقال فيروس نقص المناعة البشرية "ليس حادثًا" ولكنه "تكتيك بقاء" متعمد.
هذا التكتيك "مفيد تطوريًا للفيروس" لأنه في المواقع التي يدخل فيها فيروس نقص المناعة البشرية إلى الجسم لأول مرة ، لا يوجد العديد من الخلايا المناعية ليغزوها ، وإذا قتلهم جميعًا من خلال نشاطهم الكامل ، فلن يتبقى أي شيء الاستمرار في العدوى.
يستغل فيروس نقص المناعة البشرية "ضوضاء التعبير الجيني"
من خلال وضع بعض الخلايا التي يغزوها في حالة كامنة ، يضمن فيروس نقص المناعة البشرية أن التنشيط يمكن أن ينتظر حتى يتم نقل هذه الخلايا إلى الأنسجة حيث يوجد العديد من الخلايا المستهدفة ، وبالتالي ضمان فرصة أكبر للبقاء والعدوى المستمرة.
وجد الفريق أن فيروس نقص المناعة البشرية قادر على توليد حالة نشطة أو نائمة من خلال الاستفادة من ظاهرة طبيعية داخل الخلايا تسمى "التقلبات العشوائية في التعبير الجيني".
بسبب التقلبات العشوائية في التعبير الجيني ، والتي يسميها العلماء أيضًا "ضوضاء" ، يمكن لخليتين لهما نفس التركيب الجيني تمامًا إنتاج كميات مختلفة من نفس البروتين. يمكن أن يكون الاختلاف كافيًا للتأثير على "وظيفة الخلية ومصيرها".
يعبر فيروس نقص المناعة البشرية عن جيناته داخل الخلية المضيفة باستخدام آلية تسمى "التضفير البديل" ، والتي تمكنه من تقطيع مادته الجينية وتجميعها في مجموعة متنوعة من الترتيبات.
الربط الجيني غير الفعال
لاحظ الباحثون في دراستهم أن الخلايا الفردية مصابة بفيروس نقص المناعة البشرية. وجدوا أن الفيروس يستخدم نوعًا من الربط للتحكم في الضوضاء العشوائية لتقرير مصير الخلية المضيفة - سواء كانت نشطة أو نائمة.
يقول مؤلف الدراسة المشارك الأول الدكتور مايك هانسن ، الباحث في مجموعة البروفيسور وينبرجر: "لقد وجدنا أن فيروس نقص المناعة البشرية يستخدم شكلًا غير فعال بشكل خاص من الربط للتحكم في الضوضاء."
وتابعت: "من المدهش أنه إذا عملت بكفاءة ، فإن هذه الآلية ستنتج فيروسات أقل نشاطًا بكثير. ولكن ، من خلال إهدار الطاقة على ما يبدو من خلال عملية غير فعالة ، يمكن لفيروس نقص المناعة البشرية التحكم بشكل أفضل في قراره بالبقاء نشطًا ".
بمساعدة النمذجة وعلم الوراثة وأدوات التصوير ، تمكن الفريق لأول مرة من تحديد المرحلة في دورة حياة فيروس نقص المناعة البشرية التي حدث فيها التضفير.
وجدوا أن الربط غير الفعال لا يحدث أثناء النسخ - كما كان يعتقد سابقًا - ولكن بعده.
النسخ هو العملية التي يتم من خلالها نسخ التعليمات الموجودة في الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي لإخبار آلية الخلية بما يجب القيام به أو البروتينات التي يجب صنعها.
استنتج الفريق أن وجود عملية تضفير غير فعالة أمر حيوي لبقاء الفيروس ، وأن تحسين كفاءته يمكن أن يكون وسيلة لهزيمته من خلال إبقائه في حالة كامنة بشكل دائم.
"قد تمنحنا دائرة التضفير فرصة لمهاجمة الفيروس علاجيًا بطريقة مختلفة."
البروفيسور ليور س. واينبرغر
