کشف مکانیسمی در پشت علائم مرموز COVID-19

در بیماران مبتلا به COVID-19 جدی و طولانی مدت، اختلال در انعقاد خون اغلب مشاهده شده است. اکنون، محققان دانشگاه لینشوپینگ (LiU)، سوئد، کشف کرده‌اند که سیستم ایمنی بدن می‌تواند بر پروتئین سنبله روی سطح ویروس SARS-CoV-2 تأثیر بگذارد و منجر به تولید یک پروتئین میخچه‌ای به نام آمیلوئید شود. کشف ارتباط احتمالی بین تولید آمیلوئید مضر و علائم COVID-19 در مجله منتشر شده است مجله انجمن شیمی آمریکا.

در افرادی که مبتلا به کووید-19 جدی و طولانی مدت هستند، اندام هایی غیر از ریه ها می توانند به شدت تحت تاثیر قرار گیرند. علائم پیچیده و آسیب، به عنوان مثال، در قلب، کلیه ها، چشم ها، بینی و مغز، و همچنین اختلال در انعقاد خون، می تواند ادامه یابد. اینکه چرا بیماری به این شکل بر بدن تأثیر می گذارد تا حد زیادی یک راز است. اکنون، محققان در LiU مکانیسم بیولوژیکی را یافته‌اند که قبلاً هرگز شرح داده نشده است و می‌تواند بخشی از توضیح باشد.

این تیم تحقیقاتی بیماری‌هایی را مطالعه می‌کنند که ناشی از پروتئین‌های نادرست چین‌خورده هستند، که بیماری آلزایمر در مغز شناخته‌شده‌ترین نمونه آن است. محققان خاطرنشان کردند که شباهت‌های زیادی بین علائم مرتبط با کووید-۱۹ و علائمی که در بیماری‌های ناشی از پروتئین‌های اشتباه تا شده مشاهده می‌شوند، وجود دارد.

عملکرد پروتئین ها به شدت تحت تأثیر این واقعیت است که پروتئین ها به روش های خاصی تا می شوند که باعث ایجاد یک ساختار سه بعدی خاص می شود. علاوه بر این شکل، یک پروتئین می تواند یک شکل جایگزین نیز به خود بگیرد. بیش از 30 پروتئین مختلف شناخته شده اند که دارای این نوع شکل جایگزین هستند که با بیماری مرتبط است. این پروتئین تاخورده جایگزین آمیلوئید نامیده می شود. محققان LiU تعجب کردند که آیا ویروس عامل COVID-19، SARS-CoV-2، حاوی پروتئینی است که می تواند آمیلوئید ایجاد کند. آنها به طور خاص به پروتئین سنبله روی سطح ویروس علاقه داشتند که ویروس از آن برای تعامل با سلول های بدن و آلوده کردن آنها استفاده می کند.

محققان با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری دریافتند که پروتئین اسپایک ویروس کرونا حاوی هفت توالی مختلف است که به طور بالقوه می تواند آمیلوئید تولید کند. سه توالی از هفت توالی، معیارهای محققین را برای شمارش به عنوان توالی های تولیدکننده آمیلوئید در هنگام آزمایش تجربی برآورده کردند. آنها، از جمله، فیبریل‌هایی را تولید کردند که در زیر میکروسکوپ الکترونی مانند رشته‌های بلند به نظر می‌رسند.

اما آیا این فیبریل ها خود به خود ایجاد می شوند؟ به خوبی شناخته شده است که بسیاری از بیماری ها، مانند آلزایمر، با فرآیندی همراه هستند که در آن بدن پروتئین های بزرگ را به قطعات کوچکتر تقسیم می کند، که به نوبه خود می تواند آمیلوئید مضر را تولید کند. محققان در مطالعه خود نشان دادند که آنزیمی از گلبول های سفید خون سیستم ایمنی می تواند پروتئین اسپایک کروناویروس را کاهش دهد. هنگامی که پروتئین سنبله بریده می شود، دقیقاً قطعه پروتئینی را تولید می کند که بر اساس تجزیه و تحلیل محققان، به احتمال زیاد آمیلوئید تولید می کند. این آنزیم در مقادیر زیادی از یک نوع گلبول سفید، نوتروفیل‌ها آزاد می‌شود که در اوایل عفونت‌هایی مانند کووید-19 آزاد می‌شوند. هنگامی که محققان پروتئین خالص سنبله را با این آنزیم به نام نوتروفیل الاستاز مخلوط کردند، فیبرهای غیرعادی تولید شدند.

ما هرگز چنین فیبریل‌های کامل، اما ترسناکی مانند این فیبریل‌های تولیدکننده آمیلوئید SARS-CoV-2 و تکه‌های آن را ندیده‌ایم. فیبریل‌هایی که از پروتئین سنبله با اندازه کامل شروع می‌شوند، مانند اندام‌هایی روی بدن منشعب می‌شوند. آمیلوئیدها پر هامارستروم، استاد دپارتمان فیزیک، شیمی و زیست شناسی (IFM) در دانشگاه لینشوپینگ می گوید: ما معتقدیم که این به دلیل ویژگی های پروتئین اسپایک است.

تحقیقات قبلی، از جمله مطالعه محققان آفریقای جنوبی، نشان داده است که پروتئین سنبله ممکن است در تولید لخته های خونی کوچک نقش داشته باشد. خون حاوی پروتئین فیبرین است که به انعقاد خون در هنگام آسیب رساندن به رگ کمک می کند تا سوراخ دوباره بسته شود و خونریزی متوقف شود. زمانی که جراحت شروع به التیام می کند، قرار است ماده منعقد شده توسط پلاسمین که در خون نیز یافت می شود، تجزیه شود. محققان در LiU قطعات پروتئین تولید کننده آمیلوئید را از پروتئین سنبله با این مواد بدن در لوله های آزمایش مخلوط کردند و مشاهده کردند که منعقد فیبرین که سپس تولید می شود نمی تواند به روش معمول توسط پلاسمین تجزیه شود. این مکانیسم تازه کشف شده ممکن است در پشت تولید ریز لخته های خون مشابهی باشد که هم در کووید-۱۹ جدی و هم در درازمدت مشاهده شده است. اختلال در انعقاد خون نیز در بسیاری از بیماری های مرتبط با آمیلوئید دیده می شود.

ما می‌توانیم ببینیم که پروتئین اسپایک، وقتی تحت تأثیر سیستم ایمنی خودمان قرار می‌گیرد، می‌تواند ساختارهای آمیلوئیدی تولید کند، و این می‌تواند به طور بالقوه بر انعقاد خون ما تأثیر بگذارد. ما معتقدیم که این کشف برای بسیاری از زمینه‌های تحقیقاتی مهم است، و امیدواریم که دیگران سوفی نیستروم، دانشیار IFM و نویسنده دیگر این مطالعه، می‌گوید: «محققان سؤالاتی را بررسی خواهند کرد.»