ویروس سرخک برای ایجاد آنسفالیت کشنده با خود “همکاری” می کند

محققان ژاپنی مکانیسمی را کشف کردند که چگونه ویروس سرخک می تواند باعث پانانسفالیت اسکلروزان تحت حاد یا SSPE شود، یک اختلال عصبی نادر اما کشنده که می تواند چندین سال پس از عفونت سرخک رخ دهد.

اگرچه شکل طبیعی ویروس سرخک نمی‌تواند سیستم عصبی را آلوده کند، اما تیم تحقیقاتی دریافت که ویروس‌هایی که در بدن باقی می‌مانند می‌توانند جهش‌هایی در پروتئین کلیدی ایجاد کنند که نحوه آلوده کردن سلول‌ها را کنترل می‌کند. پروتئین‌های جهش‌یافته می‌توانند با شکل طبیعی خود تعامل داشته باشند و آن را قادر به آلوده کردن مغز می‌کنند. یافته های آنها در مجله گزارش شد پیشرفت علم.

اگر سن خاصی دارید، ممکن است در کودکی به سرخک مبتلا شده باشید. بسیاری از متولدین پس از دهه 1970 هرگز به لطف واکسن ها آن را دریافت نکرده اند. این بیماری توسط ویروسی به همین نام ایجاد می شود که یکی از مسری ترین پاتوژن ها تا به امروز است. سازمان بهداشت جهانی تخمین می زند که در سال 2021 نزدیک به 9 میلیون نفر در سراسر جهان به سرخک مبتلا شده اند و تعداد مرگ و میرها به 128000 نفر رسیده است.

یوتا شیروگان، استادیار دانشکده علوم پزشکی دانشگاه کیوشو، توضیح می‌دهد: «علی‌رغم در دسترس بودن، همه‌گیری اخیر کووید-19 واکسیناسیون را به‌ویژه در جنوب جهانی عقب انداخته است». “SSPE یک بیماری نادر اما کشنده است که توسط ویروس سرخک ایجاد می شود. با این حال، ویروس سرخک معمولی توانایی انتشار در مغز را ندارد و بنابراین مشخص نیست که چگونه باعث ایجاد آنسفالیت می شود.”

یک ویروس از طریق یک سری پروتئین که از سطح آن بیرون زده اند، سلول ها را آلوده می کند. معمولاً یک پروتئین ابتدا ویروس را آسان می‌کند تا به سطح سلول بچسبد، سپس پروتئین سطحی دیگر واکنشی ایجاد می‌کند که اجازه می‌دهد ویروس وارد سلول شود و منجر به عفونت شود. بنابراین، اینکه یک ویروس چه چیزی را می تواند یا نمی تواند آلوده کند، می تواند به شدت به نوع سلول بستگی داشته باشد.

شیروگان ادامه می‌دهد: «معمولاً ویروس سرخک فقط سلول‌های ایمنی و اپیتلیال شما را آلوده می‌کند و باعث تب و راش می‌شود. “بنابراین، در بیماران مبتلا به SSPE، ویروس سرخک باید در بدن آنها باقی مانده باشد و جهش یافته باشد، سپس توانایی آلوده کردن سلول های عصبی را به دست آورد. ویروس های RNA مانند سرخک جهش می یابند و با سرعت بسیار بالایی تکامل می یابند، اما مکانیسم چگونگی تکامل آن برای آلوده کردن نورون ها یک راز بوده است.”

نقش کلیدی در اجازه دادن به ویروس سرخک برای آلوده کردن سلول، پروتئینی به نام پروتئین فیوژن یا پروتئین F است. در مطالعات قبلی این تیم، آن‌ها نشان دادند که جهش‌های خاصی در پروتئین F، آن را در حالت «hyperfusongenic» قرار می‌دهد و به آن اجازه می‌دهد روی سیناپس‌های عصبی ترکیب شود و مغز را آلوده کند.

این تیم در جدیدترین مطالعه خود، ژنوم ویروس سرخک را از بیماران SSPE تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که جهش های مختلفی در پروتئین F آنها انباشته شده است. جالب توجه است، جهش‌های خاص فعالیت عفونت را افزایش می‌دهند در حالی که برخی دیگر در واقع آن را کاهش می‌دهند.

Shirogane ادامه می دهد: “دیدن این شگفت آور بود، اما ما توضیحی پیدا کردیم. وقتی ویروس یک نورون را آلوده می کند، آن را از طریق “انتقال در بلوک” آلوده می کند، جایی که چندین نسخه از ژنوم ویروسی وارد سلول می شود.” در این مورد، ژنوم کد کننده پروتئین جهش یافته F به طور همزمان با ژنوم پروتئین F طبیعی منتقل می شود و هر دو پروتئین احتمالاً در سلول آلوده همزیستی می کنند.

بر اساس این فرضیه، این تیم فعالیت همجوشی پروتئین‌های F جهش یافته را زمانی که پروتئین‌های F طبیعی وجود داشتند، تجزیه و تحلیل کردند. نتایج آنها نشان داد که فعالیت همجوشی یک پروتئین F جهش یافته به دلیل تداخل پروتئین های F طبیعی سرکوب می شود، اما این تداخل با تجمع جهش ها در پروتئین F غلبه می کند.

در مورد دیگری، تیم دریافت که مجموعه متفاوتی از جهش‌ها در پروتئین F نتیجه کاملاً متضادی را به همراه دارد: کاهش فعالیت همجوشی. با این حال، در کمال تعجب، این جهش در واقع می تواند با پروتئین های F طبیعی برای افزایش فعالیت همجوشی همکاری کند. بنابراین، حتی پروتئین های F جهش یافته که به نظر می رسد قادر به آلوده کردن نورون ها نیستند، همچنان می توانند مغز را آلوده کنند.

“این تقریباً مخالف مدل “بقای مناسب” برای انتشار ویروس است. در واقع، این پدیده که در آن جهش‌ها با یکدیگر تداخل می‌کنند و/یا با یکدیگر همکاری می‌کنند، “اجتماعی ویروس‌شناسی” نامیده می‌شود. این هنوز یک مفهوم جدید است، اما مشاهده شده است که ویروس ها مانند یک گروه با یکدیگر تعامل دارند. این یک چشم انداز هیجان انگیز است.” Shirogane توضیح می دهد.

این تیم امیدوار است که نتایج آنها به توسعه درمانی برای SSPE کمک کند، و همچنین مکانیسم‌های تکاملی مشترک ویروس‌هایی را که مکانیسم‌های عفونت مشابه سرخک دارند، مانند کروناویروس‌های جدید و ویروس‌های هرپس، روشن کند.

شیروگان در پایان می‌گوید: “مکانیسم‌های ایجاد بیماری توسط ویروس‌ها اسرار زیادی وجود دارد. از زمانی که من دانشجوی پزشکی بودم، به چگونگی ایجاد SSPE توسط ویروس سرخک علاقه داشتم. خوشحالم که توانستیم مکانیسم این بیماری را روشن کنیم.” .

ارائه شده توسط دانشگاه کیوشو