چگونه سلول های T می توانند همزمان با بسیاری از کروناویروس ها مبارزه کنند

دانشمندان موسسه ایمونولوژی لا جولا (LJI) در حال بررسی چگونگی واکنش سلول‌های T سیستم ایمنی به طیف گسترده‌ای از کروناویروس‌ها، از سارس تا ویروس‌های سرماخوردگی معمولی هستند. هدف آنها هدایت توسعه واکسن‌هایی است که می‌توانند با مبارزه همزمان با بسیاری از انواع کروناویروس‌ها، همه‌گیری آینده را متوقف کنند.

الساندرو پروفسور LJI می‌گوید: «در حالی که تشخیص داده شد که کرونا ویروس‌های بالقوه خطرناکی هستند، زیرا ویروس‌های SARS-CoV و MERS باعث بیماری بسیار شدید در انسان می‌شوند، هیچ‌کس نمی‌دانست که همه‌گیری بعدی توسط SARS-CoV-2 ایجاد می‌شود.» ست، Dr.Biol.Sci. “بنابراین مسئله اکنون این است که چگونه می‌توانیم استراتژی‌هایی ایجاد کنیم که به طور گسترده برای خانواده‌های مختلف ویروسی مورد توجه قابل اجرا باشد؟”

در آخرین همکاری آنها، منتشر شده در سلول گزارش پزشکیست و پروفسور آلبا گریفونی، دستیار تحقیقاتی LJI، نشان می‌دهند که سلول‌های T می‌توانند چندین هدف ویروسی مختلف به نام «آنتی‌ژن» را که بین اکثر ویروس‌های کرونا مشترک است، از جمله کروناویروس‌های سرماخوردگی و SARS-CoV-2 شناسایی کنند. آن‌ها همچنین به بررسی دقیق‌تری پرداختند که چه قطعاتی از این آنتی‌ژن‌ها به نام «اپی‌توپ» شناخته می‌شوند و چگونه در بین ویروس‌های کرونای مختلف محافظت می‌شوند.

گریفونی می‌گوید: «این مطالعه راهی برای تقویت واکسن‌ها پیشنهاد می‌کند تا فعالیت گسترده‌تری در برابر بسیاری از ویروس‌ها و گونه‌های مختلف کروناویروس داشته باشند.

وجه مشترک کروناویروس ها

ست و گریفونی در بررسی اینکه کدام یک از آنتی ژن هایی که ساختار ویروس را می سازند توسط سلول های T تا سطح اپی توپ شناسایی می شوند متخصص هستند. در حالی که ویروس‌هایی با توالی‌های پروتئینی مشابه به هم مرتبط هستند، ویروس‌های دورتر هم می‌توانند توالی‌های کوچک‌تری مشترک داشته باشند. اگر توالی‌ها توسط سلول‌های T شناسایی شوند، این پاسخ ایمنی می‌تواند چندین ویروس از یک خانواده را تشخیص دهد، حتی اگر خود ویروس‌ها مشابه هم نباشند.

حافظه بدن CD4⁺ سلول های T “کمکی” در بدن برای دنباله های پروتئینی متعلق به مهاجمان ویروسی گذشته گشت زنی می کنند. این سلول‌های T به راه‌اندازی حمله سیستم ایمنی علیه یک مجرم مکرر – یا هر پاتوژن نزدیک مرتبط – که با آن‌ها برخورد می‌کنند، کمک می‌کنند. این نوع «واکنش متقابل» دقیقاً همان چیزی است که دانشمندان می‌خواهند از آن برای آموزش سلول‌های ایمنی برای مبارزه با بسیاری از انواع کروناویروس‌ها به طور همزمان استفاده کنند.

هیچ کس قبل از سال 2019 در معرض SARS-CoV-2 قرار نگرفته بود. برخی از کروناویروس‌ها باعث سرماخوردگی می‌شوند، برخی دیگر باعث بیماری شدید تنفسی می‌شوند. از بین دو گروه کروناویروس آلفا و بتا، دانشمندان تاکنون دریافته‌اند که کروناویروس‌های بتا به احتمال زیاد دارای پتانسیل همه‌گیری هستند و بر اساس سه شیوع مختلف باعث بیماری شدید می‌شوند.

شیوع سارس 2002-2003، شیوع مرس در سال 2012، و اخیراً SARS-CoV-2، همگی توسط ویروس‌های بتا ویروس ایجاد شده‌اند. کروناویروس‌های آلفا و بتا نیز در برخی از اپی توپ‌های شناسایی‌شده شباهت‌هایی دارند، و تحقیقات قبلی ست و گریفونی نشان داده‌اند که سلول‌های T در برابر کروناویروس‌های سرماخوردگی معمولی می‌توانند با SARS-CoV-2 «واکنش متقابل» داشته باشند.

هدف گیری چهار هدف ویروسی

برای مطالعه جدید، هدف این بود که دقیقاً ببینیم کدام توالی پروتئین ویروسی یا اپی توپ قوی‌ترین واکنش‌ها را از سلول‌های T ایجاد می‌کنند که واکنش متقاطع در انواع مختلف کروناویروس دارند.

محققان ابتدا سلول های T جمع آوری شده از 88 بیمار را قبل از همه گیری کووید-19 به طور جامع تجزیه و تحلیل کردند. البته این بیماران هرگز در معرض SARS-CoV-2 قرار نگرفته بودند، اما آنها در معرض انواع دیگر کروناویروس‌های سرماخوردگی که متعلق به گروه آلفا یا بتا بودند، قرار گرفته بودند. محققان از این نمونه ها برای تعیین آنتی ژن های ویروسی و کدام اپی توپ های خاص توسط سلول های T استفاده کردند.

سپس تیم LJI با همکاری پروفسور ریچارد شوئرمن، دکترای موسسه J. Craig Venter، یک رویکرد محاسباتی را برای پیش‌بینی اینکه کدام اپی توپ‌ها ممکن است بین کروناویروس‌های مختلف از جمله SARS-CoV-2 یکسان باشند، اعمال کردند. این کار، به رهبری دکتر آلیسون تارک، محقق LJI، 18 اپی توپ کروناویروس را نشان داد که در بین چندین کروناویروس بسیار محافظت شده بودند، که نشان می‌دهد این اپی توپ‌ها می‌توانند سلول‌های T متقاطع را القا کنند.

محققان LJI نشان دادند که سلول‌های T در برابر آلفا یا بتا کروناویروس‌های سرماخوردگی معمولاً در بین دو گروه مختلف واکنش متقاطع دارند. این کروناویروس‌ها شباهت‌های زیادی در توالی اپی توپ داشتند و سلول‌های T در 89 درصد آزمایش‌ها واکنش متقاطع را نشان دادند.

هنگامی که سلول های T با SARS-CoV-2 مواجه شدند، واکنش متقابل به 50٪ کاهش یافت. این بدان معناست که اگرچه SARS-CoV-2 شبیه یک خویشاوند دور کروناویروس های سرماخوردگی است، اما همچنان توالی های پروتئینی را با اعضای خانواده اش به اشتراک می گذارد.

واکسن‌های کروناویروس آینده می‌توانند از یک رویکرد ترکیبی با استفاده از پاسخ‌های هدف آنتی‌بادی و سلول‌های T در برابر توالی‌های اپی توپ حفظ‌شده در بسیاری از انواع کروناویروس‌ها استفاده کنند. گریفونی می گوید: «یافته کلیدی در اینجا این است که ما به طور بالقوه می توانیم واکسن هایی بسازیم که پاسخ های ایمنی را بر روی این توالی های مشترک متمرکز کنند و امکان شناسایی ویروس های مختلف را به طور همزمان فراهم کنند. در حالی که پروتئین SARS-CoV-2 Spike هدف اصلی آنتی‌بادی‌ها است، سلول‌های T می‌توانند آنتی‌ژن‌های اضافی را که در بین کروناویروس‌های مختلف حفظ شده‌اند، شناسایی کنند. ترکیب این دو می‌تواند در طراحی واکسن پانکرونا بهینه باشد.»

این کار همچنین هیجان‌انگیز است زیرا نشان می‌دهد که این یک استراتژی مناسب برای تحریک خانواده‌های دیگر از ویروس‌های نگران‌کننده در پرتو همه‌گیری‌های احتمالی آینده است، مانند خانواده ویروس‌هایی که باعث آنفولانزا می‌شوند، یا ویروس‌هایی که باعث تب خونریزی‌دهنده می‌شوند، یا خانواده ست می افزاید: از ویروس هایی که شامل دنگی و ویروس زیکا می شود.

نویسندگان دیگر این مطالعه یون ژانگ، نیلز متوت، تارا ام. نارووسکی، الیزابت فیلیپس، سیمون مالال، آوریل فریزر، گیلبرت فیلاچی، دانیلا ویسکوپف، جنیفر ام. دان، لاکشمانان پرمکومار و ریچارد اچ. شوئرمن بودند.