دراسة حديثة: الفيروسات تستخدم “الذكاء الخلوي” لتقرر متى تهادن ومتى تهاجم

الفيروسات أصغر بكثير من الخلايا، وهي من أخطر الميكروبات التي تهدد صحة وحياة الإنسان. والفيروسات في الواقع، حسب “مايو كلينيك”، مجرد كبسولات تحتوي على مادة وراثية. ومن أجل التكاثر، تغزو الفيروسات خلايا الجسم، وتسيطر على الآلية التي تجعل الخلايا تعمل. وغالبًا ما يتم تدمير الخلايا المضيفة في نهاية الأمر خلال هذه العملية.

وحسب نفس المصدر، الفيروسات مسؤولة عن التسبب في العديد من الأمراض، ومنها: الإيدز، الزُكام، حمَّى الإيبولا، الهربس التناسلي، الإنفلونزا، الحصبة، الجديري المائي والهربس النطاقي، ومرض فيروس كورونا 2019 (كوفيد-19) … ولا تؤثر المضادات الحيوية المخصصة للتصدي للبكتيريا في الفيروسات.

ومن المعلوم أن الفيروسات تعتمد استراتيجيات هجومية للسيطرة على الخلايا وللإفلات من مهاجمة الجهاز المناعي، والجديد الذي كشفت عنه دراسة حديثة يتعلق ببعد آخر في تلك الاستراتيجية يتعلق بقدرة الفيروس على استعمال المعلومات من بيئتها لتحديد متى تقوم بالتكاثر ومتى تبقى هامدة، ما يعني أنها تعتمد ما أسماه العلماء “الذكاء الخلوي”.

الفيروسات تستخدم المعلومات من بيئتها

توصلت دراسة أميركية حديثة، حسب الجزيرة نت، إلى أن الفيروسات تستخدم المعلومات من بيئتها لتقرر متى تمكث بهدوء داخل مضيفها ومتى تتكاثر، وكأنها تشاهد وتسمع البيئة المحيطة بها.

وهذا الاكتشاف، بأن الفيروسات لها قدرة على مراقبة بيئتها، قد يلعب دورا في تطوير الأدوية المضادة للفيروسات.

وحسب نفس المصدر، أجرى الدراسة باحثون من جامعة ميريلاند مقاطعة بالتيمور، ونشرت في مجلة “فرونتيرز إن مايكروبيولوجي” (Frontiers in Microbiology) أغسطس/آب الماضي، ونقلها موقع “يوريك ألرت” (Eurek Alert).

ووجد الباحثون أن الفيروسات تستخدم المعلومات من بيئتها لتتخذ القرار بالخطورة التالية: هل تجلس بهدوء داخل الخلية المضيفة أم تتكاثر وتنفجر، مما يؤدي إلى قتل الخلية المضيفة.

الفيروسات التي تصيب البكتيريا

من جهته، أوضح إيفان إيريل -أستاذ العلوم البيولوجية وكبير المؤلفين في الدراسة- أن قدرة الفيروس على الإحساس ببيئته، بما في ذلك العناصر التي ينتجها مضيفه، تضيف طبقة أخرى من التعقيد على التفاعل الفيروسي مع المضيف. وفي الوقت الحالي، تستغل الفيروسات هذه القدرة لمصلحتها. لكن في المستقبل، كما يقول إيريل “يمكننا استغلال ذلك، لإلحاق الضرر بالفيروسات”.

وركزت الدراسة الجديدة على “العاثيات” (bacteriophages) وهي الفيروسات التي تصيب البكتيريا.

ولا يمكن أن تصيب “العاثيات” -حسب الدراسة- مضيفيها إلا عندما تكون للخلايا البكتيرية زوائد خاصة تسمى الشعيرة والسوط، التي تساعد البكتيريا على الحركة والتزاوج.

وتنتج البكتيريا بروتينا يسمى “سي تي آر إيه” (CtrA) يتحكم في وقت تكوين هذه الزوائد. وتظهر الورقة البحثية الجديدة أن العديد من العاثيات لها أشكال في حمضها النووي حيث يمكن لبروتين “سي تي آر إيه” أن يلتصق، وتسمى مواقع الربط.

انفجار

ودرس الباحثون نوعا من البكتيريا اسمه “كالوبكتيرليس” (Caulobacterales). وتوجد هذه البكتيريا في شكلين: شكل “سرب” (swarmer) يسبح بحرية، وشكل “مطارد” (stalked) يلتصق بالسطح.

ونظرا لأن العاثيات يمكنها إصابة الخلايا السربية فقط، فمن مصلحتها أن تنفجر (يعني تتكاثر بأعداد كبيرة) خارج مضيفها عندما يكون هناك العديد من الخلايا السربية المتاحة للإصابة.

لذلك افترض الباحثون “أن العاثيات تراقب مستويات سي تي آر إيه، التي ترتفع وتنخفض خلال دورة حياة الخلايا، لمعرفة متى تصبح خلية السرب خلية ساق وتصبح مصنعا للأسراب”. ويقول إيريل إنه “في تلك المرحلة، تقوم الفيروسات بتفجير الخلية، لأنه سيكون هناك العديد من الأسراب القريبة للإصابة”.

ولسوء الحظ، فإن طريقة إثبات هذه الفرضية تتطلب عملية مكثفة وصعبة للغاية، لذا لم يكن ذلك جزءا من هذه الورقة البحثية الأخيرة رغم أن إيريل وزملاءه يأملون في معالجة هذا السؤال في المستقبل.

ومع ذلك، لا يرى فريق البحث أي تفسير آخر معقول لتكاثر مواقع ربط “سي تي آر إيه” على العديد من العاثيات المختلفة، وكلها تتطلب الشعيرة (السوط) لإصابة مضيفيها. وأشاروا إلى أن الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو الآثار المترتبة على الفيروسات التي تصيب الكائنات الحية الأخرى، مثل البشر.

طرق علاجية جديدة لخداع الفيروس

ويقول إيريل إن النتيجة الرئيسية من هذا البحث هي أن “الفيروس يستخدم الذكاء الخلوي لاتخاذ القرارات، وإذا كان يحدث في البكتيريا، فمن شبه المؤكد أنه يحدث في النباتات والحيوانات”.

على سبيل المثال، لتحسين إستراتيجيته للبقاء والتكاثر، قد يرغب فيروس حيواني في معرفة نوع النسيج الموجود فيه أو مدى قوة الاستجابة المناعية للمضيف للعدوى. في حين أنه قد يكون من المقلق التفكير في المعلومات التي يمكن أن تجمعها الفيروسات وربما تستخدمها لجعلنا أكثر مرضا، فإن هذه الاكتشافات تفتح أيضا طرقا لعلاجات جديدة.

يقول إيريل “إذا كنت تطور دواء مضادا للفيروسات، وكنت تعلم أن الفيروس يستمع إلى إشارة معينة، فربما يمكنك خداع الفيروس”.

ما الفيروس؟

الفيروسات، حسب (eionet)، عوامل ذات أحجام دون مجهرية تصيب النباتات والحيوانات والبكتيريا، وهي غير قادرة على التكاثر خارج أنسجة العائل.

ويتكون الفيروس كامل النمو من حمض نووي (دنا أو رنا) محاط ببروتين وغلاف دهني. ويتدخل الحمض النووي للفيروس مع آلية تخليق الأحماض النووية في خلايا العائل وينظمها بحيث تنتج المزيد من الأحماض النووية الفيروسية.

وتسبب الفيروسات الكثير من الأمراض (مثل أمراض التبرقش التي تصيب الكثير من النباتات المزروعة والحمى الأرنبية والحمى القلاعية والبرد الشائع والإنفلونزا والحصبة وشلل الأطفال).

وكثير من فيروسات النباتات تنتقل عن طريق الحشرات وبعضها عن طريق الديدان الاسطوانية. أما فيروسات الحيوانات فتنتقل بالملامسة أو العدوى بسبب السعال أو العطس أو عن طريق الحشرات الحاملة للفيروس، وبعضها ينتشر بتبادل سوائل الجسم.