اكتشف العلماء أخيرًا كيف تهاجم الأجسام المضادة الفيروسات حقًا

يتيح اختراق القرص النانوي الجديد للعلماء رؤية الفيروسات بشكل أكثر واقعية، ويكشف عن أدلة خفية يمكن أن تؤدي إلى لقاحات أفضل.

تعتبر الفيروسات فعالة للغاية في إصابة الخلايا البشرية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى البروتينات المتخصصة التي تغطي أسطحها الخارجية. تعتبر هذه البروتينات أيضًا محورًا رئيسيًا لتصميم اللقاحات. ولدراستها، يقوم العلماء في كثير من الأحيان بإنشاء نسخ معملية لمعرفة كيفية استجابة الجهاز المناعي. ومع ذلك، عادةً ما تحذف هذه الإصدارات المبسطة الأقسام المهمة المضمنة في الملف فايروس“غشاء. وبدون هذه القطع، لن تتصرف البروتينات بشكل كامل بالطريقة التي تعمل بها في الفيروسات الحقيقية، مما يجعل من الصعب فهم كيفية التعرف عليها وتعطيلها.

قام الباحثون في Scripps Research، الذين يعملون مع IAVI ومتعاونين آخرين، بتطوير منصة جديدة تسمح بدراسة هذه البروتينات الفيروسية في شكل يشبه إلى حد كبير حالتها الطبيعية. تستخدم هذه الطريقة تقنية القرص النانوي، حيث يتم وضع البروتينات في جزيئات صغيرة مصنوعة من الدهون. وهذا يخلق بيئة تشبه الغشاء تحافظ على بنيتها ووظيفتها بشكل أفضل. ونتيجة لذلك، يمكن للعلماء الحصول على رؤى أكثر وضوحًا حول كيفية تفاعل البروتينات الفيروسية والأجسام المضادة.

تعمل تقنية القرص النانوي على تحسين أبحاث اللقاحات

المنصة الجديدة، الموضحة في اتصالات الطبيعةتم اختباره باستخدام بروتينات من فيروس نقص المناعة البشرية والإيبولا. وكانت هذه الفيروسات أهدافًا صعبة بشكل خاص للقاحات لأن بروتيناتها السطحية لا يتعرف عليها الجهاز المناعي بسهولة. ويقول الباحثون إن نفس النهج يمكن استخدامه أيضًا لدراسة فيروسات أخرى تحتوي على بروتينات مماثلة مرتبطة بغشاء، بما في ذلك فيروسات الأنفلونزا وفيروس كورونا سارس-كوف-2.

“لسنوات عديدة، كان علينا الاعتماد على نسخ من البروتينات الفيروسية التي تفتقد أجزاء مهمة”، كما يقول ويليام شيف، المؤلف الأول المشارك، والأستاذ في Scripps Research والمدير التنفيذي لتصميم اللقاحات في مركز تحييد الأجسام المضادة التابع لـ IAVI. “تتيح لنا منصتنا دراسة هذه البروتينات في بيئة تعكس بيئتها الطبيعية بشكل أفضل، وهو أمر بالغ الأهمية إذا أردنا أن نفهم كيف تتعرف الأجسام المضادة الواقية على الفيروس.”

لماذا يهم سياق الغشاء للأجسام المضادة

في الفيروسات الفعلية، ترتكز البروتينات السطحية داخل غشاء دهني ويتم ترتيبها في أشكال محددة. في المقابل، تقوم العديد من الدراسات المعملية بإزالة جزء تثبيت الغشاء لتبسيط الإنتاج والتحليل. وفي حين أن هذا يجعل التجارب أسهل، إلا أنه يمكن أن يخفي تفاصيل مهمة. وينطبق هذا بشكل خاص على الأجسام المضادة التي تستهدف المناطق القريبة من قاعدة البروتين، بالقرب من الغشاء.

للتغلب على هذا القيد، قام الفريق بدمج البروتينات المرشحة للقاح في الأقراص النانوية، وهي أقسام صغيرة ومستقرة من الغشاء الذي يثبت البروتينات في مكانها. تحاكي هذه الأقراص الدهنية الطبقة الخارجية للفيروس وتساعد في الحفاظ على كيفية تعرف الأجسام المضادة بشكل طبيعي على هذه البروتينات. ويدعم النظام أيضًا مجموعة واسعة من التقنيات القياسية المستخدمة في تطوير اللقاحات، مثل قياس ارتباط الأجسام المضادة، وعزل الخلايا المناعية، وإجراء تصوير عالي الدقة.

يقول المؤلف الأول كيمو رانتالاينن، أحد كبار العلماء في مختبر شيف: “كان الحل هو جمع كل هذه المكونات معًا في نظام واحد موثوق به”. “القطع الفردية موجودة بالفعل، ولكن جعلها تعمل معًا بطريقة قابلة للتكرار والتوسع يفتح إمكانيات جديدة لكيفية تحليل اللقاحات وتصميمها.”

رؤى جديدة من تفاعلات الأجسام المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية

ولاختبار المنصة بالتفصيل، ركز الباحثون على فيروس نقص المناعة البشرية. وقاموا بفحص منطقة محفوظة من البروتين السطحي للفيروس الموجود بالقرب من الغشاء. يتم استهداف هذه المنطقة بواسطة مجموعة من الأجسام المضادة التي يمكنها حجب مجموعة واسعة من متغيرات فيروس نقص المناعة البشرية. تتعرف هذه الأجسام المضادة على أجزاء من الفيروس تبقى دون تغيير نسبيًا حتى مع تحور الفيروس، مما يجعلها ذات قيمة خاصة لتصميم اللقاح.

وباستخدام نظام القرص النانوي، التقط الفريق صورًا هيكلية مفصلة توضح كيفية تفاعل هذه الأجسام المضادة مع البروتين الفيروسي في بيئة غشائية واقعية. كشفت هذه الصور عن ميزات لا يمكن رؤيتها عند دراسة البروتين وحده. وتشير النتائج أيضًا إلى كيفية تحييد بعض الأجسام المضادة للفيروسات عن طريق تعطيل الهياكل التي تعتمد عليها لإصابة الخلايا. يمكن أن تساعد هذه المعلومات في توجيه اللقاحات المستقبلية لتحفيز استجابات مناعية مماثلة.

ويشير رانتالاينن إلى أن “الهيكل أعطانا مستوى من التفاصيل لم نتمكن من الوصول إليه من قبل”. “لقد أظهر لنا تفاعلات جديدة في واجهة الغشاء واقترح سبب أهمية تلك التفاعلات في وظيفة الأجسام المضادة.”

التوسع فيما بعد فيروس نقص المناعة البشرية إلى فيروسات أخرى

وأظهر الباحثون أيضًا أن المنصة تعمل مع بروتينات الإيبولا. وفي هذه الاختبارات، تمكنت الأجسام المضادة من التعرف على البروتينات والارتباط بها داخل نفس البيئة الشبيهة بالغشاء، مما يؤكد أن النهج لا يقتصر على فيروس واحد.

طريقة أسرع لدراسة الاستجابات المناعية

وإلى جانب تحليل الهياكل، يمكن أيضًا استخدام المنصة لدراسة كيفية استجابة الجهاز المناعي للقاحات المرشحة. يمكن للأقراص النانوية أن تعمل بمثابة “طعم” جزيئي، مما يسمح للعلماء بعزل الخلايا المناعية التي تتعرف على البروتينات الفيروسية. وهذا يوفر صورة أوضح لكيفية تفاعل الجسم مع تصميمات اللقاحات المختلفة. كما أن النظام أسرع وأكثر كفاءة. يمكن الآن إكمال العمليات التي كانت تستغرق شهرًا أو أكثر في غضون أسبوع تقريبًا، مما يسهل مقارنة مرشحي اللقاحات المتعددين.

أداة لتطوير لقاحات الجيل القادم

وعلى الرغم من أن هذه المنصة ليست في حد ذاتها لقاحًا، إلا أنها توفر أداة قوية لتحسين كيفية تطوير اللقاحات. وقد يكون مفيدًا بشكل خاص للفيروسات التي ثبت صعوبة استهدافها باستخدام الطرق التقليدية.

ويؤكد شيف أن “هذا يمنح المجال طريقة أكثر واقعية ودقة لاختبار الأفكار في وقت مبكر”. “من خلال تحسين كيفية دراستنا للبروتينات الفيروسية واستجابات الأجسام المضادة، نأمل أن تساعد هذه المنصة في تطوير لقاحات الجيل التالي ضد بعض الفيروسات الأكثر تحديًا في العالم.”

المرجع: “منصة البروتين السكري النانوي لتحليلات اللقاحات” بقلم كيمو رانتالينين، أليسيا ليجوري، غابرييل أوزوروفسكي، كلوديا فلين، جون إم. مونولينا شيل، جولين ك. ديدريش، إريك جورجيسون، ريان تينجل، سامان إسكندر زاده، وين هسين لي، نوشين علوي، ديانا جودوين، مايكل كوبيتز، سونيا أميرزيني، صني هيمانسو، ديفين سوك، جيونج هيون لي، جون آر ييتس الثالث، جيمس سي بولسون، شين كروتي، توربين شيفنر، أندرو بي وارد وويليام آر. شيف، 10 فبراير 2026، اتصالات الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41467-026-68985-1

بالإضافة إلى شيف ورانتالاينن، يضم مؤلفو الدراسة أليسيا ليجوري، وغابرييل أوزوروفسكي، وكلوديا فلين، وجون إم. ستيتشين، وأوليفيا إم. سوانسون، وباتريك جيه. مادن، وسابياساتشي بابو، وسوستيك فوليرا، وأنانت غاربور، وداني لو، وأولكسندر كاليوزني، وباتريك سكوج، وسييرا تيرادا، ومونولينا شيل، وجولين ك. ديدريش، إريك جورجسون، ريان تينجل، سامان إسكندر زاده، وين هسين لي، نوشين علوي، ديانا جودوين، مايكل كوبيتز، سونيا أميرزيني، ديفين سوك، جيونج هيون لي، جون ر. ييتس الثالث، جيمس سي. بولسون، شين كروتي، توربين شيفنر وأندرو بي. وارد من سكريبس للأبحاث؛ وصني هيمانسو من شركة Moderna Inc.

تم دعم هذا العمل بتمويل من المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية في الولايات المتحدة المعاهد الوطنية للصحة (منح UM1 AI144462، R01 AI147826، R56 AI192143 و5F31AI179426-02)؛ تعاون مؤسسة بيل وميليندا جيتس لاكتشاف لقاح الإيدز (منح INV-007522، وINV-008813، وINV-002916)؛ ومركز تحييد الأجسام المضادة IAVI (INV-034657 وINV-064772)؛ ومؤسسة ألكسندر فون هومبولت.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.