«كورونا المضيء»... تعديل بحثي لمراقبة انتشار الفيروس

علماء أدخلوا «بروتيناً» لا يغير من التركيبة الأصلية

مشاهدة انتشار فيروس {كورونا المستجد} (الفريق البحثي)

نجح باحثون في معهد تكساس للأبحاث الطبية الحيوية بأميركا، في تعديل نسخة من كورونا المستجد، الفيروس المسبب لمرض «كوفيد – 19»، ليتوهج بنجاح بشكل مشرق في الخلايا والأنسجة الحيوانية، ما يوفر طريقة لتتبع انتشار العدوى الفيروسية وشدتها. ومن المقرر الإعلان عن هذا الإنجاز في 12 أكتوبر (تشرين الأول) المقبل، بدورية وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS).
يقول عالم الفيروسات لويس مارتينيز سوبريدو، الأستاذ بجامعة تكساس وكبير مؤلفي الورقة البحثية في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة (الاثنين): «يمكننا الآن تتبع مسار الفيروس في النماذج الحيوانية، والقدرة على رؤية كيفية تقدم الفيروس، وأي الأعضاء وأنواع الخلايا التي يستهدفها على وجه التحديد، ستكون مساعدة كبيرة لفهم الفيروس وتحسين الأدوية واللقاحات المضادة للفيروسات».
وبالإضافة إلى تتبع الفيروس، بدأ سوبريدو ومعاونوه بالفعل في استخدام الفيروس المعدل، الذي يطلق عليه «الفيروس المراسل»، لفحص مدى نجاح تحييد الأجسام المضادة ضد المتغيرات المختلفة المثيرة للقلق.
ولصنع الفيروس المراسل، قام سوبريدو وفريقه بدمج العديد من أدوات البيولوجيا الجزيئية المتقدمة لإضافة التسلسل الجيني لبروتينات الفلورية أو الحيوية إلى الشفرة الجينية للفيروس، ونظراً لأن رمز الفيروس يتم نسخه، كذلك يتم أيضاً نسخ البروتينات المتوهجة.
وفي دراسة سابقة، استبدل الفريق أحد جينات الفيروس بجين البروتينات المتوهجة، لكن هذا أدى إلى إشارة خافتة للغاية، لم يتم التعبير عن الجين بما يكفي ليتم اكتشافه بسهولة في الحيوانات. ولزيادة السطوع، كان على الباحثين معرفة كيفية جعل الفيروس ينتج كميات أكبر من البروتينات المسؤولة.
والحل الذي توصلوا إليه، هو أنهم قاموا بإدخال الجين المراسل بجوار جين مختلف في الفيروس، وعلى وجه التحديد، قاموا بالترميز الجيني لبروتين «نوكليوكابسيد». يقول عالم الأحياء الجزيئية تشنغجين يي، وهو عضو في مختبر مارتينيز سوبريدو: «إنه البروتين الأكثر وضوحاً في الفيروس، وهذه المرة، كانت الإشارة ساطعة للغاية، لقد أعمتني الإضاءة تقريباً عندما نظرت من خلال المجهر».
وتعمل بروتينات الإضاءة بالفيروس المراسل في الخلايا ونماذج الحيوانات الحية، جنباً إلى جنب مع أنظمة التصوير التي تكتشف الأطوال الموجية للضوء المنبعث من البروتينات، وتوفر القدرة على مراقبة الحمل الفيروسي والموقع بصرياً، مع العديد من المزايا مقارنة بالطرق الأخرى، فهي أبسط وأسرع بكثير، ما يوفر الوقت والمواد.
يقول يي: «بدلاً من الحاجة إلى فريق كبير لفحص 2000 مركب لمعرفة ما إذا كانت تعمل ضد الفيروس، يمكن لشخص واحد أن يفعل ذلك مع فيروس مراسل في غضون ساعات قليلة، كما أنه يمكن من تتبع الفيروس في نفس الحيوان طوال مسار العدوى والعلاج، ما يقلل من عدد الحيوانات اللازمة لاكتساب رؤى مماثلة».
وقام الفريق بتكييف فيروسات المراسل للتعبير عن بروتينات ملونة مختلفة مرتبطة بمتغيرات الفيروس المثيرة للقلق، وبشكل حاسم، ومكنهم هذا النهج من اختبار مدى جودة عمل الجسم المضاد المعادل ضد متغيرين في اختبار واحد جيداً، في الوقت نفسه.
يقول كيفن شيم، عضو في مختبر مارتينيز سوبريدو: «هذه ميزة مهمة لتوفير الوقت والموارد، خاصة مع وجود العديد من المواد الأساسية مثل البلاستيك والكواشف في مثل هذا الطلب المرتفع والعرض المحدود بسبب الوباء، ومع ظهور متغيرات جديدة، يمكننا بسهولة تكييف النظام والكشف بسرعة عن مدى فاعلية الأجسام المضادة».
الأهم من ذلك، أظهرت المجموعة البحثية أن فيروسات المراسل تتصرف بنفس سلوك النسخة الأصلية من الفيروس، وهذا لأنهم لم يزيلوا أي جينات فيروسية، ولأنهم صمموا البروتين المراسل لينفصل على الفور عن بروتين «نوكليوكابسيد» الخاص بالفيروس بحيث يعمل بشكل طبيعي.