الحاسوب الفائق يكشف عن نقطة ضعف «الإيدز»

محاكاة لشكل القفيصة الخاصة بالفيروس المسبب للإيدز (مركز تكساس للحوسبة المتقدمة)

لا يزال هناك الكثير مما يجب اكتشافه حول كيفية إصابة الفيروس المسبب لمرض الإيدز للخلايا. ونجح، مؤخراً، علماء أميركيون وألمان في التوصل إلى نقطة ضعف للفيروس بمساعدة الحاسوب الفائق.
ويعلم العلماء أن الفيروس يتخطى دفاعات جهاز المناعة، ويدخل خلايا الدم البيضاء لتوصيل حمولته الجينية، ويختطف آلية النسخ في الخلية التي بدورها تنتج نسخاً من الحمض النووي الريبي الفيروسي وفيروسات جديدة، لكن الكثير من التفاصيل لا تزال غامضة.
وسلّط اكتشاف تجريبي كبير تم إجراؤه عام 2021 بعض الضوء على اللغز، ووجد أن «القفيصة»، وهي غلاف بروتيني يحمي جينوم الحمض النووي الريبي الخاص بالفيروس، لا تزال سليمة طوال الطريق إلى نواة الخلية المستهدفة، حيث يجب أن تظل مستقرة لفترة كافية لنقل شحنتها الجينية المميتة إلى نواة الخلية، لكن في النهاية، يجب أن تتفكك لتحرير مادتها الجينية، وما لم يعرفه العلماء حينها هو كيف تصبح هذه القفيصة غير مستقرة، ليكون ذلك بمثابة نقطة ضعف للفيروس.
وخلال دراسة منشورة في العدد الأخير من دورية «بروسيدنجز أوف ذا ناشونال أكاديمي أوف ساينس»، أعلن الباحثون عن استخدام الكومبيوتر الفائق (فرونتيرا) في مركز تكساس للحوسبة المتقدمة بجامعة تكساس في أوستن، لإنشاء أول محاكاة واقعية لقفيصة الفيروس، ما ساعدهم على اكتشاف نقطة ضعفه في القفيصة.
يقول تقرير نشره، أول من أمس، الموقع الإلكتروني لمركز تكساس للحوسبة المتقدمة، إن غريغوري فوث من مركز الكيمياء النظرية ومعهد الديناميات الفيزيائية الحيوية بجامعة شيكاغو وزملاءه، بدأوا دراستهم ببيانات «التصوير المقطعي الإلكتروني بالتبريد» التي تم جمعها من فيروسات فعلية حصل عليها معمل المؤلف المشارك بالدراسة جون بريجز، بقسم بنية الخلايا والفيروسات بمعهد ماكس بلانك للكيمياء الحيوية بألمانيا، وباستخدام هذه البيانات، طوروا محاكاة ديناميكية جزيئية لجميع ذرات قفيصة الفيروس التي اقتربت من 100 مليون ذرة ضخمة.
وتوصل الباحثون من ذلك إلى الكشف عن نقاط الضعف في درع قفيصة الفيروس، حيث وجدوا طبيعة غير متجانسة لهذه القفيصة، وهو ما قد يقود إلى تصميم أدوية جديدة تتفاعل معها، تتجاوز علاج شركة الأدوية (جيلياد) الخاص بالإيدز، والمعروف باسم (ليناكابافير).
ويستمد هذا العلاج آلية عمله من المعرفة حول القفيصة الفيروسية، ويهدف لجعلها أكثر هشاشة، عن طريق التداخل معها في مرحلة تفككها قبل إطلاق مادتها الجينية. يقول فوث: «بعد اكتشاف الطبيعة غير المتجانسة لقفيصة الفيروس، يمكننا العمل على تصميم أدوية جديدة، وهذا هو الهدف من دراستنا الجديدة».