الكمبيوتر يُظهر نقطة ضعف في الإنفلونزا

أسرع جهاز بالعالم ساعد الباحثين

محاكاة حاسوبية لفيروس الأنفلونزا بدقة 160 مليون ذرة (جامعة كاليفورنيا بسان دييغو)

تستهدف لقاحات الإنفلونزا، نوعين من البروتينات السكرية السطحية، وهما «الهيماجلوتينين» و«النورامينيداز»، وبينما يساعد البروتين الأول الفيروس على الارتباط بالخلية المضيفة، يعمل الثاني مثل المقص لقطع «الهيماجلوتينين»، بعيداً عن غشاء الخلية، مما يسمح للفيروس بالتكاثر، ورغم أن خصائص كل من البروتينات السكرية قد تمت دراستها مسبقا، إلا أن الفهم الكامل لحركتها غير موجود.
ولأول مرة، ابتكر باحثون في جامعة كاليفورنيا بسان دييغو بأميركا، نموذجا حاسوبيا على المستوى الذري لفيروس الإنفلونزا (H1N1)، يكشف عن نقطة ضعف جديدة من خلال حركات «التنفس» و«الإمالة» للبروتين السكري، وتم الإعلان عن هذا الإنجاز الأربعاء في دورية «إيه سي إس سينترال ساينس».
ويقول رومي أمارو، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية، والباحث الرئيسي بالدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة كاليفورنيا، بالتزامن مع نشر الدراسة «عندما رأينا لأول مرة مدى ديناميكية هذه البروتينات السكرية، ودرجة التنفس والإمالة الكبيرة، تساءلنا بالفعل عما إذا كان هناك خطأ ما في عمليات المحاكاة التي أجريناها، وبمجرد أن علمنا أن نماذجنا كانت صحيحة، أدركنا الإمكانات الهائلة التي يحملها هذا الاكتشاف، حيث يمكن استخدام هذا البحث لتطوير طرق لإبقاء البروتين مغلقاً بحيث يكون في متناول الأجسام المضادة باستمرار».
وتقليديا، تستهدف لقاحات الإنفلونزا رأس بروتين «الهيماجلوتينين» بناءً على الصور الثابتة التي أظهرت البروتين في تكوين محكم مع القليل من الحركة، غير أن نموذجنا كشف الطبيعة الديناميكية للبروتين وكشف عن حركة تنفس، قادت إلى موقع غير معروف سابقا للاستجابة المناعية، والمعروف باسم «الحاتمة».
وتحتوي عملية المحاكاة لفيروس الإنفلونزا التي نفذها الفريق البحثي على قدر هائل من التفاصيل (تساوي 160 مليون ذرة)، ولا يمكن تشغيل محاكاة بهذا الحجم وهذا التعقيد إلا على عدد قليل من الأجهزة المختارة في العالم، لذلك اعتمد أمارو على (تيتان) وهو أحد أكبر وأسرع أجهزة الكومبيوتر في العالم.
وعن أوجه الاستفادة من هذا الاكتشاف المهم، يقول خالد شحاتة، أستاذ الفيروسات بجامعة أسيوط لـ«الشرق الأوسط»، إنه قد يكون مفيداً في تسهيل توصيف جسم مضاد جديد، يمكن استخدامه كعلاج للإنفلونزا.
ويضيف أنه قد يكون مفيدا أيضاً في زيادة فعالية لقاحات الإنفلونزا، بحيث لا تكون معتمدة بشكل كبير في تصميمها على السلالة السائدة، قدر اعتمادها على استهداف نقطة الضعف الجديدة في الفيروس.
ويجب سنويا إعادة صياغة لقاحات الإنفلونزا الموسمية لتلائم السلالات المنتشرة في الغالب، وعندما يتطابق اللقاح مع السلالة السائدة، يكون فعالا للغاية، ومع ذلك، عندما لا يتطابق، قد يقدم القليل من الحماية.
ووفقاً لمنظمة الصحة العالمية، هناك ما يقدر بمليار حالة إصابة بالإنفلونزا كل عام، وما بين 3 إلى 5 ملايين حالة خطيرة، وما يصل إلى 650 ألف حالة وفاة مرتبطة بالإنفلونزا على مستوى العالم.