نموذج يحاكي الأنف للكشف عن الخطوات الأولى لعدوى «كورونا»

تعد النماذج قبل السريرية التي تلخص جوانب أمراض مجرى الهواء البشري ضرورية لتطوير العلاجات واللقاحات الجديدة. وفي دراسة نشرتها مجلة «mBIO» في 15 فبراير (شباط) الجاري، أبلغ باحثون في كلية بايلور للطب بأميركا عن «محاكاة أنف بشرية متعددة الاستعمالات»، وهو «تمثيل مختبري للخلايا التي تغطي داخل الأنف، حيث تحدث الأحداث الأولى لعدوى فيروسية طبيعية».
وباستخدام عضيات الأنف، التي تشكل نموذجاً للتفاعلات المعقدة بين الخلايا البشرية والفيروس، أظهر الفريق اختلافات رئيسية بين الإصابة بفيروس «كورونا المستجد»، المسبب لـ«كوفيد – 19»، والفيروس المخلوي التنفسي (RSV)، وفيروس الجهاز التنفسي للأطفال، ما يوفّر فهماً أفضل للخطوات الأولى نحو المرض ويؤدي إلى علاجات جديدة محتملة. وأثبت النموذج أيضاً أنه «أداة مفيدة لاختبار فاعلية العلاجات مثل (باليفيزوماب)، وهو جسم مضاد أحادي النسيلة معتمد من إدارة الأغذية والعقاقير للوقاية من مرض الفيروس المخلوي التنفسي الشديد عند الرضع المعرضين لخطر كبير». ويعد نظام الأنف البشري العضوي جزءاً من التقييم قبل السريري للعلاجات التي من شأنها أن تساعد في تسريع نقل العلاجات المطورة من المختبر إلى التجارب السريرية.
ويقول المؤلف المشارك بالدراسة الدكتور بيدرو بيدرا، أستاذ علم الفيروسات الجزيئي وعلم الأحياء الدقيقة وطب الأطفال وعلم العقاقير والبيولوجيا الكيميائية بكلية بايلور للطب، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للكلية بالتزامن مع نشر الدراسة: «توفر عضويات الأنف البشرية التي طورناها إمكانية الوصول إلى داخل أنف الإنسان، ما يتيح لنا دراسة الأحداث المبكرة للعدوى في المختبر، وهو أمر لم نكن نمتلكه من قبل... لقد نجحنا في تطوير أشباه عضويات أنف بشرية من كل من البالغين والأشخاص الرضع».
وتتعرض الخلايا المبطنة للجزء الداخلي من الأنف، وهي الظهارة، للهواء من جانب واحد، وللدورة الدموية على الجانب الآخر. وأوضح الدكتور أنوباما راجان، زميل ما بعد الدكتوراه في مختبر بيدرا، المشارك بالدراسة، إن «نظامنا العضوي ثلاثي الأبعاد يكرر هذا الوضع الطبيعي في المختبر باستخدام ظهارة الأنف التي يتم حصادها باستخدام مسحة الأنف، حيث نزرع الظهارة المحصودة في ألواح زراعة الأنسجة التي توفر طوراً بين الهواء والسائل، حيث يتعرض الجانب العلوي من الظهارة للهواء ويغمر الجانب السفلي في سائل يحتوي على عناصر غذائية وعوامل أخرى».
ولدراسة التفاعل بين ظهارة الأنف وفيروسي «كورونا المستجد» أو فيروس «RSV» قام الباحثون بمحاكاة عدوى طبيعية عن طريق وضع كل فيروس على حدة على جانب الهواء من ألواح زراعة الأنسجة ودراسة التغييرات التي حدثت على عضيات الأنف. ويقول المؤلف المشارك الدكتور فاسانثي أفادانولا، الأستاذ المساعد في علم الفيروسات الجزيئية وعلم الأحياء الدقيقة في بايلور: «لقد لاحظنا استجابات متباينة لعدوى (كورونا المستجد) وفيروس (RSV)، حيث يسبب الأول ضرراً شديداً للظهارة، وعدم استجابة مضاد للفيروسات (استجابة دفاع أول مضاد للفيروسات)، وإفراز ضئيل للمخاط، وفي تناقض صارخ، يحرض RSV إفرازاً وفيراً للمخاط واستجابة عميقة للإنترفيرون».
واستخدم الفريق أيضاً نموذجاً عضوياً لأنف بشري لعدوى RSV لاختبار فاعلية باليفيزوماب، وفي هذه الحالة، وضعوا الجسم المضاد العلاجي وحيد النسيلة في الحجرة المملوءة بالسائل لتشبه التجربة البشرية بشكل أكبر، حيث تدخل الأجسام المضادة العلاجية الدورة الدموية وتوفر الحماية للمسالك الهوائية من عدوى الفيروس المخلوي التنفسي. ويقول أفادانولا: «في نموذجنا، منع باليفيزوماب بشكل فعال عدوى RSV بطريقة تعتمد على التركيز».
وفي هذه الدراسة، ولأول مرة، وصف الفريق طريقة غير جراحية وقابلة للتكرار وموثوق بها لإنشاء أشباه عضويات أنف بشرية تسمح بإجراء دراسات طويلة المدى، تم إنتاج النماذج السابقة باستخدام خزعة من الرئة أو الأنف أو غسل القصبات السنخية.
ويقول بيدرا: «سهولة الحصول على عينات مسحة الأنف تسهل نهجنا غير الجراحي في عموم السكان البالغين وكذلك في الأطفال المعرضين للخطر». و«ميزة أخرى لاستخدام هذا النظام العضوي للأنف البشري الجديد، هو أنه يمكن أن يكشف عن كيفية حدوث السيطرة الأولية للشخص على العدوى ويقدم نظرة ثاقبة لما قد يجعل الشخص أكثر عرضة للإصابة بالفيروس من غيره، ويمكن أيضاً استخدام هذا النظام لدراسة فيروسات الجهاز التنفسي الأخرى والميكروبات الأخرى التي يحتمل أن تسبب الأمراض».