ابزار بقای موجود زنده از نخستین همانند سازها تا مغز، از مغز تا ابزارهای بقای ویروس کرونا(قسمت چهل و یکم)
ساخت واکسن، فرایندی ابتکاری از طرف انسان، با تقلید از اصول عام تکامل است ولی طبیعت خودخواه، در برابر واکسن سازی انسان، آرام نخواهد نشست؛ به خصوص اگر طبیعت با مرمانی مواجه باشد که در به دست آورن اصول علمی سهل انگار هستند و یا در جهانی که همه با هم در ارتباط هستند، با انسان هایی مواجه باشد که تصور میکنند واکسینه کردن ملت های آنها جدای از دیگر ملت ها به تنهایی راهگشای حل مشکل همه گیری های وسیع مانند کووید19است. در این شرایط ژنهای خودخواه ویروس، از فرصت کندی و محدود بودن واکسیناسیون نهایت استفاده را خواهد کرد و با ایجاد جهش های جدید از دست سیستم ایمنی میزبان می گریزد.
بنابراین ساخت واکسن، ابتدای تلاش برای مقابله با همه گیری های وسیع است. در مرحله ی بعد، کارآزمایی های بالینی گسترده برای سنجش کارایی واکسن و بعد توزیع وسیع واکسن برای سرکوب ویروس، لازم است. در مرحله ی بعد باید با روش های متعدد، جهش های ویروس و میزان کارآمدی واکسن علیه این جهش ها بررسی شود. ساخت آنتی بادی های منوکلونال، گام موثری در خنثی کردن تاثیر ویروس بر میزبان است. ولی تاثیر این آنتی بادی ها به مرور زمان با جهش های جدید ویروس، کاهش می یابد.
ساخت واکسن ورونمایی و تبلیغ آن، ابتدای مقابله با همه گیری های جهانی است. پس از ساخت واکسن، تزریق وسیع جهانی و پییگری های بعدی روی واکسن و نحوه ی پاسخ ایمنی افراد دریافت کننده با مطالعات پیشرفته سلولی-مولکولی لازم است. تا در صورت لزوم، واکسنی از رده خارج شود و یا ارتقا پیدا کند.
پیشرفت های علمی و مقابله با همه گیری ها، فیلم کارتونی سرگرم کننده برای کودکان و وعده و وعیدهای آرمانی سوپرمنی نیست بلکه هر کشف و ابتکار، نیازمند پردازش ها و بررسی های متعدد بعدی است تا کارآیی خود را ثابت کند.
دوره ی قهرمان بازی ها و سوپرمن بازی ها گذشته است. امروز دوره ی علم و تحقیق و پژوهش و ارتقا و تکامل دائمی است.
گریز ویروس SARS-CoV-2 از سیستم ایمنی
خلاصه: گونه ی جدید مورد توجه به نام (CAL.20C (B.1.427/B.1.429- که در ابتدا در کالیفرنیا شناسایی شد- جهش هایی به نام S13I در گلیکوپروتئین تاجی دارد و این جهش در یک پپتید منفرد به نام W152C در قسمت انتهای N و جهش L452R در بخش اتصال با گیرنده RBDدر ویروس است. پلاسمای افرادی که با واکسن mRNA علیه ویروس قدیمی ووهان واکسینه شدند یا بیمارانی- که بهبود پیدا کرده اند- آنتی بادی های خنثی کننده را نشان میدهد که در مقابل واریان B.1.427/B.1.429، 2 تا 3.5 برابر کاهش می یابد.
جهش L452R فعالیت خنثی کننده ی 14 آنتی بادی از میان 34 آنتی بادی منوکلونال خاص RBD را کاهش داد. جهش های S13I and W152C باعث کاهش کلی همه ی رده های آنتی بادی خاص انتهای N شد زیرا سایت آنتی ژنی انتهای N با تغییر محل شکست یک پروتئین منفرد و تشکیل یک اتصال دی سولفید، تغییر شکل پیدا کرده است و این با اسپکترومتری و مطالعات ساختمانی نشان داده شد.
بیماری COVID-19 باعث اختلال تنفسی و عوارض خارج ریوی مانند لخته ی عروقی، اختلال انعقادی و سندرم افزایش التهاب می شود که باعث تشدید بیماری و مرگ و میر میشود. SARS-CoV-2 با استفاده از گلیکوپروتئین تاجی S به بافت های هدف، حمله میکند. بخش S1 این پروتئین تاجی، بخش اتصال به گیرنده RBD و بخش انتهای N NTDرا دارد . RBD با گیرنده ی ورود (angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2 بر روی سلول های میزبان واکنش نشان میدهد و وارد سلول میشود. این از طریق اسید آمینه هایی است که پایه ی اتصال به گیرنده را تشکیل میدهد.
هر دوی RBD وNTD در افراد واکسن گرفته ونیز افرادی که از بیماری بهبود یافته اند به وسیله ی آنتی بادی های خنثی کننده هدفگیری میشود. بخش S2 پروتئین تاجی یک ماشین اتصال است که غشاهای میزبان و ویروس را یکی میکند تا عفونت شروع شود و هدف آنتی بادی هایی است که در میان گونه های مختلف ویروس کرونا عمل میکند زیرا بر خلاف بخش اس 1 ، شباهت های زیادی در گونه های مختلف ویروس کرونا دارد.
انتشار جهانی ویروس باعث ایجاد نسل های زیادی از ویروس شده است که شامل گونه های قابل توجه و خطرناک است. بسیاری از این جهش ها منجر به کاهش آنتی بادی های خنثی کننده ی ناشی از واکسن های فایزر و مدرنا شده است.
نتایج: شیوع نسل های B.1.427/B.1.429 به سرعت در حال زیاد شدن است. این گونه اولین بار در ابتدای سال 2021 در کالیفرنیا شناسایی شد سپس تا ماه می 2021در21 کشور دیگر شناسایی شده است. هر دو واریان، جهش های تاجی یکسان(S13I, and W152C in the NTD and L452R in the RBD) ولی جهش های متفاوتی در ژنوم ویروس دارند.
آنالیز ساعت مولکولی پیشنها میدهد پیشساز دو گونه در ماه می 202 ایجاد شده و بعدا به این دو گونه تبدیل شده باشد.
در مطالعه ی انجام شده، تاثیر سه جهش در گلیکوپروتئین این دو گونه بر روی خنثی سازی ویروس به وسیله ی آنتی بادی بررسی شد. در ابتدا تاثیر خنثی سازی آنتی بادی تولید شده به وسیله ی واکسن مدرنا در برای آنتی ژنه ای این دو گونه بررسی شد. پلاسمای 15 بیمار- که دو دوز واکسن مدرنا و دو دوز واکسن فایزر گرفته بودند- بررسی شد. هر دو واکسن آنتی بادی زیادی تولید کردند. ولی توان تولید آنتی بادی خنثی کننده در مدرنا و فایزر در حضور این دو گونه ی جدید ویروس، 2.4 برابر کاهش یافت.
در این مطالعه همچنین پلاسمای 9 دهنده ی پلاسما که از بیماری بهبود یافته بودند بررسی شد. در این مطالعه قدرت خنثی کنندگی سیستم ایمنی در گونه های جدید B.1.427/B.1.429، 3.4 برابر کمتر از گونه های قدیمی ویروس کرونا بود.
برای ارزیابی ارتباط جایگزینی RBD and NTD با کاهش توان خنثی سازی سرم پس از واکسن ها و پلاسمای افراد بهبود یافته، فعالیت خنثی سازی آنتی بادی ها علیه RBD و NTD را بررسی کردیم. بررسی 6 آنتی بادی منوکلونال نشان داد رگدانویماب و به مقدار کمتراتسویماب کاهش در قدرت خنثی سازی داشتند؛ در حالی که باملانیویماب کلا قدرت خنثی سازی خود را از دست داد.
خنثی سازی با داروی ترکیبی کازیریویماب/ایمدویماب و VIR-7831 (سوتروویماب در گونه های جدید مشاهده نشد.) برای ارزیابی نقش جهش L452R در فرار از خنثی سازی ناشی از آنتی بادی های فعال علیه RBD، اتصال 34 آنتی بادی علیه این قسمت در مقایسه با RBD جهش یافته ی WT and L452R به وسیله ی اینترفرومتری دو لایه ای بررسی شد در مورد ده تا از این آنتی بادی های منوکلونال، کاهشی در حد 10 برابر یا بیشتر در قدرت خنثی سازی مشاهده شد.
این نشان میدهد کاهش قدرت خنثی سازی گونه های B.1.427/B.1.429 در نتیجه ی فرار از خنثی سازی ناشی از آنتی بادی های منوکلونال اختصاصی برای هر دوی RBD- and NTD رخ میدهد. برای بررسی ویژگی های این دو واریان- که باعث فرار از سیستم ایمنی می شود- ساختار تریمر خارج N-domainبه وسیله ی الکترومایکروسکوپی بررسی شد. با اضافه کردن آنتی بادی های منوکلونال باملانیویمب و رگدانویماب مشخص شد جهش L452Rسازگاری لازم را برای پیوستن به این آنتی بادی ها ندارد.
بررسی NTD and S2L20 در مقایسه با بقیه قمست های تاج ویروس، نشان داد بخش آنتی ژنی B.1.427/B.1.429 NTD به شدت تغییر کرده است. این تغییرات، باعث کاهش تاثیر آنتی بادی ها علیه آنتی ژن میشود. نتایج دیگر نشان میدهد RBD نوع وحشی ویروس و B.1.427/B.1.429 به ACE2 با شدت های مختلفی متصل میشود. برای ارزیابی علت کاهش تمایل اتصال بین NTD و فعالیت خنثی سازی آنتی بادی ها به وسیله ی الایزا اتصال آنتی بادی های خاص NTD به گونه های مختلف NTD بررسی شد.
جهش در پروتئین پیامی S13I، اتصال 5 آنتی بادی منوکوکلونال را کاهش داد و تاثیر5 مورد را به کل از میان برد. همچنین جهش W152C شناسایی 6 آنتی بادی خنثی کننده ی NTD را کاهش داد و در مورد دو تا از این آنتی بادی ها به کل تاثیر از میان رفت. B.1.427/B.1.429 S13I/W152C NTD به هیچ آنتی بادی خنثی کننده ای متصل نشد پیوند پلاسمای افراد واکسن زده مبتلا به جهش های NTD این مشاهدات را با آنتی بادی های پلی کلونال تایید کرد و تیتر اتصال، به دلیل جابجایی های W152C, S13I and S13I/W152C کاهش پیدا کرد.
ما قبلا نشان دادیم در جهش اجزا یا تغییر محل تقسیم پروتئین ارسال پیام، به هم خوردن اتصال دی سولفید C15/C136 که باعث به هم خوردن انتهای آن نسبت به بقیه ی NTD میشود باعث از میان رفتن فعالیت خنثی کننده ی آنتی بادی های منوکلونال است که منطقه ی آنتی ژنی NTD را هدف می گیرد. وقتی جایجایی S13I درپروتئین ارسال پیام، قرار دارد و به نظر میرسد منطقه ی شکست، پروتئین پیامی را از S13-Q14 به C15-V16 تغییر دهد ما تصور کردیم جایجایی به صورت غیرمستقیم ساختار آنتی ژنی NTD را تغییر میدهد.
آنالیز اسپکترومتری توده ای S13I and S13I/W152C NTD تایید کرد شکست پروتئین ارسال پیام بلافاصله بعد از بخش C15 رخ میدهد. مهم اینکه کاهش اتصال منوکونال آنتی بادی خنثی کننده خاص NTD برای جهش S13I شدیدتر از جهش S12P است که قبلا نشان داده شد منطقه ی شکست پروتئین پیامی را به C15-V16 منتقل میکند. در نبود اتصال دی سولفید، C15-C136 انتهای ان به بخش انتهای یان متصل باقی نمیماند و این همگام با یافته های ساختاری است که نشان میدهد انتهای N B.1.427/B.1.429 در مقایسه با بقیه ی قسمت های NTD به هم ریخته و نامرتب است.
در جمع این یافته ها نشان میدهد که جهش های S13I and W152C که در واریان B.1.427/B.1.429 هست عامل فرار ویروس از آنتی بادی های منوکلونال مخصوص NTD است و این به خاطر حذف دوتا از اجزای بخش انتهایی ان در تاج SARS-CoV-2 و بازآرایی سایت آنتی ژنی NTD است. یافته ها نشان میدهد که SARS-CoV-2 NTD یک مکانیسم جبرانی را ایجاد کرده است تا باند دی سولفید متناوب ایجاد کند و این جهش ها در پپتید پیامی تاج در طبیعت رخ میدهد تا باعث فرار از دست سیستم ایمنی شود. گونه ی SARS-CoV-2 B.1.427/B.1.429 S بر استراتژی فرار از خنثی سازی غیرمستتقیم و غیرمعمول تکیه دارد.
بحث:
درمان با آنتی بادی های خنثی کننده، حجم ویروس و بستری ناشی از ویروس و مرگ و میر آن را کاهش می دهد. گریز از سیستم ایمنی به وسیله ی جهش L452R B.1.427/B.1.429 S با یافته های قبل از کشف گونه ی جدید- که بیان میکرد این جایجایی باعث کاهش اتصال و فعالیت خنثی سازی برخی آنتی بادی های منوکلونال میشود- همخوانی دارد. کسب این جهش در نسل های متعدد مطرح کننده ی انتخاب مثبت است که شاید از فشار انتخابی ناشی از آنتی بادی های خنثی کننده ی RBD باشد.
SARS-CoV-2 NTD تغییر آنتی ژنی سریعی را متحمل میشود و مقدار زیادی از جهش ها و انتخاب ها را در ارتباط با دیگر مناطق گلیوکوپروتئین تاجی، جمع میکند. برای نمونه جابجایی L18F و حذف بخش Y144 در 8 تا 26% ژنوم ویروسی که به دست آمده است در نسل های B.1.351/P.1 و B.1.1.7 یافت میشود. هردوی این جهش ها در ارتباط با کاهش یا حذف اتصال و خنثی سازی آنتی بادی منوکلونال است.
این کشف که گونه های مختلف SARS-CoV-2 متوجه NTD است پیشنهاد میدهد NTD در معرض فشار انتخابی قوی ناشی از پاسخ ایمنی خونی میزبان است. این به وسیله ی شناسایی حذف ها در منطقه ی آنتی ژنی NTD در میزبان های دارای ضعف ایمنی در عفونت های طولانی و انتخاب آزمایشگاهی واریان های فرار تاج ویروس کرونا با جهش های NTD- که توان خنثی سازی و اتصال آنتی بادی های منوکلونال یا سرم بیماران بهبود یافته از کووید 19 را کاهش میدهد- حمایت میشود.
داده ها در اینجا فرارایمنی همه ی آنتی بادی های منوکلونال اختصاصی برای NTD را با گونه ی B.1.427/B.1.429 نشان میدهد و تصور میکند منطقه ی آنتی ژنی NTD زیر فشار سیستم ایمنی است. همانطور که جهش های S13I/W152C فرار از همه ی آنتی بادی های خاص NTD را تسهیل میکند. E484K باعث مقاومت زیاد به بسیاری از آنتی بادی های منوکلونال خاص می شود. در حقیقت 4 سکانس ژنومی با جهش E484K RBD در واریان B.1.427 در GISAID شناسایی شده است.( GISAID یک مرکز ابتکاری علوم است که در سال 2008 تاسیس شد و امکان دسترسی به ژنوم ویروس هایی مانند آنفلوانزا و کرونا را میدهد.)
جهش های S13I/W152C در همه ی این گونه ها شناسایی شده است. ما ملاحظه می کنیم جهش S13I اخیرا در نسل B.1.526 دیده شده است. درک فرایند جدید فرار از دست سیستم ایمنی- که در اینجا توضیح داده شده است- دارای اهمیت اساسی مانند مراقبت از سکانس ها است تا از ادامه ی همه گیری جلوگیری می کند.
https://science.sciencemag.org/content/early/2021/06/30/science.abi7994?utm_campaign=SciMag&utm_source=Social&utm_medium=Facebook
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031