طور باحثون في Icahn School of Medicine بجامعة Mount Sinai بالتعاون مع شركاء دوليين أكثر خريطة شاملة حتى الآن توضح كيفية ارتباط الأجسام المضادة بفيروس SARS-CoV-2 المسبب لمرض COVID-19، وكيف يمكن للتحورات الفيروسية أن تُضعف هذا الارتباط.

نُشرت النتائج في مجلة Cell Systems بعنوان:

"ألف بنية للجسم المضاد ضد SARS-CoV-2 تكشف الارتباط المتقارب والهروب المناعي شبه العام".

كيف تم إنشاء خريطة الأجسام المضادة؟

حلل الفريق أكثر من ألف بنية ثلاثية الأبعاد للأجسام المضادة المرتبطة بالبروتين الشوكي للفيروس، وهو الهدف الأساسي للتعرف المناعي.

ثم جمع الباحثون هذه البيانات في أطلس هيكلي للأجسام المضادة لكورونا، موفرين صورة مفصلة لكيفية استهداف جهاز المناعة للفيروس، وكيف تتطور المتحورات لتفاديه.

يقول الدكتور Yi Shi، المؤلف المشارك وكبير الباحثين:

"لقد حل العلماء حول العالم آلاف البنى الفردية للأجسام المضادة المرتبطة بالفيروس، لكن لم ينظر أحد إليها بشكل جماعي من قبل، بتجميع هذه البيانات، تمكنّا من رؤية الصورة الكاملة لكيفية تغطية الأجسام المضادة لسطح الفيروس وكيف يمكن للتحورات الجديدة مثل أوميكرون تقويض هذه الحماية."

أبرز النتائج وتداعياتها

الأجسام المضادة، بما في ذلك المستخدمة سريريا، تتعرف على تقريبا كل منطقة معرضة على نطاق ارتباط مستقبلات البروتين الشوكي، وهي منطقة حيوية للفيروس.

رغم هذه التغطية الواسعة، تضعف التحورات الحديثة قدرة معظم الأجسام المضادة على الارتباط بالفيروس.

العديد من الأجسام المضادة، رغم اختلاف تسلسلها، ترتبط بالفيروس بطرق متقاربة، ما يفسر قدرة الفيروس على الهروب من المناعة بكفاءة.

أهمية النانوبودي (Nanobodies)

النانوبودي عبارة عن جزيئات صغيرة ومستقرة من الأجسام المضادة يمكنها الوصول إلى أجزاء من البروتين الشوكي غالبا ما تفوتها الأجسام المضادة التقليدية.

يمكن أن تكون هذه الجزيئات قاعدة قوية لتطوير علاجات مضادة للفيروسات من الجيل القادم، لأنها تتعرف على مناطق محمية وثابتة أثناء تطور الفيروس.

يوضح الدكتور Shi:

"تشير نتائجنا إلى حدود الأجسام المضادة الحالية، فالفيروس يجد دائمًا طرقا للهروب."

ويضيف الطالب الباحث Frank (Zirui) Feng:

"للتفوق على الفيروس، سنحتاج لتصميم أجيال جديدة من الأجسام المضادة تستطيع الارتباط بعدة مناطق في الوقت نفسه، مما يصعّب على الفيروس الهروب."

اتجاهات مستقبلية وتأثير أوسع

على الرغم من أن الدراسة ركزت على منطقة مستقبلات البروتين الشوكي، فإن الباحثين يشيرون إلى أن نماذج الهروب المناعي مشابهة قد تحدث في مناطق أخرى من الفيروس.

الدراسة لا تقلل من فعالية جهاز المناعة أو اللقاحات، إذ توفر اللقاحات والمناعة الطبيعية حماية واسعة النطاق حتى عند فقدان بعض الأجسام المضادة لقوتها.

الخطوة القادمة هي تطبيق هذا التحليل على فيروسات أخرى لفهم المبادئ المشتركة للاعتراف بالأجسام المضادة، مما قد يساعد على تطوير علاجات طويلة الأمد وقادرة على مواجهة تطور الفيروسات.

يقول الدكتور Adolfo Garcia-Sastre:

"تحليل كيفية ارتباط الأجسام المضادة بالفيروس وكشف نقاط ضعفها يعطينا خريطة مفصلة لثغرات الفيروس. تساعد هذه الرؤية على تصميم علاجات مستقبلية تبقى خطوة أمام تطور الفيروس."

أداة تفاعلية مفتوحة للباحثين

كجزء من هذا البحث، أنشأ الفريق مجموعة بيانات مفتوحة الوصول وأداة ويب تفاعلية تسمح للعلماء باستكشاف بنية الأجسام المضادة بالتفصيل، ما يعزز البحث الجماعي في مكافحة COVID-19 وغيره من الفيروسات.