بروتينات spike لفيروس كورونا تعطل الحاجز الدموي الدماغي
لحصول العدوى بفيروس كورونا ( SARS-CoV-2) المسؤول عن COVID-19 ، يجب أن يخترق الخلايا. لهذا فهو يوظف بروتين spike على سطحه، لكي يرتبط بمستقبلاته الخاصة على الخلايا البشرية المضيفة.
يؤدي ارتباط بروتين Spike بمستقبلات ACE2 على الوجه الخارجي لخلايا بشرة الأنف والرئتين إلى استجابة مناعية مذهلة. ما يجعل فيروس كورونا يؤثر سلبا على الجهاز التنفسي. وهو ما يفسر سبب ظهور أعراض تنفسية حادة لدى العديد من المرضى المصابين بـ "كوفيد-19"
ومع ذلك، فإن أعراض الجهاز التنفسي ليست سوى جزء من أعراض كورونا، حيث تشير الأدلة المتزايدة إلى أن التهاب الأوعية الدموية له تأثير حاسم على شدة "كوفيد-19". وبالإضافة إلى ذلك، يعاني ما بين 30% إلى 80% من المرضى من أعراض عصبية، بما في ذلك الدوخة والصداع والغثيان وفقدان التركيز. وتشير هذه الأعراض إلى أن SARS-CoV-2 يؤثر أيضا على خلايا الجهاز العصبي المركزي.
أصبح الأطباء والباحثون الآن متيقنين أن فيروس كورونا يؤثر على الأنسجة الأخرى بما في ذلك الأوعية الدموية بالدماغ، يزكي هذا ضهور أعراض عصبية مثل الدوخة وضباب الدماغ والصداع لدى العديد من المرضى.
 |
| تُظهر الصورة SARS-CoV-2 (باللون الأزرق) يخرج من سطح الخلايا المزروعة في المختبر. تم عزل الفيروس الموضح من مريض في الولايات المتحدة / مصدر الصورة: (NIAID / Rocky Mountain Laboratories) |
اقرأ أيضا ماهي المناعة ، ومم يتكون الجهاز المناعي؟
يحاول الباحثون معرفة المزيد حول كيفية تأثير الفيروس على الدماغ. وقد أفاد العلماء الآن في علم الأحياء العصبي للأمراض أن البروتين الشائك لفيروس SARS-CoV-2 يمكن أن يعطل الحاجز الدموي الدماغي.
أوضح الباحث Servio H. Ramirez أستاذ علم الأمراض والطب المخبري في كلية لويس كاتز للطب بجامعة تمبل.
"أظهرت الدراسات السابقة أن SARS-CoV-2 يصيب الخلايا المضيفة باستخدام بروتيناته الشوكية لربط الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2) على سطح الخلية المضيفة .. نظرًا لأن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 هو هدف رئيسي ملزم لـ SARS-CoV-2 في الرئتين والأوعية الدموية للأعضاء الأخرى في الجسم ، فإن الأنسجة الموجودة خلف الأوعية الدموية ، والتي تتلقى الدم من الأوعية المصابة ، معرضة لخطر الإصابة بالفيروس."
ما لم يكن واضحًا هو ما إذا كان ACE2 موجودًا بشكل طبيعي أيضًا في الأوعية الدموية في الدماغ أم أن فيروس COVID-19 تسبب تغير نمط التعبير عن ACE2.
اقرأ أيضا مستقبل جزيئي جديد لفيروس كوفيد 19 .. يمهد لاكتشاف علاج لكورونا
في هذا العمل ، قام الباحثون بتقييم عينات الدماغ بعد الوفاة لأفراد أصحاء (سابقًا) وكذلك الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم أو الخرف. وجد العلماء أنه يمكن العثور على ACE2 في جميع الأوعية الدموية في القشرة الأمامية للدماغ البشري ، ولكن مستوى مستقبلات ACE2 يزداد بشكل ملحوظ لدى الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم أو الخرف.
باستخدام عملية زراعة الخلايا ،يقول العلماء أيضًا أنه عندما تتعرض الخلايا لبروتين spike لا سيما الجزء المعين لـsubunit 1 (يسمى الوحدة الفرعية 1) ، لوحظ انخفاض في سلامة الحاجز البطاني.
كما تبين على أن الجزء subunit 2 من بروتين spike في SARS-CoV-2 يمكن أن يؤثر بشكل مباشر على وظيفة الحاجز الدموي الدماغي، و"هذا مهم لأنه على عكس subunit 1، فإن subunit 2 من بروتين spike لا يرتبط بـ ACE2، ما يعني أن اختراق الحاجز الدموي الدماغي يمكن أن يحدث بطريقة مستقلة عن ACE2".
وقال الدكتور أليسون أندروز، الأستاذ المساعد في قسم علم الأمراض والطب المخبري في LKSOM والمؤلف المشارك في الدراسة، إن التجارب أظهرت أن ارتباط subunit 1 من بروتين spike يزيد من نفاذية الحاجز في التركيبات الشبيهة بالأوعية.
توصلت الأبحاث باستخدام أجهزة ميكروفلويديك التي تهدف إلى محاكاة الشعيرات الدموية أن بروتين spike يمكن أن يزيد من نفاذية جدرانها.
وقال الدكتور راميريز: "النتائج التي توصلنا إليها تدعم الإشارة إلى أن السارس- CoV-2 ، أو بروتيناته المتساقطة التي تدور في مجرى الدم ، يمكن أن تسبب زعزعة استقرار الحاجز الدموي الدماغي في مناطق الدماغ الرئيسية. فالوظيفة المتغيرة لهذا الحاجز ، والتي عادةً ما تُبقي العوامل الضارة خارج الدماغ ، تزيد بشكل كبير من إمكانية حدوث غزو عصبي من قبل هذا العامل الممرض ، مما يوفر تفسيراً للمظاهر العصبية كالدوخة التي يعاني منها مرضى COVID-19."
اقرأ عن تقنية كريسبر كاس 9 للتعديل الجيني
لا يزال لدينا المزيد لنتعلمه عن الآثار العصبية الدائمة للفيروس مثل الدوخة ، وكذلك ما إذا كان قادرًا على إصابة الخلايا العصبية الموجودة خلف الحاجز الدموي الدماغي مباشرة. لأنه لم يتم العثور على الجينوم الفيروسي بعد في أنواع خلايا الدماغ المحددة. كما ينبغي التحقيق في قدرة العامل الممرض على الغزو العصبي باستخدام عملية زراعة الخلايا المختلفة والتركيبات المهندسة للأنسجة.
واستنادا إلى ملاحظات الباحثين حول تعبير ACE2 في الدماغ، يمكن أن يكون هذا الضرر العصبي المتسبب في الدوخة عند مرضى "كوفيد-19" الذين يعانون من حالات صحية سابقة عانت فيها الأوعية الدموية بالفعل من قدر من الإصابة.