מחקר ראשוני חושף כיצד נגיף SARS-CoV-2 מנצל חולשה מובנית של מערכת החיסון כדי לחדור ביתר יעילות לתאים

כמו כל נגיף אחר, גם נגיף הקורונה SARS-CoV-2, מחולל המגפה הנוכחית, הוא טפיל שזקוק לתא מארח כדי להתרבות. הנגיף מזהה תאים כאלו בריאות ובמעי באמצעות הזיזים החלבוניים העוטפים אותו, ומשמשים מעין מפתח לחדירה לתאים האלו. 

כבר בתחילת התפשטות של מגפת COVID-19, זיהו חוקרים שבדומה לנגיף הסארס משנת 2003, הנגיף החדש נקשר לתאים שעל צדם החיצוני יש חלבונים בשם ACE2. באופן שגרתי התא משתמש בהם לווסת את לחץ הדם בגוף, אך עבור הנגיף הם נקודת תורפה שדרכה הוא חודר לתאים. כעת טוענת קבוצת חוקרים בהובלת מדענים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) כי הקולטנים האלה אינם רק פתח כניסה לתאים, אלא נקודת תורפה של ממש במערכת החיסון כולה.

המחקר, שפורסם באופן ראשוני בלבד ועדיין לא עבר ביקורת עמיתים, מציע מנגנון שבאמצעותו הנגיף משתמש בקולטן ACE2 כדי לשבש את פעילות מערכת החיסון נגדו. אחד הכלים המרכזיים של תאי הגוף נגד נגיפים הפולשים לתא הוא מערכות התרעה כימיות, המבוססות על חומרים בשם אינטרפרונים, שמטרתן להתחיל תהליך דלקתי כחלק מהמאבק בפולש. כדי למנוע הצפת יתר של האזור הנגוע בנוזלים ובתאי דם לבנים של מערכת החיסון, שעלולים לגרום נזק רב גם לרקמות בריאות, יש צורך בכלים לויסות התגובה. פה נכנסים לתמונה קולטני ACE2, וגורמים להפחתה בלחץ הדם ובחדירוּת כלי הדם באזורים שבהם הצטברות יתר של נוזלים ותאי דם לבנים יכולה לגרום יותר נזק מתועלת. 

החוקרים מצאו שהתא מייצר קולטנים בקצב גבוה כאשר כמות האינטרפרונים בו עולה, כדי למנוע תגובה אגרסיבית מדי של מערכת החיסון, וכך להקטין הנזק לרקמת הריאות הבריאה. חיזוק לראיות שמצאו החוקרים אפשר למצוא במחקר מאוקטובר 2019, שמראה כי פעילות קולטני ה-ACE2 עולה ככל שגדלה כמות התאים הלבנים שמגיעים לאזור הנגוע בחיידקים. כך הגוף יכול לווסת את השימוש בתאים לבנים כדי שמצד אחד התגובה החיסונית תגיע לשיא היעילות נגד הפולש, ומצד שני שלא תצא משליטה. 

החלבון של הנגיף (אדום) נקשר לקולטן ACE2 על גבי תא אדם | איור: JUAN GAERTNER / SCIENCE PHOTO LIBRARY
החלבון של הנגיף (אדום) נקשר לקולטן ACE2 על גבי תא אדם | איור: JUAN GAERTNER / SCIENCE PHOTO LIBRARY

חרב פיפיות

הבעיה עם שימוש בקולטנים מסוג ACE2 ככלי לוויסות מערכת החיסון עלולה להתחיל כאשר נגיף כמו SARS-CoV2 משתמש בקולטנים האלה כדי לחדור אל התא. החוקרים מצאו ראיות לכך שהנגיף החדש, בדומה לשפעת, גורם לתאים לבטא יותר קולטנים מסוג ACE2, רק שבמקרה הזה במקום להביא תועלת, הקולטנים עלולים להגביר את קצב ההדבקה ולסכן את החולה.

ההשערות על אופן התפשטות הנגיף בתאי הגוף מתבססות על נתונים שאספו מתרבית תאים ממערכת הנשימה שהודבקו בנגיף, וסקירת ביטוי הגנים שלהם, כלומר אילו גֵנים מופעלים בתא בזמן מסוים. השיטה מבוססת על מדידת כמות mRNA, העתק של מקטע DNA שעל פיו מייצר התא את החלבונים, ומאפשרת לחוקרים להעריך אילו חומרים התא מייצר ובאיזו כמות. במחקר הנוכחי תוצאות הבדיקה הצביעו על עלייה בפעילות של הגנים לאינטרפרונים כאשר נגיף קורונה נכנס לתא, ולאחר מכן על עלייה מקבילה בפעילות הגן ACE2. כך נגזרה ההשערה שהנגיף רותם את החלבונים האלה התא לטובתו. 

השלב הבא בביסוס ההשערה הוא לחזק את הראיות הקיימות גם בשיטות אחרות, מכיוון שבדיקת ביטוי הגנים לבדה אינה מספיקה. אפשר להשוות את זה לאדם המתבונן מרחוק במפעל תעשייתי ומנסה לקבוע על פי צליל המכונות בלבד אם המפעל אכן מייצר מוצרים או שהמכונות פועלות "על ריק".

ההשערה, אם כן, תצטרך להיבדק בדרכים נוספות. כך או כך, מדובר בנקודת מוצא מבטיחה למחקרי המשך שעשויים לסייע בפיתוח תרופות נגד הנגיף.

 

2 תגובות

  • ורד

    שאלה

    מה ההבדל בין תהליך החיסוני הרגיל שחלק ממנו זו עליה באינטרפרונים ובמקביל עליה ב ACE2 לבין אותה תופעה שנגרמת מקורונה? האם בתהליך הרגיל לא מעורבים גנים? האם בדקו עליה בגנים גם בתהליך הרגיל?

  • אלי ויסברט

    לדעתי, לא מדוייק ולא בשל

    ראשית ACE2 הוא בעל חשיבות בייצוב מערכות בגוף כולו, כלומר מערכת ה-RAS, כך שסביר העלאת כמות הקולטנים אינה תגובה חיסונית לוירוס ברמה התאית אלא אלא מערכתית לגוף כולו.
    כניראה "שיפור" בחלבון התקיפה S יסביר יותר טוב מדוע הוירוס הזה "יעיל" יותר מהאחרים במשפחת הקורונה ממליץ על קריאת המאמר הבא:
    https://doi.org/10.1016/j.jmb.2020.04.009