واريانت جديد ويروس كرونا؛ پروتئين اسپايك و اهميت جهش‌هاي آن
ظهور واريانت جديد ويروس كرونا موجب جلب توجه مجدد به بخشي از ويروس كرونا شده است كه پروتئين اسپايك ناميده ميشود. واريانت جديد حاوي چند تغيير غير عادي در پروتئين اسپايك در مقايسه با واريانت‌هاي مشابه و يكي از دلايل نگراني بيشتر در مورد تغييرات ژنتيكي بي‌ضرري است كه قبلا مشاهده كرده‌ايم. جهش ژنتيكي ممكن است بيوشيمي اسپايك را تغيير بدهد و بر قابليت انتقال ويروس اثرگذار باشد. پروتئين اسپايك همچنين اساس واكسن‌هاي فعلي كوويد ۱۹ است. اما پروتئين اسپايك چيست و چرا اهميت زيادي دارد؟
مولكول ويروس كروناي SARS-CoV-2
مهاجمان سلول
در دنياي انگل‌ها، بسياري از پاتوژن‌هاي قارچي يا باكتريايي مي‌توانند بدون آلوده كردن سلول ميزبان و به‌تنهايي دوام بياورند؛ اما ويروس‌ها اين توانايي را ندارند. آن‌ها براي تكثير بايد به سلول‌ها وارد شوند و در آنجا از مكانيزم سلولي براي ساخت ذرات ويروس جديد و انتقال به سلول‌ها يا افراد ديگر استفاده كنند. سلول‌هاي ما در جهت دفع چنين مزاحمت‌هايي تكامل يافته‌اند.
يكي از مهم‌ترين قابليت‌هاي حيات سلولي براي دفاع در برابر مهاجمان، پوشش خارجي آن است كه از لايه‌ي چربي تشكيل شده و تمامي آنزيم‌ها، پروتئين‌ها و DNA سلول را نگه‌داري مي‌كند. به علت ماهيت بيوشيميايي چربي‌ها، سطح خارجي سلول داراي بار بسيار منفي و دافع است. ويروس‌ها براي دسترسي به سلول بايد از اين مانع عبور كنند.
نحوه‌ي وارد شدن و تكثير SARS-CoV-2 در سلول‌ها
ويروس‌هاي كرونا مانند حيات سلولي با غشاي چربي احاطه شده‌اند كه به آن پوشش گفته ميشود. ويروس‌هاي پوشش‌دار براي ورود به سلول از پروتئين‌ها (يا به عبارت بهتر، گليكوپروتئين‌ها، چون با مولكول‌هاي قند پوشيده شده‌اند) براي ادغام غشاي خود با غشاي سلول‌ها و تصرف سلول استفاده مي‌كنند. پروتئين اسپايك ويروس كرونا يكي از اين گليكوپروتئين‌هاي ويروسي است. ويروس ابولا يك، ويروس آنفلوانزا دو و ويروس هرپس سيمپلكس پنج نوع گليكوپروتئين دارد.
معماري اسپايك
پروتئين اسپايك از زنجيره‌اي خطي شامل ۱۲۷۳ اسيد آمينه تشكيل شده و به شكل ساختاري تاخوردگي پيدا كرده است كه تا ۲۳ مولكول قند روي سطح آن قرار مي‌گيرند. پروتئين‌هاي اسپايك به هم مي‌چسبند و سه مولكول اسپايك جدا به هم متصل مي‌شوند و يك واحد تريمريك (سه‌جزئي) عملكردي تشكيل مي‌دهند.
اسپايك را مي‌توان به واحدهاي عملكردي مجزايي تقسيم كرد كه دومِين (دامنه) نام دارند و هر يك داراي عملكرد بيوشيميايي متفاوتي است؛ مانند اتصال به سلول هدف، تركيب شدن با غشاي سلول هدف و كمك به قرار گرفتن اسپايك روي پوشش ويروسي.
پروتئين اسپايك از بخش‌هاي مختلفي تشكيل شده است كه عملكرد متفاوتي دارند. پروتئين اسپايك ويروس SARS-CoV-2 به ذره تقريبا كروي ويروسي چسبيده، درون پوشش ويروس جاسازي شده و به سمت بيرون برجستگي پيدا كرده و براي چسبيدن به سلول‌ها آماده است. تخمين زده ميشود كه هر ويروس حدود ۲۶ تريمر اسپايك داشته باشد. يكي از اين واحدهاي عملكردي به پروتئيني به نام ACE2 متصل ميشود كه روي سطح سلول‌هاي ما قرار گرفته است و جذب ذرات ويروسي و در نهايت ادغام غشا را آغاز مي‌كند. اسپايك در فرايندهاي ديگري مانند اتصال، ثبات ساختاري و فرار از سيستم ايمني نقش دارد.
پروتئين اسپايك از بخش‌هاي مختلفي تشكيل شده است كه هر كدام عملكرد متفاوتي دارد
واكسن در مقابل پروتئين اسپايك
با توجه به اهميت پروتئين اسپايك براي ويروس، بسياري از واكسن‌ها يا داروهاي ضد ويروس، گليكوپروتئين‌هاي ويروسي را مورد هدف قرار مي‌دهند. در مورد ويروس SARS-CoV-2، واكسن‌هايي كه به وسيله‌ي شركت‌هاي فايزر/بيوان‌تك و مدرنا ساخته شده است، دستورالعمل‌هايي براي ساخت نسخه‌اي از پروتئين اسپايك به بدن مي‌رسانند. توليد اسپايك درون سلول‌هاي ما فرايند توليد سلول‌هاي T و آنتي‌بادي محافظ را آغاز مي‌كند.
يكي از نگران‌كننده‌ترين خصوصيات پروتئين اسپايك SARS-CoV-2 نحوه‌ي حركت يا تغيير آن در طول زمان در جريان تكامل ويروس است. اين پروتئين كه دستور ساخت آن در ژنوم ويروسي نهفته است، مي‌تواند جهش پيدا كند و با تكامل ويروس، خصوصيات بيوشيميايي آن تغيير كند.
اغلب جهش‌ها سودمند نيستند يا مانع از عملكرد پروتئين اسپايك مي‌شوند يا اينكه اثري روي عملكرد آن ندارند. اما برخي از آن‌ها ممكن است موجب تغييراتي شوند كه نسخه‌ي جديد ويروس داراي مزيتي انتخابي از انديشه متخصصين قابليت انتقال يا عفوني بودن بيشتر شود. يكي از روش‌هاي وقوع چنين رويدادي، جهش در بخشي از پروتئين اسپايك است كه مانع از اتصال آنتي‌بادي‌هاي محافظ به آن شود. روش ديگر اين است كه جهش موجب شود چسبندگي اسپايك‌ها به سلول‌هاي ما بيشتر شود. به همين دليل است كه جهش‌هاي جديدي كه موجب تغيير عملكردهاي اسپايك مي‌شوند، از اهميت زيادي برخوردار هستند؛ چرا كه ممكن است بر نحوه‌ي كنترل انتشار SARS-CoV-2 اثر داشته باشند.
واريانت‌هاي جديدي كه در بريتانيا و مناطق ديگر يافت شده‌اند، جهش‌هايي در سراسر اسپايك و در بخش‌هايي از پروتئيني دارند كه در وارد شدن ويروس به سلول‌هاي ما نقش دارد. با انجام آزمايش‌هايي بايد مشخص شود كه آيا اين جهش‌ها به‌طور قابل توجهي اسپايك را تغيير مي‌دهند و اگر اين‌طور است، چگونه اين كار را انجام مي‌دهند و اينكه آيا اقدامات كنوني كنترل ويروس همچنان مؤثر است؟
هم انديشي ها