ابتكر الباحثون في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس نماذج عضوية مصغرة قائمة على الخلايا الجذعية من الرئتين البشرية والقلوب والأدمغة لدراسة كيفية قيام فيروسات الهانتاف-ولكن غالبًا ما تنتشر فيروسات القوارض-في كثير من الأحيان. كانت فيروسات هانتاف ، توجه إلى دائرة الضوء الوطنية في وقت سابق من هذا العام كسبب للوفاة لبيتسي أراكاوا ، عازف البيانو الكلاسيكي وزوجة الممثل الراحل جين هاكمان.

نتائج الباحثين ، المنشورة في PLOS مسببات الأمراض، أظهر كيف يصيب فيروس الأنديز ، وهو فيروس هانتاف الوحيد المعروف أنه ينتشر من شخص لآخر ، مجموعة واسعة من الأنسجة. حدد الباحثون أيضًا المركبات الواعدة التي منعت الفيروس في الاختبارات المعملية ، مما يوفر الأمل في العلاجات المستقبلية.

كانت فيروسات Hantaves مصدر قلق صحي عالمي منذ الخمسينيات ، عندما تسببت في آلاف حالات الحمى النزفية خلال الحرب الكورية. اليوم ، ما زالوا يسببون تفشيًا متقطعًا في جميع أنحاء العالم ، حيث تتراوح معدلات الوفيات من 1 ٪ إلى 40 ٪ ، اعتمادًا على سلالة الفيروس.

في الولايات المتحدة ، تسبب فيروس Sin Nombre في حالات من مرض الجهاز التنفسي الشديد ، في حين أن فيروس العالم القديم هانتان معروف بالتسبب في مرض الكلى في آسيا. يشعر العلماء بالقلق بشكل خاص بشأن فيروس الأنديز ، الموجود في أمريكا الجنوبية ، لأنه أول فيروس هانتاف المعروف بين الناس. أكدت الوفيات الأخيرة في نيو مكسيكو وكاليفورنيا على المخاطر المستمرة التي تواجهها هذه الفيروسات.

وقال الدكتور فايتي أروموجاسوامي ، مؤلف الدراسة الجديدة في ULI و Edythe Broad Center في الطب التجديدي وأبحاث الخلايا الجذعية في UCLA: “تشكل فيروسات Hantaves تهديدًا خطيرًا للصحة العامة ، ومع ذلك ، نحن لا نعرف سوى القليل عن كيفية مهاجمة جسم الإنسان”. “من خلال إنشاء أنظمة عضوية بشرية ، يمكننا أخيرًا أن نرى كيف تتصرف هذه الفيروسات في أنسجة الرئة والقلب والدماغ – والبدء في تحديد طرق إيقافها.”

دراسة العدوى مع الأعضاء

يعتمد العلماء على النماذج الحيوانية – عادة الهامستر – لدراسة كيفية انتشار الالتهابات الفيروسية في جميع أنحاء أنظمة الأعضاء بأكملها. لكن العدوى الشديدة في فيروسات الهانتاف ، جنبًا إلى جنب مع الحاجة إلى احتواء السلامة الحيوية 4 ، يجعل من الصعب للغاية دراسة آثارها الجهازية في الحيوانات. للتغلب على هذا ، استخدم الفريق الذي يقوده جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس الخلايا الجذعية البشرية لزراعة الأعضاء العضوية-3D المصغرة التي تحاكي بنية الأنسجة البشرية ووظيفة.

كشف الفريق عن هذه النماذج العضوية لثلاثة فيروسات هانتاف ، وفيروس الأنديز ، وفيروس هانتانان وفيروس الخطيئة ، لمعرفة كيف يصاب كل أعضاء مختلفة. كانت الاختلافات لافتة للنظر.

أصيب فيروس الأنديز بإصابة جميع أنواع الخلايا التي تم اختبارها – الخلايا الظهارية والبطانية ، وخلايا عضلة القلب والخلايا النجمية – في حين أن فيروس هانتان المصاب بقلب وخلايا الدماغ أكثر انتقائية ، وخلط فيروس nombre إلى حد كبير من الرئة الخلايا البطانية.

وقال أروناتشالام رامايا ، المؤلف المشارك للدراسة الجديدة: “هذا هو أول دليل على أن فيروس أنديس يمكنه تكراره بكفاءة في عضلات الرئة البشرية”. “إنه يوضح كيف يمكن أن يكون هذا الفيروس متعدد الاستخدامات أو الخطير.”

اكتشف الباحثون أيضًا أن فيروس الأنديز يعطل عملية التمثيل الغذائي الخلوي بطرق مثيرة للقلق. في خلايا الرئة ، تسبب الفيروس في الالتهاب وإصابة الخلايا أثناء إغلاق مسارات الكوليسترول والمعالجة. في الأعضاء القلبية ، عطل الفيروس بنية الخلية وأوقف خلايا القلب من ضرب الإيقاع.

وقال أروموجاسوامي ، وهو أيضًا أستاذ في علم الأدوية الجزيئي والطبي في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: “يعيد الفيروس إعادة برمجة استقلاب الخلايا لصالح بقاءه”. “قد يسهم هذا الاضطراب في تلف الرئة والقلب الشديد في المرضى.”

واعدون مرشحو المخدرات المضادة للفيروسات

لا توجد علاجات معتمدة حاليًا أو لقاحات متوفرة على نطاق واسع لفيروسات Hantaver. لمعالجة هذه الفجوة ، اختبر الباحثون لجنة من الأدوية المحتملة على نظام نموذج الخلايا البشرية الخاصة بهم.

وجدوا أن البولثين ب – أ مركب طبيعي وجدت في بعض الفواكه والمكسرات – تمنع بشكل متاح عدوى فيروس الأنديز. قام المركب أيضًا بترميم التمثيل الغذائي الطبيعي في الخلايا المصابة مع ترك خلايا صحية لم تتغير إلى حد كبير. مركب آخر ، هو الأدوية المضادة للفيروسات Favipiravir ، التي تمت الموافقة عليها بالفعل في اليابان لعلاج الأنفلونزا ، حظر الفيروس.

وقال نيخيل تشاكرافارتي ، وهو مؤلف مشارك وطالب الطب بجامعة كاليفورنيا للعلوم والطب: “أظهر مركبان ، هما أوروليثين ب وفافيبيرافير ، وعدًا حقيقيًا في حظر فيروس أنديز”. “إنه عمل مبكر ، لكنه يشيرنا إلى إمكانية وجود علاجات جديدة حيث لا توجد حاليا.”

على الرغم من أن عدوى فيروس الهانتاف لا تزال نادرة نسبيًا في الولايات المتحدة ، إلا أن درجات حرارة الاحترار وتحولات الموائل يمكن أن تزيد من المخاطر حيث تسعى القوارض إلى مأوى في المناطق التي يشغلها الإنسان.

وقال أرجي فيجي جياشاندران ، المؤلف الأول ومبرمج المعلوماتية الحيوية في كلية ديفيد جيفن للطب في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: “قد تجلب آثار تغير المناخ الناس على اتصال أكثر تواتراً مع شركات فيروس هانتافيروس”. “هذا يجعل من المهم أن نفهم كيف تنتشر هذه الفيروسات – وكيف يمكننا إيقافها.”

ومن بين المؤلفين الإضافيين جوزيف إغناطيوس أرودايام ، سواتي دوبي ، ماريا داسكو ، آن زايس ، غوستافو جارسيا جونيور ، بيندو كوندا ، آيوشي شاه ، أديتي فينكاترامان ، باولونج سو ، تشنغ وانغ ، تشينغ كوي ، كيفينز ، سونال سريكانث ، Damoiseaux وباري سترب.