بازسازی یک ویروس مرگبار آنفلوانزا از ریه‌ ۱۰۷ ساله

ایسنا: ریه‌ حفظ‌ شده‌ یک مرد ۱۸ ساله‌ سوئیسی برای ایجاد توالی کامل ژنوم ویروس «آنفلوانزای اسپانیایی» در سال ۱۹۱۸ استفاده شده است و این نخستین ژنوم کامل از ویروس آنفلوانزای A در اروپا به شمار می‌رود. این دستاورد، درک جدیدی درباره‌ همه‌گیری مرگباری ارائه می‌دهد که جان ۱۰۰ میلیون نفر را گرفت.

گروهی بین‌المللی از پژوهشگران به رهبری دانشگاه بازل با بهره‌گیری از فناوری پیشرفته، توانستند ردی از این ویروس را از اندامی که در محلول فرمالین نگهداری شده بود، استخراج کنند. این اندام از مردی جوان گرفته شده بود که بر اثر ذات‌الریه‌ی شدید در بیمارستان ایالتی زوریخ جان باخت. ریه‌ی این نوجوان از زمان مرگش در ماه ژوئیه‌ی سال ۱۹۱۸ در جریان نخستین موج همه‌گیری در مجموعه‌ی پزشکی دانشگاه نگهداری می‌شده است.

به نقل از نیواطلس، ورنا شونه‌مان، دانشمند پالئوژنتیک و استاد علوم باستان‌شناسی در دانشگاه بازل می‌گوید: این نخستین باری است که ما به ژنوم ویروس آنفلوانزا از همه‌گیری ۱۹۱۸ تا ۱۹۲۰ در سوئیس دسترسی داریم. این موضوع افق‌های جدیدی را درباره‌ی پویایی سازگاری ویروس در آغاز همه‌گیری در اروپا می‌گشاید.

پژوهشگران با استفاده از یک پروتکل جدید توالی‌یابی آران‌ای که برای استخراج داده‌های ژنتیکی از بافت‌های تخریب‌شده و تثبیت‌شده‌ی شیمیایی طراحی شده و با مقایسه‌ی ژنوم کامل‌شده با نمونه‌هایی از آلمان و آمریکای شمالی، توانستند نشان دهند که این سویه از ویروس، در آن زمان، سه سازگاری ژنتیکی مهم داشته است. این ویژگی‌ها ویروس را برای انسان‌ها مرگبارتر می‌کردند و تا پایان همه‌گیری در ترکیب ژنتیکی ویروس باقی ماندند.

دو مورد از این جهش‌ها به ویروس کمک می‌کردند تا از بخشی کلیدی از سیستم ایمنی بدن انسان یعنی پروتئین ضدویروسی MxA فرار کند. این پروتئین نقش بسیار مهمی در دفاع در برابر ویروس‌های آنفلوانزا با منشا پرندگان دارد، بنابراین این تغییرات باعث شدند ویروس بتواند آسان‌تر میان انسان‌ها گسترش یابد.

سومین جهش، شکل یک پروتئین سطحی به نام هماگلوتینین (hemagglutinin) را تغییر داد. پروتئینی که ویروس برای چسبیدن و ورود به سلول‌های انسانی از آن استفاده می‌کند. این تغییر، توانایی ویروس را برای شناسایی و اتصال به گیرنده‌های اختصاصی سلول انسانی افزایش داد و کارایی عفونت را بالا برد.

پیش‌تر تصور می‌شد که این جهش‌ها در مراحل بعدی همه‌گیری پدید آمده‌اند و بنابراین حضورشان در موج اول همه‌گیری در سوئیس در بهار ۱۹۱۸ نشان می‌دهد که ویروس به‌سرعت تکامل یافته و حتی پیش از موج دوم و مرگبارتر پاییز، به‌شدت گسترش یافته بود.

نکته‌ی جالب دیگر این است که ویروس زوریخ تنوع ژنتیکی غیرعادی‌ را در بخش پلیمراز (PB2) خود نشان داد؛ مسئله‌ای که یا ناشی از انتخاب طبیعی قوی است یا ترکیب و اختلاط بین سویه‌های مختلف ویروسی. در مقایسه با ویروس H1N1 سال ۲۰۰۹، ویروس ۱۹۱۸ تنوع بالاتری در ژن‌های کلیدی مرتبط با همانندسازی و سازگاری با میزبان داشت. این موضوع نشان می‌دهد ویروس‌های آنفلوانزا چقدر سریع می‌توانند با گیرنده‌های انسانی سازگار شوند و از سیستم ایمنی فرار کنند.

جای تعجب نیست که این سازگاری‌های سریع، از ویژگی‌های اصلی ویروس کرونا در همه‌گیری اخیر ما نیز بودند.

یکی از هیجان‌انگیزترین بخش‌های این مطالعه، فرایندی است که گروه تحقیقاتی با آن توانست ژنوم تاریخی را بازسازی کند. تا پیش از این، تصور می‌شد که نمونه‌های مرطوبی که در فرمالین نگهداری شده‌اند، برای تحلیل آران‌ای مناسب نیستند. اما داده‌های ژنتیکی جامعی که پژوهشگران توانستند از بافت ریه استخراج کنند، دری را به‌سوی رمزگشایی از دی‌ان‌ای هزاران نمونه‌ی ذخیره‌شده در مجموعه‌های پزشکی و جانورشناسی در سراسر جهان باز می‌کند.

کریستین اوربان، نویسنده‌ی نخست این مطالعه، می‌گوید: آران‌ای باستانی فقط در شرایط بسیار خاص برای مدت طولانی حفظ می‌شود. به همین دلیل ما یک روش جدید برای بهبود توانایی‌مان در بازیابی قطعات آران‌ای باستانی از چنین نمونه‌هایی توسعه دادیم.

روش مبتنی بر «لیگیشن» که آن‌ها طراحی کرده‌اند، می‌تواند قطعات کوتاه‌تر ژنتیکی را ثبت کند و هم‌چنین جهت‌گیری رشته‌ی آران‌ای را نیز حفظ نماید. با شناسایی نوع سازگاری‌هایی که در ویروس‌های عامل همه‌گیری‌های گذشته دیده می‌شوند، پژوهشگران می‌توانند به سرنخ‌های تکاملی ارزشمندی دست پیدا کنند که ما را در آمادگی برای شیوع‌های آینده یاری دهد. مشاهده‌ی چگونگی سرایت ویروس‌ها از حیوانات به انسان نیز در تعیین اهداف واکسیناسیون کلیدی خواهد بود.

شونه‌مان می‌گوید: درک بهتر پویایی سازگاری ویروس‌ها با انسان در طول زمان در جریان یک همه‌گیری، به ما امکان می‌دهد مدل‌هایی برای همه‌گیری‌های آینده توسعه دهیم.