Get best of the week

الوتد بالإسفين: استخدام فيروس PIV5 لإنشاء لقاح ضد فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية وربما ضد مرض سارس - CoV - 2



بالنظر إلى الظروف الحالية ، ليس من المستغرب على الإطلاق أن يركز المجتمع العلمي كل قواه على البحث وتطوير أساليب وأدوات لمكافحة انتشار الفيروس. نلقي نظرة اليوم على دراسة يصف فيها علماء من الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة (ASM) لقاحًا يعمل بشكل كامل ضد فيروس كورونا ، والذي بدأ في الانتشار في عام 2012. ووفقًا للعلماء ، فإن تطورهم يمكن أن يساعد في إنشاء لقاح ضد مرض السارس- CoV-2 الهائج حاليًا. ما هي خصوصية اللقاح الذي تم إنشاؤه ، والذي تم إنشاؤه منه ، وما مدى فعاليته في أداء مهمته؟ نتعلم عن هذا من تقرير العلماء. اذهب.

دقيقة العناية UFO


تم الإعلان رسمياً عن وباء COVID-19 الوبائي ، وهو عدوى تنفسية حادة حادة محتملة ناجمة عن الفيروس التاجي SARS-CoV-2 (2019-nCoV) ، في العالم. هناك الكثير من المعلومات حول حبري حول هذا الموضوع - تذكر دائمًا أنه يمكن أن يكون موثوقًا / مفيدًا ، والعكس صحيح.

نحثك على انتقاد أي معلومات منشورة.


مصادر رسمية

, .

اغسل يديك ، ورعاية أحبائك ، والبقاء في المنزل كلما أمكن ذلك والعمل عن بعد.

قراءة المنشورات حول: فيروسات التاجية | العمل عن بعد

أساس الدراسة


إن متلازمة الشرق الأوسط التنفسية أو متلازمة الجهاز التنفسي في الشرق الأوسط هو مرض التهابي في أعضاء الجهاز التنفسي يتطور بسبب الإصابة بفيروس فيروس بيتاكورونافا من فصيلة Coronavirinae المألوفة الآن.


لقطة لـ MERS-CoV (أصفر).

مصدر فيروس MERS-CoV هو الخفافيش مرة أخرى. تم تسجيل أول حالات الإصابة بين الأشخاص في عام 2012 على أراضي شبه الجزيرة العربية ، ولكن بحلول عام 2015 وصل الفيروس إلى دول شرق آسيا وأوروبا. وفقًا لأحدث البيانات ، بلغ عدد الحالات المؤكدة لعدوى فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية 2494 شخصًا ، توفى منهم 858 (البيانات من 02.02.2020). تختلف البيانات من مصدر لآخر ، ولكن من الواضح أن درجة التوزيع في MERS-CoV ليست كبيرة كما في SARS-CoV-2. ومع ذلك ، فإن معدل الوفيات في فيروس الشرق الأوسط مرتفع إلى حد ما - حوالي 35٪. هذا المؤشر هو الأكثر إثارة للقلق.

فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية (MERS-CoV) هو فيروس سلسل RNA إيجابي ، يتم فيه اختراق الخلايا المستهدفة بسبب بروتين Sمظروف فيروسي * .
فيروس الحمض النووي الريبي الموجب * - الحمض النووي الريبي الإيجابي. هذا يعني أنه يمكن ترجمة تسلسل معين من الحمض النووي الريبي الفيروسي مباشرة إلى بروتينات فيروسية (على سبيل المثال ، البروتينات اللازمة لتكاثر الفيروس). لذلك ، في فيروسات الحمض النووي الريبي ذات السلسلة الإيجابية ، يمكن اعتبار جين الحمض النووي الريبي الفيروسي مرنا فيروسيًا (رسول الحمض النووي الريبي) ويمكن ترجمته على الفور بواسطة الخلية المضيفة.
غلاف فيروسي * - غلاف إضافي يغطي الغلاف الخارجي (القشرة) للعديد من الفيروسات.
يتكون بروتين S من الوحدة الفرعية S1 المسؤولة عن الارتباط بمستقبل الفيروس ، dipeptidyl peptidase 4 (DPP4 أو CD26) عبر مجال ربط المستقبل (RBD من مجال ربط المستقبل ) ، بالإضافة إلى الوحدة الفرعية S2 ، التي توفر اندماج الغشاء.

يتذكر الباحثون أنه في الوقت الحالي لا يوجد لقاح ضد فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية ، لا يوجد سوى عدد من التطورات التي تكون فعاليتها مشكوك فيها إلى حد كبير. يعتقد العلماء أن عملهم سيغير هذا الوضع.

في هذه الدراسة ، قرر العلماء تحويل انتباههم إلى فيروس آخر - PIV5. تحتوي فيروسات PIV أو parainfluenza (PG) على خمسة أصناف ، ثلاثة منها تسبب أمراضًا في البشر (من PG-1 إلى PG-3) واثنين غير خطرين على البشر (PG-4 و PG-5).


لقطة TEM لفيروس الانفلونزا.

PG-5 هو عضو في جنس Rubulavirus من عائلة Paramyxoviridae ، والذي يتضمن فيروس النكاف (MuV أو "النكاف") وفيروس الإنفلونزا البشرية من النوع 2 (PG-2) والنوع 4 (PG-4). يشفر PG-5 ثمانية بروتينات فيروسية معروفة. البروتين قفيصة منواة (NP)، بروتين فسفوري؛ فسوبروتين (P) وRNA البروتين البلمرة (L) مهمة ل نسخ * و تكرار * من الجينوم الفيروسي RNA.
النسخ * - عملية تخليق RNA باستخدام DNA كقالب ؛ نقل المعلومات الوراثية من DNA إلى RNA.
النسخ المتماثل * هو عملية تكوين جزيئين من الحمض النووي لابنتهما بناءً على الحمض النووي الأبوي.
يعتقد العلماء أن PG-5 مرشح ممتاز للمتجهات الفيروسية * للقاح المستقبل. PG-5 آمن تمامًا ، على الرغم من درجة العدوى العالية التي يمكن أن تلعبها في متناول اليد عند إنشاء لقاح فعال.
المتجهات الفيروسية * هي أدوات لتوصيل المواد الوراثية إلى الخلايا المستهدفة.
بالإضافة إلى ذلك ، لا يحتوي PG-5 على مرحلة DNA في دورة حياته ، والتي تتجنب التعديلات الجينية غير المقصودة المحتملة للحمض النووي للخلايا المضيفة عن طريق إعادة التركيب أو الإدراج. كما أن هيكل PG-5 مستقر تمامًا ، على النقيض من فيروسات RNA ذات السلسلة الإيجابية. يتم تأكيد ذلك من خلال PG-5 المؤتلف الذي تم إنشاؤه معربًا عن الجين F للفيروس المخلوي التنفسي ، عندما تم الحفاظ على الجين F لأكثر من 10 أجيال.

ميزة أخرى لـ PG-5 هي فعاليتها من حيث التكلفة ، حيث يمكن زراعة هذا الفيروس حتى 8x10 8 PFU / ml (PFU - وحدات تشكيل البلاك).

في السابق ، كان PG-5 يستخدم بالفعل كناقل فيروسي عند العمل مع اللقاحات ضد الفيروس المخلوي التنفسي وداء الكلب. خلال التجارب على الفئران ، وجد أن ناقل PG-5 الذي يعبر عن NA (neuraminidase ، وهو جزء من الغشاء) لفيروس الإنفلونزا ، يؤدي إلى تحصين كامل للأشخاص التجريبيين ، أي بعد 4 أيام من الإصابة ، لم تكن هناك حالة وفاة واحدة أو حتى إصابة. لكن PG-5 ، معبرًا عن NP (بروتين نووي) ، يحمي 100 ٪ من الفئران التجريبية من السلالة المميتة لفيروس الأنفلونزا H1N1.

بناءً على هذه النتائج الإيجابية من الدراسات السابقة ، قرر العلماء استخدام PG-5 كناقل فيروسي يعبر عن بروتين S لفيروس MERS. كما كان من قبل ، أجريت جميع التجارب على الفئران.

نتائج البحث


قدم الباحثون مبدئيًا جين HA (hemagglutinin) لفيروس الأنفلونزا A في أماكن مختلفة في جينوم PG-5 ووجدوا أن الإدخالات في SH (مسعور صغير) و HN (hemagglutinin-neuraminidase) تعطي استجابة مناعية أفضل.
فيروس الإنفلونزا hemagglutinin و neuraminidase * هما المستضدات السطحية للفيروس ، مما يوفر القدرة على الالتصاق بالخلايا المستهدفة.
وبالنظر إلى ذلك ، تقرر إدخال الجين S كامل الحجم لفيروس MERS عند تقاطع SH و HN. تم إنشاء بلازميد * يحتوي على cDNA * PG-5 كامل الحجم مع جين S مدرج عند تقاطع SH و HN باستخدام طرق الاستنساخ الجزيئي القياسية ( 1A ).


الصورة رقم 1
Plasmid * هو جزيء DNA صغير مفصول عن الكروموسومات وقادر على التكاثر المستقل.
cDNA * - الحمض النووي التكميلي ، أي توليف الحمض النووي على مصفوفة من mRNA ناضجة (رسول RNA) في رد فعل محفز عن طريق النسخ العكسي.
تم نقل البلازميد * إلى خلايا BHK مع البلازميدات التي تعبر عن TG ، NP ، P و L RNA polymerase لفيروس PG-5 (PIV5).
ترنسفكأيشن * - إدخال الحمض النووي في الخلايا بطريقة غير فيروسية.
خلايا BHK * ( كلى الهامستر الصغير ) هي خلايا نسيج ضام (أرومة ليفية) لكلى الهامستر تكون حساسة للعديد من الفيروسات التي تصيب الإنسان. يتم استخدام خلايا BHK للتحويل ، وكذلك لعمليات نقل الدم المستقرة والعابرة.
وكانت النتيجة الفيروس المعدي PIV5-MERS-S ، والذي تم تنقيته وتضاعفه بأعداد كبيرة في خلايا MDBK * لمزيد من التحليل.
خلايا MDBK * ( خلايا الكلى بالمدن داربي ) - خلايا الكلى للكلاب ، تم عزلها لأول مرة في عام 1958 من قبل العلماء SH Madin و NB Darby. يتم استخدام هذه الخلايا في البحث كخلايا ثديية نموذجية.
تم تسلسل جينوم الفيروس وتأكيد احتوائه على تسلسل إدخال DNA المطلوب. بعد ذلك ، كان من الضروري التحقق من تعبير بروتين S في الخلايا المصابة بـ PIV5-MERS-S. لهذا ، تم إصابة الخلايا بقيم مختلفة من MOI * ، وبعد ذلك تم حلها (تذويبها) من أجل التكتل المناعي * باستخدام جسم مضاد لـ S.
MOI * ( تعدد العدوى ) - تعدد العدوى ، أي نسبة العوامل (الفيروس) إلى أهداف العدوى (الخلايا).
المناعية * طريقة حساسة للغاية للكشف عن البروتينات ، على أساس مزيج من الرحلان الكهربائي والتحليل المناعي الإنزيمي أو تحليل المناعة الإشعاعية.
أظهر التحليل وجود كل من بروتين S الكامل وشظايا S2 ، مما يشير إلى نجاح تنفيذه ( 1B ). تم تأكيد تعبير بروتين S في الخلايا المصابة PIV5-MERS-S من خلال تحليل التألق المناعي ( 1C ).

لاحظ العلماء أن PIV5-MERS-S تسبب في تكوين سينسيتيوم * ضخم في خلايا فيرو . بالإضافة إلى ذلك ، كانت حركيات نمو PIV5-MERS-S و PG-5 التقليدية (PIV5) متشابهة جدًا ( 1D ).
Syncytium * هو نوع من الأنسجة لا يتم فصل الخلايا فيه تمامًا ، أي هناك أقسام من السيتوبلازم مع النوى التي ترتبط ببعضها بالبلازموديسماتا (الجسور السيتوبلازمية).
Vero* — , .


الصورة رقم 2

التحصين يولد PIV5-MERS-S الأجسام المضادة المحايدة والمناعة بوساطة الخلايا التائية. لتحديد ما إذا كان يمكن لـ PIV5-MERS-S توليد استجابات مناعية ، تم تحصين الفئران بجرعة واحدة من PIV5-MERS-S أو السيطرة على فيروس PIV5-GFP عند 10 4 PFU أو 10 6 PFU لكل فرد عبر المسار عبر الأنف.

بينما أثارت كلتا الجرعتين استجابات الأجسام المضادة ، كانت معادلة التتر متواضعة عند 1:64 و 1: 128 لجرعات 10 4 و 10 6 على التوالي ( 2A و 2 B ).

يتذكر العلماء أن الفئران من النوعين C57BL / 6 و BALB / c بعد التحصين تولد استجابات مناعية مسيطرة على Th1 و Th2 على التوالي.
Th (T-helpers) - الخلايا اللمفاوية التائية التي تعزز الاستجابة المناعية التكيفية (المناعة المكتسبة).

Th1 - تعزيز تطوير الاستجابة المناعية الخلوية عن طريق تنشيط البلاعم.

Th2 - تنشيط الخلايا الليمفاوية B ، مما يساعد على تطوير الاستجابة المناعية الخلطية.
أدت جرعة واحدة من PIV5-MERS-S (10 6 PFU) إلى عيار الأجسام المضادة المحايدة حتى 1: 2000 في الفئران BALB / c ( 2C ) ، وهو ما يتوافق مع الاستجابة السائدة لـ Th2 في الفئران من هذا النوع.

لتقييم الاستجابة الأولية لخلايا CD8 * T المتولدة عن التمنيع باستخدام PIV5-MERS-S ، تم تحصين الفئران hDPP4-KI عبر الأنف مع PIV5-MERS-S (10 4 PFU).
CD8* ( 8) — , - .
بعد أربعة أسابيع ، تم أخذ سياج لفحص وجود / غياب خلايا CD8 T الرئوية المقيمة الخاصة بـ MERS-CoV ( 3A ).


الصورة رقم 3

كما هو موضح في 3B - 3D ، كانت هناك زيادة كبيرة في النسبة المئوية والعدد الإجمالي لخلايا CD8-IFN في رئتين الفئران المحصنة بـ PIV5-MERS مقارنة بتلك المصابة بـ PIV5-GFP.

لتقييم استجابة خلايا CD8 T الخاصة بـ MERS-S ، تم إجراء حقن MERS-CoV MA إضافي (10 4 PFU). ونتيجة لذلك ، لوحظت زيادة كبيرة في استجابة خلايا CD8 T في اليوم الرابع مقارنة بالفئران المصابة بالتحكم PIV5-GFP ( 3E - 3G).)

كما لوحظت زيادة بمقدار 10 أضعاف في خلايا CD8 T الخاصة بـ MERS-S مقارنة بالاستجابة الأولية لخلايا CD8 T ( 3B - 3G ).


الصورة رقم 4

نتيجة للتمنيع PIV5-MERS-S يمنع موت العدوى في الفئران. لتحديد فعالية PIV5-MERS-S في الوقاية من فيروس MERS-CoV أو تعديله ، تم تحصين الفئران hDPP4 KI مع PIV5-MERS-S (10 4 PFU) عن طريق الأنف.

بعد 4 أسابيع من التمنيع ، أصيبت الفئران بفيروس MERS-S المعدل لتكون أكثر نشاطًا في الفئران ( 4A ). نجت جميع الفئران المحصنة بـ PIV5-MERS-S من هذه العدوى الفتاكة ، مع خسارة طفيفة في الوزن ( 4B و4 ج ). في المقابل ، ماتت جميع الفئران المصابة بالتحكم PIV5-GFP أو PBS بعد الإصابة. هذا يشير إلى أن الفئران PIV5-MERS-S محمية بالكامل من العدوى المميتة.

على الرغم من حقيقة أن الفئران المحصنة PIV5-MERS-S لديها معدل أعلى من إزالة الرئة من الفيروس ، لم توفر هذه الطريقة مناعة تعقيم كاملة ( 4D ). أظهرت


الصورة رقم 5

الدراسات النسيجية للرئتين بعد الإصابة أن الفئران المحصنة بـ PIV5-MERS-S لديها حطام خلوي أقل بشكل ملحوظ * وتسلل أكثر أحادي النواة ( 5A و 5 B ).
حطام الخلية * - ما تبقى من الخلية محاط بغشاء بلازما يتم بلعمه بواسطة البلاعم.
تم الكشف عن تسلل قوي للكريات البيض (بشكل رئيسي الخلايا أحادية النواة) وأضرار أقل (وذمة ، أغشية زجاجية ، حطام الخلايا الميتة ، إلخ).

في المرحلة النهائية من الدراسة ، قام العلماء بتقييم الاستجابات الوقائية التي يسببها PIV5-MERS-S أو MERS-CoV المعطل. لهذا ، تم تحصين بعض الفئران بـ PIV5-MERS-S (10 4 PFU) أو PBS ، بينما تم تحصين البعض الآخر باستخدام MERS-CoV المعطل من الأشعة فوق البنفسجية.

في حين أن PIV5-MERS-S يوفر حماية بنسبة 100٪ من العدوى الفتاكة ، فإن فيروس MERS-CoV المعطل يحمي فقط 25٪ من الفئران (الصورة أدناه).


الصورة رقم 6

بعد ذلك ، تم إجراء دراسة على رئتي الفئران التي تم تحصينها أولاً ثم إصابتها بفيروس MERS-CoV (الصورة أدناه).


الصورة رقم 7

لوحظت زيادة في الحمضات (نوع من خلايا الدم البيضاء) في الرئتين في الفئران المحصنة بـ MERS-CoV المعطل أكثر من الفئران المحصنة بـ PBS أو PIV5-MERS-S بعد الإصابة بفيروس MERSCoV.

بالمقارنة مع برنامج تلفزيوني ، تم زيادة تسلل اليوزيني حول الأوعية بشكل ملحوظ في مجموعة MERS-CoV المعطلة ، ولكن لم يلاحظ أي فرق إحصائي مقارنة بالمجموعة المحصنة مع PIV5-MERS-S.

كما تم إجراء تقييم لتشكيل غشاء زجاجي في الحويصلات الرئوية ، وهو علامة واضحة على مرض رئوي حاد. بالمقارنة مع مجموعة PBS ، أظهرت الفئران المحصنة بـ PIV5-MERS-S حماية كبيرة ضد تكوين الغشاء الهياليني. لكن الفئران المحصنة باستخدام MERS-CoV المعطل أظهرت انخفاضًا طفيفًا فقط في تكوين غشاء زجاجي ، مما يشير إلى انخفاض كفاءة طريقة التحصين هذه مقارنة بـ PIV5-MERS-S.

للحصول على معرفة أكثر تفصيلاً بالفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصيك بالنظر في تقرير العلماء .

الخاتمة


في هذا العمل ، تمكن العلماء من إثبات طريقة ناجحة تمامًا لتحصين الفئران بفيروس MERS-CoV ، الذي يسير بحرية على كوكبنا منذ عام 2012.

السمة المميزة الرئيسية للطريقة المطورة هي استخدام فيروس آخر ، هو PG-5 ، كمتجه فيروسي. وبعبارة أخرى ، يتم إسفين إسفين بواسطة إسفين.

يمكن اعتبار استخدام الفيروس كوسيلة نقل لتوصيل الجينات اللازمة للتحصين طريقة غير عادية إلى حد ما ، ولكنه يمكن أن يساهم في مكافحة الفيروسات بشكل أكثر فعالية. يقول الباحثون أنفسهم إن عملهم لا يهدف فقط إلى مكافحة فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية ، ولكن أيضًا مع مرض السارس- CoV-2 (COVID-19). ينتمي كلا الفيروسين إلى نفس الفصيلة الفرعية ، ولديهما مسارات عدوى مماثلة وتأثيرات على الخلايا المستهدفة. إذا تم تطوير طريقة التحصين المتقدمة ، فقد يكون من الممكن إنشاء لقاح فعال بما فيه الكفاية.

هذا ما يخطط مؤلفو هذا العمل للقيام به في المستقبل. سواء أكانوا ينجحون في إنشاء لقاح فائق أم لا ، فإن الوقت سيحدد. ومع ذلك ، فإنهم الآن يستحقون الثناء على الأقل على الاهتمام بالفيروس ، الذي بدا أن الجميع ينسونه.

على هذا النحو ، لا يسعنا إلا أن نأمل في أن يتمكن العلم وجميع الأشخاص المعنيين ، مثل العديد من المرات السابقة ، من التغلب على جميع الأحكام المسبقة والمخاوف ، والتغلب على جميع العقبات وإظهار أن التفكير التحليلي ، القائم على المعرفة والمنطق ، قادر دائمًا على إيجاد طريقة للخروج من أي موقف حالي ، بغض النظر عن مدى روعتها للوهلة الأولى.

شكرا لكم على اهتمامكم ، ابقوا فضوليين وأتمنى لكم أسبوع عمل جيد يا رفاق

القليل من الدعاية :)


أشكركم على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ هل تريد رؤية مواد أكثر إثارة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية لأصدقائك VPS القائم على السحابة للمطورين من $ 4.99 ، وهو نظير فريد من نوعه لخوادم مستوى الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة عن VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 نوى) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps من $ 19 أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر الخيارات مع RAID1 و RAID10 ، حتى 24 مركزًا و 40 جيجابايت DDR4).

Dell R730xd أرخص مرتين في مركز بيانات Equinix Tier IV في أمستردام؟ فقط لدينا 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV من 199 دولارًا في هولندا!Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 جيجا هرتز 6C 128 جيجا بايت DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - من 99 دولار! اقرأ عن كيفية بناء مبنى البنية التحتية الفئة c باستخدام خوادم Dell R730xd E5-2650 v4 بتكلفة 9000 يورو مقابل سنت واحد؟

More articles:


All Articles