علماء يوضحون كيف يتسبب SARS-CoV-2 بفشل الأعضاء في نموذج فئران تجريبي!
ابتكر علماء نموذجا فريدا من نوعه لدى الفأر لمرض “كوفيد-19″، قادرا على كشف كيفية قيام فيروس SARS-CoV-2 بإحداث دمار في أنظمة أعضاء متعددة في جسم الحيوان.
وعلى الرغم من أن هذا النموذج التجريبي لا يتوافق بشكل مباشر مع حالات الإصابة بفيروس كورونا البشري، إلا أنه يمثل تقدما في طرق أخرى، ما يمنحنا نظام اختبار محتمل لاستكشاف كيف تمتد مسببات الأمراض التنفسية القاتلة إلى ما وراء الجهاز التنفسي في العديد من حالات العدوى.
ويوضح طبيب القلب أرجون ديب، من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس UCLA: “يعد نموذج الفأر هذا أداة قوية حقا لدراسة SARS-CoV-2 في نظام حي”.
وصُممت نماذج الفئران الخاصة بـ “كوفيد-19” من قبل، لكن لم يصلنا أي منها إلى هذه النقطة، كما يقول الباحثون، من خلال إظهار كيف تبدو المظاهر خارج الرئة لـ “كوفيد-19”.
وكان هذا قيدا كبيرا على الأبحاث التي أجريت على الحيوانات في تطور الفيروس، ويرجع ذلك إلى عدة أسباب. وبينما تحتوي خلايا الفئران على نظير لمستقبل ACE2، الذي يستخدمه SARS-CoV-2 للارتباط بالخلايا البشرية، لا يبدو أن الفيروس مرتبط بنسخة الفئران من الجزيء.
وتوفر الهندسة الوراثية للفئران بالنسخة البشرية من الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2، حلا من نوع ما، ولكن قبل الآن، لم ينجح العلماء في إحداث فشل أعضاء متعددة في الفئران، وهو ما يمكن أن يحاكي الطريقة التي تظهر بها حالات العدوى خارج الرئة لدى البشر.
وقد يكون هذا النقص بسبب الدراسات السابقة التي استخدمت التلقيح الأنفي على الفئران، ما أدى إلى إصابة الحيوانات بـ SARS-CoV-2 من خلال الأنف، والتي لا يبدو أنها تتطور إلى عدوى فيروسات كورونا في الفئران.
وفي الدراسة الجديدة، التي قادها المعد الأول شين لي، طبيب القلب في جامعة كاليفورنيا، تمكن الفريق من التغلب على هذا عن طريق حقن الفيروس في مجرى دم الفئران المهندسة، حيث يمكن أن يصل إلى النسخة البشرية من ACE2 (تسمى hACE2) في القلب والأعضاء الحيوية الأخرى.
ولسوء الحظ بالنسبة للحالات، كانت التعديلات التجريبية فعالة. وعلى الرغم من أنها لم تكن نتيجة جيدة للفئران المعنية، إلا أن القدرة على دراسة السمية المستحثة بشكل منهجي في الفئران المصابة بفيروس SARS-CoV-2، يمكن أن توسع بشكل كبير معرفتنا بقدرات تفرع الفيروس في الحالات البشرية.
ويقول ديب: “من بين مرضى “كوفيد-19″، فإن أولئك الذين لديهم أعضاء أخرى غير الرئتين هم الأكثر عرضة لخطر النتائج السيئة. لذلك شعرنا أنه من المهم حقا فهم كيفية تأثير الفيروس على تلك الأعضاء الأخرى”.
وفي التجربة، أدى الاستخدام الجهازي للعدوى إلى نتائج سريعة.
وفي غضون سبعة أيام، أظهرت الفئران المصابة “نشاطا مقيدا بشدة، ووجدت متجمعة في زاوية القفص”، على عكس مجموعة من الفئران المصممة بشكل مشابه والتي نجت من العدوى، وبقيت بصحة جيدة.
وفي الفترة الزمنية نفسها، فقدت الفئران المصابة ما يصل إلى 25% من وزن جسمها بسبب الانخفاض الحاد في استهلاك الطعام، ما استلزم القتل الرحيم.
كما لحقت بالفئران المصابة أيضا أضرار في الطحال، وعدم انتظام نشاط القلب وضغط الدم، وتغيير مستويات الخلايا المناعية – وجميع الأعراض تشبه الحالات البشرية لـ “كوفيد-19”.
وبعد القتل الرحيم للحيوانات، كشف تحليل أعضائها عن تغيرات في التعبير الجيني في أنسجة متعددة، ما أدى إلى تعطيل العمليات الخلوية التي تولد الطاقة في الجسم.
ويشرح ديب قائلا: “إذا قام فيروس بإيقاف مسارات توليد الطاقة في أعضاء متعددة من الجسم، فسيؤدي ذلك حقا إلى إحداث فوضى”.
وبالإضافة إلى هذه التأثيرات، تحمل الفئران المصابة أيضا علامات عديدة للتغيرات اللاجينية، والتي يمكن أن تفسر التعبير الجيني المتغير الواضح في أعضاء متعددة.
وليس معروفا على وجه اليقين، ولكن يمكن الشعور بآثار ذلك بعد فترة طويلة من تعرض الجهاز المناعي لهزيمة العدوى – ومن الناحية النظرية، يمكن أن تكون أساس الأعراض المطولة التي يعاني منها مرضى “كوفيد طويل الأمد”.
وعلى الرغم من أن الأهمية الفسيولوجية لأنماط مثيلة الحمض النووي المعدلة لـ SARS-CoV-2 ليست واضحة من الدراسة، فإن النموذج يقدم دليلا على المفهوم القائل بأن مثل هذه التغييرات اللاجينية تحدث بعد الإصابة بـ SARS-CoV-2 مباشرة، ويمكن أن تؤدي إلى تغييرات نسخية مستمرة تؤثر على استتباب الأنسجة ووظيفة الأعضاء، وفقا لما كتبه المعدون في ورقتهم البحثية.
ومثل هذه التغيرات اللاجينية التي يحتمل حدوثها لدى البشر المصابين بـ “كوفيد-19″، يمكن أن تؤدي إلى ظهور أعراض من التغيرات المستمرة في التعبير الجيني غير المنظم في الأنسجة المصابة، حتى في حالة عدم وجود عبء فيروسي على الأنسجة.
ومرة أخرى، هذا كله يعتمد على مقدار التقاطع الموجود بالفعل بين “كوفيد-19” المصطنع للفأر، وبين “كوفيد-19” البشري الذي يسهل التقاطه.
وهذه العلاقة غير معروفة أيضا، على الرغم من أنه بفضل هذا النموذج المروع، يمكننا الآن على الأقل البدء في طرح الأسئلة.
وأبلغ عن النتائج في JCI Insight.
