أثناء الحمل، "عدوى" زائفة تحمي الجنين | مجلة كوانتا

عندما كنت طفلا، بدا الأمر وكأنه خطة بارعة: رش الماء الساخن على وجهك وتمايل في المطبخ، وأطلق أنينًا يمكن أن يجعل الملائكة تبكي. لمسة واحدة لجبهتك المتوردة ستقنع والديك بتشخيص الحمى وإبقائك في المنزل من المدرسة.

بغض النظر عن مدى دقة التخطيط والأداء، فمن المحتمل أن هذه العروض المسرحية لم تكن مقنعة كما كنت تأمل. لكن بحثًا جديدًا نُشر هذا الصيف في مضيف الخلية والميكروب، يشير إلى أنه قبل وقت طويل من الولادة، يتم استخدام تكتيك مماثل يساعد على تطوير الإنسان والثدييات الأخرى قدمت عرضًا أكثر إقناعًا.

وأظهرت الدراسة كيف تستخدم المشيمة - العضو الجنيني الذي يربط النسل والأم - خدعة جزيئية للتظاهر بالمرض. من خلال التظاهر بأنه يتعرض لهجوم فيروسي، فإنه يحافظ على عمل الجهاز المناعي بوتيرة لطيفة وثابتة لحماية الجنين المنغلق من الفيروسات التي تتسلل عبر الدفاعات المناعية للأم.

ويشير هذا الاكتشاف إلى أنه قبل الإصابة بالعدوى، قد تكون بعض الخلايا قادرة على تنشيط استجابة مناعية خفية يمكن أن توفر حماية معتدلة في الأنسجة الحساسة.

وقال إن فكرة قيام الخلايا بتنشيط الدفاعات المناعية بشكل وقائي "تخالف إلى حد كبير إحدى وجهات النظر التي يتبناها علماء المناعة". جوناثان كاجان، عالم الأحياء المناعي في مستشفى بوسطن للأطفال وكلية الطب بجامعة هارفارد والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة.

وقال كاجان: نظرًا لأن الأسلحة المناعية المضادة للفيروسات يمكن أن تدمر الأنسجة، فإن الخلايا عادةً ما تقوم بتشغيلها فقط عندما يكون هناك تهديد نشط مثل العدوى. وبعد ذلك، بمجرد زوال العدوى، يتم إيقاف تشغيل تلك الأسلحة في أسرع وقت ممكن.

لكن المشيمة تكسر هذه القواعد، وفقا للبحث الجديد. بطريقة ما، يقوم بتشغيل الدفاعات قبل أن تكون ضرورية ثم يتركها دون الإضرار بنفسه أو بالجنين.

وقال "إنه يحمي لكنه لا يضر". هانا توتاري جاين، أستاذ مشارك في علم الصيدلة الجزيئية بجامعة جنوب فلوريدا في تامبا والمؤلف الرئيسي للورقة الجديدة. "التطور ذكي جدًا."

المشيمة تتظاهر بالمرض

اكتشف توتاري جاين خفة يد المشيمة عن طريق الصدفة. وكانت هي ومختبرها يبحثان في مجموعة ضخمة من الجينات - "الوحش"، على حد قولها - التي تم التعبير عنها في المشيمة. لقد فوجئت برؤية أنه، بالإضافة إلى تنشيط الجينات التي توجه نمو المشيمة، قامت المجموعة الضخمة بتشغيل جين الإنترفيرون لامدا، وهو بروتين إشارات مناعية. ولماذا كان نشطًا في الخلايا السليمة غير المصابة؟

استغرق الأمر سنوات لتوتاري جاين وفريقها للتركيز على الإجابة: قامت الخلايا المشيمية بصنع شكل فيروسي متشابه، باستخدام الحمض النووي الريبي (RNA) المحصود من جينوماتها الخاصة، لخداع أجهزة الاستشعار المناعية.

جينوماتنا هي متاحف جزيئية للتاريخ التطوري. منذ بداية الحياة على الأرض، قامت الفيروسات بإدخال أجزاء من مادتها الوراثية في الحمض النووي لمضيفها. توجد آثار جينية من الغزوات الميكروبية القديمة بين الجينات التي ترمز للبروتينات.

أحد العناصر الفيروسية الأكثر شيوعًا التي تستمر في الجينوم البشري هي قطعة من الحمض النووي تسمى تكرار Alu. يشكل آلوس ما لا يقل عن 13% من الجينوم البشري؛ كان هناك أكثر من 300 نسخة في مجموعة Totary-Jain الضخمة. لقد اشتبهت في أن تكرارات ألو كانت تؤدي إلى تشغيل الجهاز المناعي في المشيمة. لكن زملائها حذروها من السير في هذا الطريق.

قال توتاري-جاين: "كانت النصيحة التي تلقيتها هي: لا تلمس آلوس، ولا تعمل مع آلوس، وانسَ أمر آلوس". إن تعدد آلوس في الجينوم يجعل من الصعب فهم ما قد تفعله مجموعة معينة.

لكن البيانات التي تورط ألوس كانت مقنعة للغاية بحيث لا يمكن تجاهلها. بعد سنوات من التجارب الدقيقة، أظهر فريق توتاري جين أنه في المشيمة، شكلت نسخ ألو المتكررة قصاصات من الحمض النووي الريبوزي المزدوج - وهي صورة ظلية جزيئية تتعرف عليها خلايانا على أنها فيروسية الأصل. باستشعار الفيروس المزيف، استجابت الخلية بإنتاج إنترفيرون لامدا.

وقال كاجان: "الخلية تتنكر بشكل فعال كعامل معدي". "والنتيجة هي أنه يقنع نفسه بأنه مصاب، ثم يعمل على هذا النحو".

الحصانة المغليّة

يمكن أن تكون الاستجابات المناعية مدمرة، وخاصة الاستجابات المضادة للفيروسات. نظرًا لأن الفيروسات تكون في أقصى حالات خطورتها عندما تكون موجودة بالفعل داخل الخلية، فإن معظم الاستراتيجيات المناعية التي تستهدف العدوى الفيروسية تعمل جزئيًا عن طريق إتلاف الخلايا المصابة وقتلها.

ولهذا السبب تصرخ الخلايا "فيروس!" على مسؤوليتهم الخاصة. في معظم الأنسجة، يتم قمع تسلسلات Alu بشكل كبير بحيث لا تتاح لها أبدًا فرصة لتقليد الهجوم الفيروسي. ومع ذلك، هذا هو السيناريو الدقيق الذي يبدو أن المشيمة تخلقه عن قصد. كيف يوازن بين صحة الجنين المتنامي والاستجابة المناعية التي قد تكون محفوفة بالمخاطر؟

وفي التجارب التي أجريت على الفئران، وجد فريق توتاري جين أن الحمض النووي الريبوزي المزدوج في المشيمة والاستجابة المناعية التي تلت ذلك لا يبدو أنها تؤذي الأجنة النامية. وبدلاً من ذلك قاموا بحماية الأجنة من عدوى فيروس زيكا. كانت الخلايا المشيمية قادرة على الالتزام بالحدود، مانحًا الحماية للأجنة دون الإشارة إلى استجابة مناعية مدمرة ذاتيًا، لأنها استدعت الدفاعات اللطيفة للإنترفيرون لامدا.

عادةً ما يكون المستجيبون الأوائل للفيروسات الهاربة من Alu RNA هم النوع الأول والنوع الثاني من الإنترفيرونات، التي تقوم بسرعة بتجنيد الخلايا المناعية المدمرة في موقع العدوى، مما يؤدي إلى تلف الأنسجة وحتى أمراض المناعة الذاتية. ومن ناحية أخرى، فإن إنترفيرون لامدا هو إنترفيرون من النوع الثالث. وهو يعمل محليًا من خلال التواصل فقط مع الخلايا الموجودة داخل الأنسجة، مما يولد استجابة مناعية أخف، يمكن أن تستمر على المدى الطويل في المشيمة.

إن كيفية تمكن الخلايا المشيمية من تنشيط الإنترفيرون لامدا فقط، مما يحافظ على الاستجابة المناعية متأججة دون أن تغلي أبدًا، لا يزال لغزًا. لكن لدى توتاري-جين فكرة عن سبب تطوير الخلايا المشيمية لهذه الخدعة التي يبدو أن الخلايا الأخرى تتجنبها: نظرًا لأنه يتم التخلص من المشيمة عند الولادة، فربما تستطيع تحمل مخاطر مناعية لا تستطيع الأنسجة الأخرى تحملها.

وتكشف النتائج عن استراتيجية جديدة تتبعها المشيمة لحماية الجنين، بصرف النظر عن الجهاز المناعي للأم. وبما أن الاستجابة المناعية للأم تتضاءل أثناء الحمل لمنع الهجمات على الخلايا الجنينية المتميزة وراثيا، فقد كان على المشيمة تطوير دفاعات إضافية للطفل المتنامي الذي تدعمه.

ومع ذلك، فإن هذه الخدعة - وهي استجابة مناعية منخفضة المستوى ناتجة عن فيروس مزيف - قد لا تقتصر على المشيمة. وصف باحثون من جامعة كولومبيا مؤخرًا ظاهرة مماثلة في الخلايا العصبية. لقد لاحظوا RNAs من عناصر جينومية مختلفة ملزمة معا في خيوط مزدوجة لإنتاج استجابة مناعية. في هذه الحالة، استدعى الجهاز المناعي نوعًا أكثر تدميراً من الإنترفيرون، ولكن تم إنتاجه بمستويات منخفضة. وتوقع الباحثون أن الالتهاب المزمن منخفض المستوى في الدماغ قد يبقي العدوى تحت السيطرة، ويمنع الالتهابات الكبيرة وموت الخلايا العصبية.

من الممكن إذن أن يكون هذا النوع من الخداع المناعي أكثر شيوعًا مما يعتقده أي شخص. من خلال دراسة كيف يبدو أن الجهاز المناعي يكسر قواعده الخاصة، يمكن للعلماء تحديد القواعد بشكل أفضل في المقام الأول.

كوانتا تجري سلسلة من الدراسات الاستقصائية لخدمة جمهورنا بشكل أفضل. خذ خاصتنا مسح قارئ علم الأحياء وسيتم إدخالك للفوز مجانا كوانتا بضائع.