جهش‌هایی که عفونت‌زایی اُمیکرون را افزایش می‌دهند

به گزارش تابان خبر،پژوهشگران آلمانی در بررسی جدیدی نشان داده‌اند که افزایش آمینواسیدهای دارای بار مثبت در قسمت‌های خاصی از پروتئین خوشه‌ای سویه اُمیکرون، اتصال ویروس به گیرنده‌های سلولی دارای بار منفی را بهبود می‌بخشد و به افزایش عفونت‌زایی کمک می‌کند.

“کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲”(SARS-CoV-2) به خاطر بالا بودن قابلیت جهش خود، چندین جهش را همراه با افزایش آمادگی ویروسی و افزایش عفونت‌زایی آن در بر داشته است. در نتیجه، این سویه‌های جدید به سرعت جایگزین جهش‌های رایج پیشین در سراسر جهان شده‌اند.

سویه اُمیکرون، جهش‌های ژنتیکی بسیاری را در مقایسه با نوع اصلی کروناویروس در بر دارد و گزارش‌ها حاکی از افزایش عفونت‌زایی آن هستند. پژوهشگران آلمانی به همین دلیل، بررسی کنونی خود را براساس مدل‌سازی و شبیه‌سازی شیمیایی انجام دادند تا بفهمند که این جهش‌ها چگونه تعامل سویه اُمیکرون با سلول‌های میزبان دستگاه تنفسی را تغییر می‌دهند.

نخستین گام برای ورود کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ به سلول، تعامل پروتئین خوشه‌ای آن با “پروتئوگلیکان‌های هپاران سولفات”(HSPGs) روی سطح سلول است که پیش از تعامل آن با گیرنده “آنزیم ۲ مبدل آنژیوتانسین”(ACE2) سلول رخ می‌دهد. پروتئوگلیکان‌های هپاران سولفات، از هپاران سولفات بدون شاخه و دارای بار منفی تشکیل شده که به پروتئین‌های سطح سلول متصل است.

پژوهش‌های پیشین نشان می‌دهند که اتصال ابتدایی، با تعامل الکترواستاتیکی میان پروتئوگلیکان‌های هپاران سولفات آنیونی و بخش‌های کاتیونی روی پروتئین‌ ویروس مرتبط است. این واقعیت که فعل و انفعالات الکترواستاتیکی می‌توانند تعامل ابتدایی ویروس با سلول‌های میزبان را هدایت کنند، مورد تایید بیشتر پژوهش‌های جدید است که عمدتا بر تعامل ویروس با گیرنده ACE2 میزبان تمرکز دارند.

پژوهشی که حذف پروتئوگلیکان‌های هپاران سولفات از سطوح سلولی را در بر داشت، کاهش قابل توجهی را در ابتلا به کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲ نشان داد. علاوه بر این، پژوهش‌ها نشان می‌دهند که الکترولیت‌های دارای بار بالا با هم رقابت دارند و از تعامل ابتدایی پروتئوگلیکان‌های هپاران سولفات با ویروس جلوگیری می‌کنند. این پژوهش‌ها نقش تعامل الکترواستاتیک ابتدایی میان ویروس‌ها و سلول‌های میزبان را به وضوح نشان می‌دهند.

آمینواسیدها

پژوهشگران با تجزیه و تحلیل ۳۲ جهش در پروتئین خوشه‌ای اُمیکرون دریافتند که بار ۹+ در توالی آمینواسید تغییریافته سویه اُمیکرون افزایش یافته است.

جهش پیشین که به پیدایش سویه دلتا منجر شد، با افزایش بار ۴+ همراه بود. حفظ و غنی‌سازی چنین جهش‌هایی در سویه‌های ویروس، نشان‌دهنده یک مزیت انتخابی در اتصال ابتدایی به سلول میزبان است.

پلی‌سولفات

انتظار می‌رود که این سویه جدید با قدرت بیشتری به پروتئوگلیکان‌های هپاران سولفات دارای بار منفی که در سطح سلول وجود دارند، متصل شود.

پژوهشگران، این فرضیه را با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی تمام اتمی تایید کردند. از آنجا که اُمیکرون برای داشتن دو بخش کاتیونی اصلاح شده است، پلی‌گلیسرول سولفات می‌تواند به این دو بخش متصل شود و تمایل به پیوند بهبودیافته را در سویه اُمیکرون و در نتیجه، افزایش عفونی بودن ایجاد کند.

سایر جهش‌ها

این موضوع مشخص شده است که جهش “P681R”، برش پروتئین خوشه‌ای به واسطه آنزیم “فورین”(Furin) را در سویه دلتا آسان‌تر می‌کند. آنزیم فورین متعلق به ارگانیسم میزبان، پروتئین خوشه‌ای را می‌شکافد و به زیرواحدهای S1 و S2 تبدیل می‌کند. بدین ترتیب، ترکیب ابتدایی پوشش ویروس با غشای سلول میزبان آغاز می‌شود.

پژوهشگران، یک جهش مشابه موسوم به “P681H” را در کنار محل برش ناشی از فورین در سویه اُمیکرون مشاهده کردند که ممکن است نشانه تغییر دیگری برای افزایش قابلیت ابتلای آن باشد.

به گفته این گروه پژوهشی، برای مشخص کردن پیامدهای جهش P681H در سویه اُمیکرون باید بررسی‌های بیشتری انجام شود.

این پژوهش، در مجله “ChemBioChem” به چاپ رسید.