العلماء يحولون تفشي الإسهال الهائل لدى القرود إلى منجم ذهب للقاحات

أكثر من 150 من الرئيسيات غير البشرية في منشأة بحثية يعانون من الإسهال لأكثر من عامين لا يبدو وكأنه 'حظ سعيد' بالضبط. لكن بالنسبة لفريق من العلماء، كان بمثابة كنز حقيقي من البيانات - كومة ضخمة من المعلومات القيمة حول كيفية هزيمة عدو مقرف بشكل خاص.

في دراسة نشرت في العدد الأخير من مجلة Science Translational Medicine، قام الباحثون بغربلة كومة البيانات المناعية من العدوى، مسجلين طرقًا جديدة لتدريب الخلايا المناعية على هزيمة البكتيريا المسؤولة عن التفشي، وهي نوع من الشيغيلا. لقد انتقوا أجزاء معينة من البكتيريا يمكن للجهاز المناعي مهاجمتها بشكل أكثر فعالية، وربطوا الجزيئات المستهدفة بأنواع محددة من الاستجابات المناعية التي تقضي على الجراثيم. حتى أنهم حددوا الشقوق الصغيرة داخل تلك الجزيئات المستهدفة الوعرة حيث تلتصق الأجسام المضادة الأكثر فعالية.

يكتب المؤلفون: 'كشفت دراستنا عن سمات غير متوقعة لاستجابة الأجسام المضادة للشيغيلا في الرئيسيات غير البشرية المصابة بشكل طبيعي وتمثل خطوة نحو التصميم العقلاني لمرشحات لقاح الشيغيلا'. لأنه لا شيء يقول 'التصميم العقلاني' مثل كارثة برازية استمرت عامين.

الشيغيلا هي كابوس معدي معوي يصيب أكثر من 200 مليون شخص سنويًا ويقتل أكثر من 200000، معظمهم من الأطفال. عادةً ما يطور الناجون بعض الاستجابات المناعية الوقائية، ولكن نظرًا للأنواع والمصلات المختلفة، تميل هذه الاستجابات إلى العمل ضد نطاق ضيق من عائلة البكتيريا. ولإضافة insult إلى الإصابة، فإن سلالات الشيغيلا أصبحت أكثر مقاومة للمضادات الحيوية.

الحاجة إلى لقاح يحارب العائلة القذرة بأكملها واضحة، وهناك العديد من جهود التطوير جارية. لكن العلماء كانوا يعملون دون البيانات الجزيئية والهيكلية التفصيلية اللازمة للقاح متطور. وهنا يأتي دور التفشي.

بدأ في ديسمبر 2022 في مركز ويسكونسن الوطني لأبحاث الرئيسيات في ماديسون. الرئيسيات غير البشرية هي مضيفات طبيعية للشيغيلا، وتفشي المرض في مثل هذه المرافق ليس نادرًا. لكن من غير المعتاد أن يكون التفشي كبيرًا ويستمر طويلاً - حتى أن بعض العاملين في المنشأة أصيبوا بالمرض.

في المجموع، كانت هناك 169 حالة داء الشيغيلات مؤكدة مخبريًا بين الرئيسيات. جمع الباحثون 151 عزلة شيغيلا للتنميط المصلي وأجروا تسلسل الجينوم الكامل على 95 عزلة ممثلة. كان التفشي ناتجًا عن مجموعتين مرتبطتين من الشيغيلا المرنة، وهي نوع يصيب عادة الرئيسيات غير البشرية الأسيرة (التفشيات البشرية غالبًا ما تكون مدفوعة بالشيغيلا السونية، ولكن يمكن أن يصيب كلاهما أي رئيسيات). من بين 90 عزلة تم اختبارها لمقاومة مضادات الميكروبات، كان أكثر من نصفها (63٪) مقاومًا للأدوية المتعددة. تسببت معظم الحالات في إسهال خفيف، ولكن كانت هناك حالات بدون أعراض وبعضها شديد. كان الرضع هم الأكثر تضررًا، مما يعكس الأنماط البشرية.

سحب الباحثون المصل والبلازما وخلايا مناعية محددة من 41 حيوانًا مصابًا في 1 و 2 و 4-6 أسابيع بعد الإصابة، ثم قاموا بتشريح الاستجابات المناعية.

أولاً، بحثوا عن أجسام مضادة تهاجم مستضد O، وهو المكون الخارجي لجزيء كبير يسمى LPS (عديد السكاريد الدهني) الذي يبرز من غشاء البكتيريا. يوجد LPS حصريًا على البكتيريا سالبة الجرام، بما في ذلك الإشريكية القولونية والسالمونيلا والشيغيلا. مستضد O هو هدف مناعي شائع، لكنه متغير - الأجسام المضادة ضد مستضد O لمصل واحد قد لا تساعد في محاربة الآخرين.

وجدوا أجسامًا مضادة مختلفة ترتبط بمستضد O، بعضها صقل من التعرض المتكرر. والأكثر إثارة للاهتمام، أنهم بدوا يطورون القدرة على مهاجمة مستضد O من العديد من المصلات المختلفة - وهو أمر حاسم للقاح. علاوة على ذلك، يمكن للأجسام المضادة التي ترتبط بإحكام أن تؤدي إلى تفاعلات متتالية تفكك الخلايا البكتيرية - وهي ميزة مفيدة أخرى.

بعد ذلك، فحصوا الأجسام المضادة التي تهاجم جزءًا من نظام الإفراز من النوع الثالث (T3SS)، وهو جهاز يشبه المحقنة تستخدمه البكتيريا لحقن البروتينات المؤثرة في الخلايا المضيفة. في طرف T3SS للشيغيلا يوجد بروتينان، IpaB و IpaD، تستهدفهما الأجسام المضادة للرئيسيات. بعض