تحليل المعلومات الحيوية لتفاعلات الخلايا المضيفة لفيروس جدري القرود

تحليل المعلومات الحيوية لتفاعلات الخلايا المضيفة لفيروس جدري القرود

على الرغم من وجود عدوى فيروس جدري القرود في الغالب في غرب ووسط أفريقيا، فقد تم الإبلاغ عن فيروس الحمض النووي المزدوج هذا في العديد من البلدان خارج أفريقيا اعتبارًا من مايو 2022. وعلى غرار فيروس الجدري، ينتمي فيروس جدري القرود أيضًا إلى عائلة فيروسات الجدري orthopoxvirus وهو أقل خطورة. أعلنت منظمة الصحة العالمية مؤخراً أن تفشي مرض جدري القرود على مستوى العالم يمثل حالة طوارئ صحية عامة تثير قلقاً دولياً.

يتعلم: نهج المعلوماتية الحيوية للتحليل المنهجي للأنماط الجزيئية لتفاعلات الخلايا المضيفة لفيروس جدري القرود. حقوق الصورة: رصدت اليتي / Shutterstock

خلفية

كتاب علم الوراثة وعلم الجينوم الإلكتروني

تجميع لأهم المقابلات والمقالات والأخبار من العام الماضي. تحميل نسخة اليوم

عادة، تستمر أعراض مرض جدري القرود حوالي 2-4 أسابيع، مع معدل وفيات منخفض يبلغ 3.6% في غرب أفريقيا و10.6% في حوض الكونغو. وتتراوح فترة حضانة هذا الفيروس بين 5 و21 يوما، وهو غير معد. يعاني المرضى المصابون بجدري القرود من الصداع والتعب والحمى وألم العضلات وتضخم العقد اللمفية. وفي غضون ثلاثة أيام من الإصابة، يظهر طفح جلدي على أجزاء مختلفة من الجسم مثل الوجه واليدين والساقين والغشاء المخاطي للفم والملتحمة والأعضاء التناسلية والقرنية.

هناك طريقان رئيسيان لانتقال المرض هما الانتقال من الحيوان إلى الإنسان ومن الإنسان إلى الإنسان. أفادت الدراسات الحديثة المتعلقة بتفشي جدري القرود عن انتقال العدوى عن طريق الرجال الذين يمارسون الجنس مع الرجال.

غالبية البيانات المتاحة المستندة إلى عدوى مرض جدري القرود هي تقارير حالات. هناك عدد قليل جدًا من الدراسات حول التفاعلات بين الفيروس والمضيف. من المهم فهم الآليات الأساسية المرتبطة بتفاعلات جدري القرود مع البشر للتسبب في حالات عدوى خطيرة. يمكن أن تساعد هذه المعلومات في تطوير علاجات فعالة لعلاج عدوى جدري القرود والوقاية منها.

دراسة نشرت مؤخرا عن com.bioRxiv * أبلغ خادم ما قبل الطباعة عن التفاعل بين جدري القرود والخلايا البشرية. تم فحص التسلسلات الجزيئية لتحديد الجينات المعبر عنها تفاضليًا (DEGs) والإشارات المرتبطة بها وتنظيم التعبير والمسارات الأيضية. قد تساعد هذه النتائج في تحديد هدف فعال للعلاج المستقبلي لمرض جدري القرود.

عن الدراسة

لتقييم آثار عدوى جدري القرود على الخلايا البشرية على مستوى النسخ، تم الحصول على مجموعات بيانات التسلسل الجزيئي، وهي GSE36854 وGSE11234، من قاعدة بيانات Gene Expression Omnibus (GEO). تحتوي مجموعة بيانات GSE36854 على ثماني عينات من سلالة فيروس الوقس IHD-W، وسلالة فيروس الوقس برايتون ريد، وسلالة فيروس جدري القرود MSF المصابة بخلايا هيلا، وعينة واحدة فارغة.

استندت مجموعة البيانات GSE11234 إلى GPL6763، والتي تضمنت العديد من أنواع فيروسات الجدري ومعلومات قالب الجينوم البشري. وتم تحليل عينات خلايا هيلا المصابة بجدري القرود لمراقبة التغيرات الجينية. تمت معالجة التسلسلات الجزيئية وتصورها لتحديد الجينات المعبر عنها بشكل فريد

نتائج الدراسة

تم العثور على ما مجموعه 84 DEGs بخلاف جينات الهيستون، والتي تم استخدامها لمزيد من الدراسات. تعتمد التفاعلات الفيروسية بشكل كبير على الجينات المبكرة لإصابة الخلايا المضيفة وضمان بقائها وتكاثرها وانتقالها. وترتبط هذه الجينات أيضًا بتنظيم مناعة المضيف. ولذلك، تم تحليل حالة التعبير الجيني لفيروس جدري القرود وتم اكتشاف 26 جينًا مبكرًا مفترضًا يشفر بروتين الأنكيرين المتكرر.

عند مقارنة بيانات التسلسل من العديد من عينات جدري القرود من وباء 2022 وجين D1L الموثق من المملكة المتحدة في عام 2018، لوحظت العديد من الطفرات في الموقع. يمكن أن تكون هذه الطفرات مسؤولة عن تحسين التكيف في المضيف البشري وتحسين انتقال العدوى من إنسان إلى آخر.

ويمكن فحص التغيرات داخل الجسم الناجمة عن المحفزات الخارجية من خلال تحليل مسارات الإشارات. وقد لوحظ أن DEGs من خلايا هيلا المصابة بجدري القرود مرتبطة بمسارات إشارات KEGG، مثل مسار إشارات TNF، ومسار إشارات IL-17، ومسار إشارات NF-kappa B، والتفاعل بين مستقبلات السيتوكين والسيتوكين، ومسار إشارات مستقبلات الليكتين من النوع C، وعدوى فيروس الهربس المرتبط بساركوما كابوسي، وتمايز الخلايا Th17، وإشارات المستقبل الشبيهة بـ NOD. المسار، وسرطان الرئة ذو الخلايا الصغيرة، وعدوى فيروس سرطان الدم T-cell البشري. تشير هذه النتيجة إلى أن عدوى جدري القرود تثير استجابات مناعية وتسبب استجابة التهابية.

تم إجراء تحليل الأمراض الوراثية (GD) للتنبؤ بالعلاقة بين DEGs لجدري القرود والأمراض المختلفة. كشف هذا التحليل عن ارتباط عدوى جدري القرود بتليف الكبد، وإصابة إعادة ضخ الدم، وأورام الثدي، والالتهاب، ومرض ارتفاع ضغط الدم، والتهاب المفاصل عند الأطفال، ونقص تروية الدماغ. وكانت نتائج هذه الدراسة متسقة مع التقارير السابقة التي كشفت عن مضاعفات وعواقب جدري القرود. بالإضافة إلى ذلك، لاحظت الدراسة الحالية أيضًا وجود علاقة بين الإصابة بجدري القرود ومظاهر الفصام والاكتئاب النفسي.

لم يتم الإبلاغ عن دور سينسيز إندوبروكسيد البروستاجلاندين 2 (PTGS2)، المعروف أيضًا باسم إنزيمات الأكسدة الحلقية 2 (COX-2)، في عدوى جدري القرود. ومع ذلك، استنادًا إلى الأدلة المتاحة المتعلقة بأمراض أخرى، يُعتقد أن فيروس جدري القرود ينظم العملية المرضية عن طريق التحكم في PTGS2.

تم استخراج الجينات المحورية مثل IFIT1، وIFIT2، وIER3، وZC3H12A، وIL11، وEREG، وIER2، وFST، وNFKBIE، وAREG من خلايا HELA المصابة بجدري القرود. عادة، ترتبط الجينات المحورية بعمليات بيولوجية مختلفة. حدد المؤلفون عوامل النسخ الرئيسية التي تنظم الجينات المحورية، أي h. IRF1، GLIS2، SIN3A، FOXJ2، Smad5، ZFX وATF1، وكذلك miRNAs (على سبيل المثال hsa-mir-21-3p، hsa-mir-16-5p، hsa-mir -520c-3p، hsa-mir -1343-3p، hsa-mir-335-5p وhsa-mir -203-3p).

الاستنتاجات

وجدت الدراسة الحالية أن فيروس جدري القرود يثبط اثنين من الجينات المضادة للفيروسات، وهما IFIT1 وIFIT2. بالإضافة إلى ذلك، أظهر تحليل المعلوماتية الحيوية من خلال قاعدة بيانات CellMiner أن AP-26113 (بريجاتينيب) وإيتراكونازول واعدان في علاج عدوى جدري القرود.

* ملاحظة هامة

تنشر bioRxiv تقارير علمية أولية لم تخضع لمراجعة النظراء، وبالتالي لا ينبغي اعتبارها قاطعة، أو توجيه الممارسة السريرية/السلوك الصحي، أو التعامل معها على أنها معلومات ثابتة.

مرجع:

• Tang, Z. et al. (2022) Ein bioinformatischer Ansatz zur systematischen Analyse der molekularen Muster von Interaktionen zwischen Affenpockenvirus und Wirtszelle. bioRxiv 2022.10.12.511850; doi: https://doi.org/10.1101/2022.10.12.511850, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.12.511850v1

.