يعزز الفيروس التاجي لمتلازمة الإسهال الحاد في الخنازير من التكاثر عن طريق تحفيز الالتهام الذاتي

يعزز الفيروس التاجي لمتلازمة الإسهال الحاد في الخنازير من التكاثر عن طريق تحفيز الالتهام الذاتي

واحدة حديثة iScience توصلت الدراسة إلى أن فيروس كورونا المرتبط بمتلازمة الإسهال الحاد في الخنازير (SADS-CoV) يعزز الالتهام الذاتي للحفاظ على تكاثره في الخلايا المضيفة. وبشكل أكثر تحديدًا، يقوم الفيروس بتنظيم هدف AKT/الثدييات لمسار إشارات الراباميسين (mTOR) لتحفيز الالتهام الذاتي.

يذاكر: يستحث الفيروس التاجي لمتلازمة إسهال الخنازير الحاد الالتهام الذاتي لتعزيز تكراره عبر مسار Akt/mTOR.مصدر الصورة: كاترينا كون / Shutterstock.com

خلفية

SADS-CoV هو فيروس حمض الريبي النووي مغلف، أحادي الشريط، إيجابي الاتجاه (فيروس RNA) ينتمي إلى عائلة الفيروسات التاجية. تشمل الأعضاء الأخرى شديدة العدوى في نفس عائلة الفيروسات فيروس كورونا المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (SARS-CoV)، وفيروس كورونا المتلازمة التنفسية في الشرق الأوسط (MERS-CoV)، ومؤخرًا SARS-CoV-2.

SADS-CoV هو فيروس تاجي حيواني المصدر نشأ في الخفافيش وتم اكتشافه مؤخرًا في عام 2017. ومن المحتمل أن ينتقل الفيروس عبر الأنواع ويمكن أن يصيب مجموعة من الخلايا المشتقة من الخنازير والجرذان والقردة والبشر. وهذا يسلط الضوء على الحاجة إلى فهم التفاعلات بين المضيف ومسببات الأمراض لتحديد العلاجات المضادة للفيروسات المحتملة.

تعد الالتهام الذاتي آلية دفاعية مهمة ضد الفيروسات الغازية. تساعد هذه العملية على تدمير وإزالة المكونات الفيروسية عبر مسار التحلل الليزوزومي. ومع ذلك، فقد وجد أن بعض الفيروسات، مثل فيروس زيكا، وفيروس الورم الحليمي البشري (HPV)، وفيروس الهربس البسيط من النوع 2، تمنع الالتهام الذاتي للمضيف لتعزيز التكاثر والبقاء على قيد الحياة.

في الدراسة الحالية، يبحث العلماء في العلاقة بين عدوى SADS-CoV وتنظيم الالتهام الذاتي.

تأثير عدوى SADS-CoV على الالتهام الذاتي

أُصيبت الخلايا المشتقة من القرود والخنازير بفيروس SADS-CoV-2 وأخضعت لتحليل الالتهام الذاتي في نقاط زمنية مختلفة. تم تقييم تعديل الالتهام الذاتي من خلال تقدير التعبير عن علامة البلعمة الذاتية الحيوية LC3-II.

تم العثور على عدوى SADS-CoV للحث على التعبير عن LC3-II في جميع النقاط الزمنية التي تم اختبارها بعد الإصابة. ولوحظ أعلى تعبير بعد 24 و36 ساعة، اعتمادا على نوع الخلية. علاوة على ذلك، أكد التحليل المجهري تراكم الجسيمات البلعمية الذاتية استجابةً لعدوى SADS-CoV.

لتحديد ما إذا كان الفيروس غير القادر على التكاثر يمكن أن يؤدي إلى الالتهام الذاتي، تم تعطيل SADS-CoV أولاً بواسطة الأشعة فوق البنفسجية ثم تم استخدامه لإصابة الخلايا. كشفت هذه التجربة أن SADS-CoV يحتاج إلى الحفاظ على تكاثره في الخلايا المضيفة لتحفيز عملية الالتهام الذاتي.

تم تقييم تأثير الالتهام الذاتي على تكاثر SADS-CoV باستخدام الراباميسين و3-ميثيلامين، وهو محفز ومثبط للالتهام الذاتي، على التوالي. في حين وجد أن الرابامايسين يحفز الالتهام الذاتي وتكاثر الفيروس في الخلايا المضيفة، فقد لوحظ تأثير معاكس في الخلايا المعالجة بـ 3-ميثيلاديمين.

تشير هذه النتائج إلى أن SADS-CoV يحفز الالتهام الذاتي لتسهيل تكاثره داخل الخلايا المضيفة أثناء العدوى.

آلية الالتهام الذاتي الناجم عن SADS-CoV

تتميز الالتهام الذاتي بتكوين جسيمات البلعمة الذاتية والاندماج اللاحق لجسيمات البلعمة الذاتية مع الليزوزومات لتحليل المكونات الفيروسية. في حين أن بعض الفيروسات تحفز اندماج جسيمات البلعمة الذاتية مع الإندوسومات للبقاء على قيد الحياة، فإن البعض الآخر يمنع الاندماج بين جسيمات البلعمة الذاتية والليزوزومات وبالتالي يمنع تدفق البلعمة الذاتية.

كشفت سلسلة من التجارب لتحديد التفاصيل الآلية للالتهام الذاتي الناجم عن SADS-CoV أن الفيروس يحفز تدفق الالتهام الذاتي الكامل لتعزيز تكاثره. تم العثور على تثبيط اندماج البلعمة الذاتية مع الليزوزوم لتعطيل تكاثر الفيروس.

وكشف المزيد من التحليل أن SADS-CoV يحفز الالتهام الذاتي عبر المسار المعتمد على ATG5. ATG5 هو البروتين المطلوب لتكوين الجسيمات البلعمية الذاتية. على المستوى الجزيئي، قام SADS-CoV بتثبيط مسار إشارات AKT/mTOR لتعزيز الالتهام الذاتي والحفاظ على التكاثر.

يلعب مسار إشارات mTOR دورًا حاسمًا في بدء الالتهام الذاتي. AKT عبارة عن كيناز سيرين / ثريونين يعمل كعنصر إشارة أولي لمسار إشارات mTOR لتنظيم الالتهام الذاتي.

تأثير تثبيط الالتهام الذاتي على تكرار SADS-CoV

تم إجراء التحليل البروتيني للخلايا المصابة بفيروس SADS-CoV لتحديد الأهداف المحتملة المضادة للفيروسات. وأدى ذلك إلى تحديد ثمانية بروتينات معبر عنها تفاضليًا مرتبطة بمسار إشارات PI3K/AKT. ومن بين هذه البروتينات، أظهر الإنتغرين α3 (ITGA3) فقط تأثيرات مضادة للفيروسات ضد تكاثر SADS-CoV.

ITGA3 هو بروتين التصاق بغشاء الخلية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالبلعمة الذاتية. أدى الإفراط في التعبير عن ITGA3 في الخلايا المصابة بـ SADS-CoV إلى تقليل تنظيم الالتهام الذاتي والتكاثر الفيروسي وتنظيم أنشطة AKT وmTOR. في المقابل، لوحظت أحداث معاكسة بعد قمع ITGA3 في الخلية المصابة بالفيروس.

تشير هذه النتائج إلى أن ITGA3 يمنع تكرار SADS-CoV عن طريق تثبيط الالتهام الذاتي عبر مسار AKT/mTOR.

أهمية الدراسة

تصف الدراسة الحالية آلية جديدة للالتهام الذاتي الناجم عن SADS-CV والمطلوب لتكاثر الفيروس والبقاء في الخلايا المضيفة. بالإضافة إلى ذلك، حددت الدراسة ITGA3 كجزيء محتمل مضاد للفيروسات يمكنه منع تكاثر الفيروس عن طريق تثبيط الالتهام الذاتي.

مرجع:

• Zeng, S., Zhao, Y., Peng, O., et al. (2022). Das Coronavirus mit akutem Schweinedurchfall-Syndrom induziert Autophagie, um seine Replikation über den Akt/mTOR-Weg zu fördern. iScience. doi: 10.1016/j.isci.2022.105394. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004222016662