بلایی که ویروس کرونا در چند ساعت بر سر ریه‌ها می‌آورد

اگر دانشمندان بدانند که ویروس سارس-کووید ۱۹ طی چند ساعت اول آلوده شدن دقیقا چه تاثیری در سلول‌های ریه ما دارد آیا آن‌ها می‌توانند از این اطلاعات برای یافتن دارو‌هایی استفاده کنند که روند تکثیر ویروس را قبل از شروع کامل آن مختل کند؟ این کشف که چندین داروی مورد تایید سازمان غذا و داروی آمریکا از جمله دارو‌های اصلی برای مقابله با سرطان، می‌توانند ویروس کرونا را متوقف کنند، نشان می‌دهد که جواب مثبت است.

تیمی از محققان دانشگاه بوستون در تحقیقی همزمان ده‌ها هزار سلول ریوی انسان را به ویروس سارس-کووید ۱۹ آلوده کردند و سپس دقیقا آنچه را که در چند لحظه اول پس از عفونت در تمام آن سلول‌ها اتفاق می‌افتد، ردیابی کردند. به نظر می‌رسید که این مسئله به اندازه کافی پیچیده نبوده است. نتیجه این تحقیق جامع‌ترین نقشه را از تمام فعالیت‌های مولکولی در هنگام گسترش ویروس کرونا در داخل سلول‌های ریه نشان می‌دهد؛ آن‌ها همچنین کشف کردند که حداقل ۱۸ داروی مورد تایید سازمان غذا و داروی آمریکا وجود دارد که به طور بالقوه می‌توانند برای مقابله با عفونت‌های کووید ۱۹ بلافاصله پس از آلوده شدن فرد مورد استفاده قرار گیرند. به طور تجربی، پنج مورد از این دارو‌ها بیش از ۹۰ درصد ویروس کرونا را در سلول‌های ریه انسان کنترل می‌کنند.

به گفته محققان اگر چه واکسن‌های کووید ۱۹ در حال استفاده هستند، اما احتمالا این یک سال زمان می‌برد تا به منظور ایجاد ایمنی گله‌ای همه افراد واکسینه شوند و هیچ تضمینی وجود ندارد که فرمولاسیون فعلی واکسن در آینده موثر باشند، زیرا ممکن است این ویروس با گذشت زمان دچار جهش‌های جدید شود. مداخلات درمانی موثرتر و به موقع می‌توانند به کاهش تعداد کلی مرگ و میر مربوط به بیماری کووید ۱۹ کمک کنند.

الک مولبرگر یکی از محققان ارشد این مطالعه و یک ویروس شناس می‌گوید آنچه این تحقیقات را غیرمعمول می‌کند این است که این مطالعات در ساعت اولیه آلوده شدن به ویروس انجام شده است در صورتی که معمولا افراد با گذشت روز‌ها از زمان ابتلا، به مراکز درمانی مراجعه می‌کنند و روند بسیار ترسناکی است مشاهده اینکه چگونه این ویروس حین ورود به بدن به سلول آسیب می‌رساند.

چگونه ویروس کرونا به سلول‌های ریه آسیب می‌زند؟

اندرو امیلی یکی دیگر از محققان ارشد مطالعه می‌گوید قابل توجه‌ترین جنبه این است که چگونه بسیاری از مسیر‌های مولکولی تحت تاثیر ویروس قرار می‌گیرند. ویروس‌ها نمی‌توانند خودشان را تکثیر کنند، زیرا فاقد ماشین آلات مولکولی برای تولید پروتئین‌ها هستند، به همین دلیل آن‌ها برای ربودن ماشین داخلی سلول‌ها و استفاده از آن‌ها برای انتشار مواد ژنتیکی خود به آلودگی سلول‌ها اعتماد می‌کنند.

امیلی می‌گوید هنگامی که ویروس کرونا قدرت را به دست می‌گیرد، فرآیند‌های متابولیک سلول‌ها را کاملا تغییر می‌دهد و حتی در عرض سه تا شش ساعت پس از ابتلا به غشای هسته‌ای سلول آسیب می‌رساند که به نظر تیم تعجب آور است؛ از سوی دیگر به گفته مولبرگر سلول‌های آلوده به ویروس کشنده ابولا هیچ تغییر ساختاری واضحی در اوایل زمان آلودگی نشان نمی‌دهند و حتی در مراحل آخر، غشای هسته‌ای هنوز سالم است.

غشایی که هسته را احاطه کرده است بیشتر اطلاعات ژنتیکی سلول را در اختیار دارد و عملکرد‌های سلولی طبیعی را کنترل و تنظیم می‌کند. با به خطر افتادن هسته سلول توسط کووید ۱۹، به سرعت به طرز نامطلوبی روند کلی سلول تغییر می‌کند. در محاصره، سلول‌هایی که به طور معمول در حفظ تبادل ضروری اکسیژن و دی اکسید کربن که هنگام تنفس اتفاق می‌افتد، نقش دارند، می‌میرند. با مرگ سلول‌ها، آن‌ها سیگنال‌هایی را نیز منتشر می‌کنند که باعث افزایش التهاب و ایجاد یک فعالیت بیولوژیکی می‌شود که مرگ سلول را تسریع کرده و در نهایت منجر به ذات الریه، ناراحتی حاد تنفسی و نارسایی ریه شود.

این تیم از تخصص ارگانوئید CReM برای رشد سلول‌های کیسه هوای ریه انسان، نوعی سلول که در داخل ریه‌ها قرار دارد، استفاده کرد. نگهداری و رشد سلول‌های کیسه هوا و استخراج مستقیم آن‌ها از بیماران برای اهداف تحقیق دشوار است، به همین دلیل بسیاری از تحقیقات ویروس کرونا تا به امروز به استفاده از سلول‌های سهل الوصول‌تری مانند سلول‌های کلیوی میمون‌ها متکی بوده است. مشکل این است که سلول‌های کلیوی میمون‌ها همان واکنش سلول‌های ریه انسان را در برابر ویروس کرونا نشان نداده و آن‌ها را به یک مدل ضعیف برای مطالعه ویروس تبدیل می‌کند و اطلاعات به دست آمده از آن‌ها به راحتی به یافته‌های کلینیکی برای درمان بیماران انسانی تبدیل نمی‌شود.

رمدیسیویر چه زمان می‌تواند در درمان کووید ۱۹ موثر باشد؟

در مطالعه اخیر دیگری که با استفاده از مهندسی سلول‌های ریه انسانی CReM انجام شده است، تیم تحقیق تأیید کرد که داروی رمدیسیور در مبارزه با ویروس موثر است، هرچند این نیز راه حل مناسبی برای کنترل التهاب کووید ۱۹ نیست. رمدیسیور، یک ضد ویروس پرکاربرد است که قبلا در بیماران ویروسی کرونا به صورت بالینی استفاده شده است. این دارو در ساعات اولیه ابتلا می‌تواند ویروس را مهار کند، اما در صورت پیشرفت بیماری نمی‌تواند جان انسان را نجات دهد و نیاز به دستگاه تنفس مصنوعی است.

مشاهده اینکه ویروس کرونا چقدر استادانه سلول‌های انسان را فرماندهی و آن‌ها سرنگون می‌کند تا کار تکثیر ژنوم ویروسی را انجام دهد، محققان را یاد یک مهاجم مرگبار دیگر انداخت.

مولبرگر می‌گوید: من تعجب کردم که شباهت‌های زیادی بین سلول‌های سرطانی و سلول‌های آلوده به کووید ۱۹ وجود دارد. این تیم تعدادی از دارو‌های سرطانی را به عنوان بخشی از مطالعه خود بررسی کرده و دریافت که چندین مورد از آن‌ها قادر به جلوگیری از تکثیر ویروس هستند. سلول‌های سرطانی مانند ویروس‌ها می‌خواهند ژنوم خود را تکثیر کرده و بار‌ها و بار‌ها تقسیم شوند. برای انجام این کار آن‌ها نیاز به تولید پیریمیدین زیادی دارند که یک عنصر اساسی برای تولید مواد ژنتیکی است. قطع تولید پیریمیدین با استفاده از داروی سرطانی که برای این منظور ساخته شده است، همچنین مانع ساخت ژنوم کووید ۱۹ می‌شود. اما مولبرگر هشدار می‌دهد که دارو‌های سرطانی معمولا عوارض جانبی زیادی دارند. آیا ما واقعا می‌خواهیم از این مواد سنگین در برابر ویروس استفاده کنیم؟ او می‌گوید برای سنجش موافقان و مخالفان چنین رویکردی، به مطالعات بیشتری نیاز است.

دانشمندان معتقدند آنچه برای پزشکان و دانشمندان آشکار شده است درک مهم بودن زمان بندی است. هنگامی که یک فرد از دستگاه تنفس مصنوعی استفاده می‌کند، برای انجام اقدامات لازم، آن‌ها دچار محدودیت می‌شوند، بنابراین زمان بندی و شناسایی اولیه مداخله بسیار مهم است و می‌تواند در درمان و بهبود مبتلایان حیاتی باشد.