دور هام تلعبه الجليكانات في فيروس SARS-CoV-2 لإصابة الخلايا بالعدوى

يعمل الباحثون بجد لتطوير لقاحات وعلاجات لمنع فيروس SARS-CoV-2، وهو الفيروس المسؤول عن مرض "كوفيد-19" المميت.

وتركز العديد من الجهود على بروتين spike، الذي يربط الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2)  بالخلايا البشرية للسماح بدخول الفيروس.

والآن، كشف الباحثون في ACS Central Science عن دور نشط للجليكان، وهي جزيئات السكر التي تغلف البروتينات، في العملية التي من خلالها يرتبط بروتين spike، أو بروتين S، بمستقبلاته البشرية، ما يشير إلى أهداف جديدة للقاحات والعلاجات.

وقبل أن يتفاعل بروتينspike  في فيروس SARS-CoV-2 مع ACE2 على خلية بشرية، فإنه يغير شكله لفضح نطاق ارتباط بالمستقبلات (RBD)، وهو جزيء البروتين الذي يتفاعل مع ACE2.

ومثل العديد من البروتينات الفيروسية، يحتوي بروتين SARS-CoV-2 على طبقة سميكة من الجليكانات على سطحه.

وتساعد هذه الجليكانات، الملتصقة في مواقع محددة، في حماية البروتينات الفيروسية من جهاز المناعة المضيف.

وتساءل رومي أمارو وزملاؤه في جامعة كاليفورنيا سان دييغو وجامعة ماينوث (إيرلندا) وجامعة تكساس في أوستن، عما إذا كانت بعض الجليكانات في بروتين spike قد تكون أيضا لاعبا نشطا في العملية التي تؤدي إلى الإصابة.

ولمعرفة ذلك، استخدم الباحثون البيانات الهيكلية والغليكومية لبناء محاكاة ديناميكية جزيئية لبروتين spike في فيروس SARS-CoV-2 المدمج في الغشاء الفيروسي.

وكشفت النماذج الحاسوبية، التي قدمت لقطة مفصلة لكل ذرة في البروتين السكري المرتفع، أن N-glycans (عملية كيميائية حيوية تحدث في الشبكة البلازمية الداخلية) المرتبطة ببروتين spike في مواقع معينة (N165 وN234)، ساعدت في استقرار تغيير الشكل الذي يفضح نطاق ارتباط بالمستقبلات ( نطاق الارتباط وظيفته الارتباط بذرة أو جزيء محدد مثل الكالسيوم أو أحد المستقبلات)، ما قد يساعد في تعزيز العدوى.

وحددت عمليات المحاكاة أيضا مناطق من بروتين spike لم تكن مغطاة بالجليكان، وبالتالي يمكن أن تكون عرضة للأجسام المضادة، خاصة بعد تغيير الشكل.

وفي التجارب المعملية باستخدام قياس التداخل biolayer، أظهر الفريق أن تحور بروتين spike بحيث لم يعد يحتوي على الجليكانات في N165 وN234 يقلل من الارتباط بـ ACE2.

ويقول الباحثون إن هذه النتائج ترسي الأساس لاستراتيجيات جديدة لمكافحة تهديد الوباء.