لماذا تحتوي الخفافيش على الكثير من الفيروسات؟

لماذا تحتوي الخفافيش على الكثير من الفيروسات؟

لعدة أسابيع في شهر مارس ، كان Arinjay Banerjee يأكل الإفطار في الساعة 6 صباحًا ثم يقود الطرق الفارغة في تورنتو إلى مختبر مقيد الوصول. ثم يجهز نفسه للعمل ، مرتديًا ثلاث طبقات من القفازات ، وقناع خوذة مُجهز بجهاز تنفس لتنقية الهواء وثوبًا جراحيًا.

كانت الظروف الصارمة في مختبر تورنتو هذا - مستوى واحد فقط أقل من المستوى الأكثر أمانًا في التسلسل الهرمي للسلامة الحيوية - أمرًا بالغ الأهمية. كان بانيرجي ، عالم الفيروسات ، في فريق يعمل على عزل فيروس SARS-CoV-2 ، المسبب لـ covid-19 ، عن أحد المرضى الأوائل في كندا حتى يتمكنوا من القفز على تطوير اللقاح.

كان بانيرجي هو الرجل الخفاش. كان لديه خبرة في عزل مسببات الأمراض الخطيرة. وقد درس كيف تتفاعل الخفافيش مع فيروسات مثل تلك التي تسبب متلازمة الشرق الأوسط التنفسية ، وهي واحدة من مئات فيروسات كورونا التي يمكن أن تأويها الثدييات.

تستمر قصة الإعلان أسفل الإعلان

أصبحت الخفافيش مشهورة حديثًا كمستودعات للفيروسات القاتلة. بالإضافة إلى استضافة نسخة أسلاف من متلازمة الشرق الأوسط التنفسية ، والتي تسببت في تفشي المرض بشكل متكرر بين البشر ، تأوي الخفافيش أيضًا أقرباء الفيروس الذي تسبب في تفشي متلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة عام 2003 ووباء فيروس كورونا الجديد اليوم. إنهم المستودع المشتبه به لفيروس الإيبولا والمضيفات الطبيعية لفيروسات هندرا ونيباه وماربورغ - وكلها يمكن أن تكون مميتة للبشر.

ما تحتاج لمعرفته حول فيروس كورونا

لكن على الرغم من قائمة طويلة من فيروسات الخفافيش ، لا يبدو أن الحيوانات منزعجة من كثرة سكانها غير المرئيين. العلماء يريدون معرفة السبب.

واليوم ، يشك عدد متزايد منهم في أن المفتاح يكمن في السمات الخاصة لنظام المناعة لدى الخفافيش - تلك التي تثير استجابات للغزو الفيروسي تختلف تمامًا عما يحدث عند البشر.

تستمر قصة الإعلان أسفل الإعلان

يقول بانيرجي: 'إنه أمر مثير للاهتمام للغاية'. 'أستيقظ أفكر في الأمر كل يوم. لماذا تمتلك الخفافيش هذه الاستجابة المناعية التي تختلف تمامًا عن استجاباتنا ومختلفة جدًا عن الثدييات الأخرى؟ '

بالطبع ، توجد العديد من الفيروسات في الحياة البرية ، وغالبًا ما تسبب ضررًا ضئيلًا لمضيفيها الطبيعيين ولا تسبب لنا سوى المتاعب عندما تقفز إلى البشر أو الكائنات الأخرى التي لا تشترك معها في تاريخ تطوري طويل. البط والطيور المائية الأخرى تتلاشى وهي تحمل سلالات لا تعد ولا تحصى من الإنفلونزا أ ؛ لا تنزعج الخنازير من استضافتها لالتهاب الكبد E.

لكن يبدو أن الخفافيش خاصة ، على الأقل من حيث عدد الفيروسات البارزة التي تحملها ويبدو أنها تتحملها. مع استثناءات قليلة - بما في ذلك داء الكلب وفيروس Tacaribe الأكثر غموضًا - عندما تصاب الخفافيش بالفيروسات لا يبدو أنها تمرض.

تستمر قصة الإعلان أسفل الإعلان

تقول Raina Plowright ، عالمة بيئة الأمراض المعدية وطبيبة بيطرية للحياة البرية في جامعة ولاية مونتانا في بوزمان: 'يمكن أن تظل بصحة جيدة ولا تظهر عليها أي علامات واضحة للمرض'.

قبل كوفيد -19 ، كان العلماء يجمعون معًا بعض الخصائص المميزة لعلاقة فيروس الخفافيش. لقد اكتسب هذا البحث إلحاحًا جديدًا ، وهو يثير احتمالًا مثيرًا للاهتمام. إذا فهمنا بشكل أفضل كيف تتسامح الخفافيش مع ركابها الفيروسيين ، فقد يشير ذلك إلى علاجات ذلك يمكن أن تجعل العدوى البشرية أقل حدة .

تقول عالمة المناعة الخلوية جوديث ماندل من جامعة ماكغيل مونتريال. 'إذا اكتشفنا ذلك ، فربما يمكننا تطبيق نفس المبادئ وتعديل الاستجابة المناعية لدى البشر.'

تستمر قصة الإعلان أسفل الإعلان

عندما يصاب مضيف ، سواء أكان خفاشًا أم بشريًا ، بمسببات الأمراض ، غالبًا ما يوصف التفاعل اللاحق بأنه معركة. ولكن هناك تقدير متزايد لأهمية تحمل المرض ، نهج 'حافظ على الهدوء واستمر في العمل' بواسطة جهاز المناعة ، مما يحد من الضرر الذي يلحق بالعائل ولكن لا تقلق بشأن التخلص من كل أثر لمسببات الأمراض.

على الرغم من عدم وجود العديد من التفاصيل - هناك حوالي 1300 نوع من الخفافيش ، وتركز الدراسات عادةً على نوع واحد أو حفنة - تشير الدراسات الحديثة إلى أن هذا التحمل يبرز كيفية تفاعل الخفافيش مع العديد من الفيروسات التي تحملها.

أولاً ، تشن الخفافيش هجومًا سريعًا ولكن دقيقًا يمنع الفيروس من التكاثر بالتخلي. ثانيًا ، وربما الأهم من ذلك ، أنها تقلل من نشاط جنود المشاة المناعيين الذين قد يتسببون في استجابة التهابية هائلة من شأنها أن تلحق أضرارًا أكثر من الفيروس نفسه.

كيف يهاجم الفيروس التاجي جسم الإنسان

اللاعبون الرئيسيون في هذه الاستجابة المناعية المكونة من جزأين هم الإنترفيرون ، وهي جزيئات إشارات صغيرة حصلت على اسمها بسبب موهبتها في التدخل في تكاثر الفيروس. إنها خط الدفاع الأول للثدييات بشكل عام: عندما تصاب الخلايا بالفيروسات ، فإنها تطلق العديد من الإنترفيرون كإشارة إنذار ، كما تفعل بعض خلايا الجهاز المناعي.

تستمر قصة الإعلان أسفل الإعلان

لكن يبدو أن الخفافيش تسير بشكل أفضل. بادئ ذي بدء ، تمتلك بعض الأنواع عددًا هائلاً من الجينات لصنع الإنترفيرون. على سبيل المثال ، خفاش الفاكهة المصري (Rousettus aegyptiacus) ، وهو مضيف طبيعي لفيروس ماربورغ ، لديه 46 جينًا من هذا القبيل (لدى البشر حوالي 20).

ثانيًا ، الأنواع مثل الثعالب السوداء الطائرة (Pteropus alecto) الحفاظ على بعض الجينات لجعل الإنترفيرون نشطة طوال الوقت ، حتى في حالة عدم وجود غاز فيروسي يمكن مواجهته. أحد الأشياء التي تقوم بها هذه الإنترفيرونات 'العاملة دائمًا' هو بدء إنتاج إنزيم يقطع المادة الوراثية الفيروسية.

يبدو أن الخفافيش أيضًا قادرة على ترويض الالتهاب ، وهو أمر ضروري لمكافحة العدوى ، ولكنها قد تكون أيضًا كارثية.

تستمر القصة أدناه الإعلان

الالتهاب الخارج عن السيطرة هو أ موضوع شائع في الأمراض الشديدة من الفيروسات التي قفزت من الأنواع الأخرى: في الأشخاص المصابين بالفيروسات الخيطية القاتلة مثل الإيبولا ، على سبيل المثال ، يؤدي قصف الجزيئات المسببة للالتهابات إلى فشل أعضاء متعددة ومتلازمة شبيهة بالصدمة الإنتانية.

وبعض سلالات الإنفلونزا الجديدة ، بما في ذلك تلك التي تسببت في جائحة عام 1918 المميت ، بارعة بشكل خاص في إطلاق وابل من الجزيئات الالتهابية. هذا الهجوم الخاطف المطول - والذي يمكن أن يظهر على شكل ما يسمى ب عاصفة خلوية - تم العثور عليه أيضًا في الأشخاص الذين يعانون من مرض السارس ، وهو ما يقتل العديد من المرضى الذين يعانون من مرض كوفيد -19.

يقول ماندل: 'إذا أصبت بشيء ما ، فإن الاستجابة المناعية تكون دائمًا على هذا الحبل المشدود'. 'إنه توازن بين التأكد من أن الاستجابة قوية بما فيه الكفاية - ولكن ليست قوية جدًا بحيث ، على سبيل المثال ، ينتهي بك الأمر بملء الرئتين بالسوائل والكثير من الخلايا الالتهابية.'

تستمر القصة أدناه الإعلان

تمشي الخفافيش على هذا الحبل المشدود ببراعة. يبدو أن لديهم عدة طرق لتجنب الالتهاب الخطير رد فعل مبالغ فيه.

على سبيل المثال ، دراسة الخلايا المناعية في الخفاش ذو الأذن الفأرية الأكبر (ميوتيس ميوتيس) وجدت الطلب الهاتفي للإنترلوكين 10 ، وهو بروتين معروف بقدرته على تثبيط استجابات الجسم الالتهابية.

تخفف الخفافيش أيضًا من نشاط مجموعات البروتين الكبيرة التي تسمى الجسيمات الالتهابية ، والتي تنسق إطلاق جميع أنواع الجزيئات المعززة للالتهابات.

ولم تعد العديد من أنواع الخفافيش تصنع بروتينات معينة تستشعر المادة الوراثية التالفة وتطلق استجابة التهابية. على سبيل المثال ، فقدت 10 أنواع من الخفافيش عائلة كاملة من هذه البروتينات.

تستمر القصة أدناه الإعلان

أضف كل ذلك ، وستجد أن الخفافيش 'تبدو حقًا وكأنها تخنق الالتهاب ،' كما تقول عالمة الأحياء التطورية إيما تيلينغ من جامعة كوليدج دبلن ، المؤسس المشارك لـ جهد كبير لاستكشاف جينومات الخفافيش .

بينما يحلل الباحثون كيف تتعايش الخفافيش مع العديد من الفيروسات ، فإنهم يتساءلون أيضًا عن سبب وجود هذه الكائنات على هذا النحو. قد تبدو الإجابة مفاجئة: يمكن ربط التسامح بحقيقة أن الخفافيش تطير.

الخفافيش هي الثدييات الوحيدة القادرة على الطيران المستمر بالطاقة (فهي لا تنزلق فقط) ، وهو إنجاز تطلب تغييرات في عملية التمثيل الغذائي. الرحلة تمرين رئيسي - تشير التقديرات يمكن أن يزيد معدل التمثيل الغذائي للخفاش حتى 34 مرة عن مستوى الراحة عندما يصل إلى الهواء. ينتج عن هذا الارتفاع الأيضي أثناء الطيران مواد كيميائية ضارة تسمى أنواع الأكسجين التفاعلية التي تؤدي إلى الالتهاب ، والذي يساهم في جميع أنواع الأمراض في الثدييات.

لذلك ، يفترض العلماء ، من خلال التطور للحد من الالتهاب المرتبط بالطيران ، قد تنجو الخفافيش أيضًا من الالتهاب الخطير الناجم عن العدوى الفيروسية.

دراسة الخفافيش لها أيضًا أهداف أكثر إلحاحًا. يقول عالم الأوبئة ديفيد هايمان من جامعة ماسي في نيوزيلندا ، والذي كتب نظرة عامة على الخفافيش والفيروسات في المراجعة السنوية لعلم الفيروسات.

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الظروف المجهدة مثل نقص الغذاء وفقدان الموائل قد تكون تنبئًا رئيسيًا للخفافيش التي تتخلص من الكثير من الفيروسات. قضى بلاورايت سنوات في أسر الخفافيش في شباك عملاقة وأخذ عينات من دمها وبولها وبرازها ، وجدت أن العدوى الفيروسية في الخفافيش ليست متسقة عبر الزمان والمكان.

وبغض النظر عن التوتر ، فإن زيادة الاتصال بحد ذاته يمثل مشكلة. يقول هايمان: 'الحقيقة البسيطة المتمثلة في زيادة عدد الأشخاص ، والمزيد من تدمير الموائل ، تعني المزيد من الاتصالات المحتملة ، والتي قد تؤدي ببساطة إلى زيادة فرص الإصابة بالعدوى'.

محاولة القضاء على مثل هذه المواجهات عن طريق القضاء على الخفافيش ليس هو الحل. يقول بلورايت: 'سيكون ذلك كارثة'. 'إنهم يقدمون خدمات بيئية ضخمة.' الخفافيش الملقحات الحاسمة لمئات النباتات ، يساعدون في نثر البذور ، وكثير منهم أكلة شرهة للحشرات.

يعلم العلماء أنهم بدأوا للتو في تحليل العلاقة بين الخفافيش والفيروسات التي تأويها ، أو لفهم عمليات الانتقال الفيروسي العرضية الكارثية إلى جنسنا البشري. مع تفشي جائحة covid-19 ، أعربوا عن استيائهم واستغرابهم من إنهاء التمويل مؤخرًا لبعض أبحاث الخفافيش والفيروسات التاجية من قبل المعاهد الوطنية للصحة.

الشكوك التي أثارها ترامب حول مختبر ووهان يوقع في شرك منظمة غير ربحية في نيويورك تبحث في فيروسات الخفافيش التاجية

لكنهم يمضون قدما في عملهم. من جانبه ، يجد بانيرجي ، الذي يعمل الآن في جامعة ماكماستر في هاميلتون ، أونتاريو ، نفسه مرة أخرى مناسبًا لنمط المواد الخطرة. يقضي ساعاته في رعاية أطباق بتري من خلايا الكلى الخفافيش وينشئ حدائق قوارير من الفيروسات ، ثم يجمع بين الاثنين لإجراء تجارب العدوى.

يقول: 'اعتقدت أن مدرسة الدراسات العليا كانت مشغولة'. 'لكن هذا مشغول بجنون.'

تم إنتاج هذا التقرير من قبل مجلة Knowable Magazine ويمكن قراءته بالكامل على knowablemagazine.org .

يقول العلماء إن الوباء القادم قادم بالفعل ، ما لم يغير البشر طريقة تفاعلنا مع الحياة البرية

حذر علماء من أن فيروس كورونا قد يهدد القردة العليا المهددة بالانقراض

تحمل هذه الخفافيش فيروس ماربورغ القاتل ويحاول العلماء معرفة كيفية انتشاره بين البشر