חוקרים השתמשו בריצוף רנ”א של תאים בודדים, כדי לאפיין את הדרכים שבהן נגיף הקורונה מתפשט בתאי הגוף, ובאוכלוסייה הכללית
נגיף הקורונה, COVID-19, הגיע לכל היבשות בעולם (למעט אנטארקטיקה). דרכי ההעברה שלו מאדם לאדם כפי הנראה דומות לאלו של כל נגיף: טיפות שמכילות את חלקיקיו עוברות עד מרחק של כשני מטרים. חלקיקי הנגיף משתחררים לאוויר כאשר הנשא משתעל, מתעטש או מדבר והאדם הבריא שואף אותם או שריריותיו באות עמם במגע. בנוסף, אם הוא נוגע במשטח שמזוהם בחלקיקי הנגיף ולאחר מכן באף, בפה, או בפניו – הוא יכול להידבק. הנגיף עשוי להימצא גם בנוזלי גוף שאינם נשימתיים כגון צואה, דם וזרע אך תפקידם בהעברתו אינו ברור והם כנראה לא מהווים דרך הדבקה משמעותית. נשא, או חולה, יכול להדביק אנשים עוד לפני הופעת התסמינים, ובתחילת המחלה יכולת זו מגיעה לשיאה.
מה השאלה? כיצד נגיף הקורונה מדביק את תאי הגוף ומתרבה בתוכם?
ד”ר יותם דרייאר וד”ר אורן פרנס מהפקולטה לרפואה באוניברסיטה העברית בירושלים, חקרו, בסיוע מענק מהקרן הלאומית למדע, את ביולוגיית ההדבקה בנגיף הקורונה בתגובה להתפרצותו בארץ ובעולם. בשגרה, מעבדתו של ד”ר דרייאר עוסקת בקשר שבין שינויים אפיגנטיים (בביטוי הגנים ותפקודם) לבין מחלות ובעיקר סרטן, ומעבדתו של ד”ר אורן פרנס עוסקת במערכת החיסון, בוחנת את תפקידי תאיה ואת התמודדותם עם חיידקים, נגיפים וסרטן. עם פרוץ משבר הקורונה התגייסו החוקרים והשתמשו בכלים העומדים לרשותם כדי לחקור את הנגיף ואף פיתחו מערך של בדיקות קורונה. בסופו של דבר מטרתם הייתה למצוא דרכים שימנעו את התפשטותו, לקטלג חולים לפי רמת הסיכון למחלה קשה ולפתח טיפולים יעילים. תאים שהחוקרים הדביקו בקורונה (צבע חלש יותר מעיד שנהרסו עקב ההדבקה)
“ככל שהעמקנו בחקר הביולוגיה של ההדבקה בקורונה, הבנו שאנו יכולים להשתמש בכלי המחקר שלנו: ריצוף רנ”א (שיטה שמאתרת שינויים בביטוי גנים) של תאים בודדים שהודבקו בנגיף. כך ראינו כיצד הנגיף משפיע על הגנום בתאים מסוגים שונים (אילו גנים משתנים), לאילו תהליכים ביולוגיים הוא גורם כדי להתרבות ואת תגובת מערכת החיסון לכך. בנוסף השווינו את התאים המודבקים לתאים בריאים כדי להבין כיצד השתנתה בקרת הגנים בעקבות חדירת הנגיף – דבר שאנחנו עושים באופן שגרתי בחקר סרטן”, מסביר ד”ר דרייאר.
תחילה בחנו החוקרים תאים שהודבקו בנגיף מהונדס שמנגנון ההדבקה שלו דומה לזה של הקורונה. עם הזמן אפיינו מידע שהגיע ממעבדות אחרות שבחנו תאים שנלקחו מחולי קורונה ומחיות מודל (קופים) שהודבקו בנגיף. הם כימתו ופענחו שינויים בתהליכים ביולוגיים בתאים בודדים, וכך גילו בין השאר כי הנגיף מעודד היצמדות של תאים זה לזה, כדי לעבור מתא לתא ולהדביק עוד ועוד תאים באמצעות הפעלת מסלולי איתות של חלבונים. לדברי ד”ר דרייאר: “כך למעשה הנגיף אינו נדרש לביטוי הקולטן של התאים כדי לחדור אליהם, ומעודד אותם לאפשר לו לעשות זאת”.
בנוסף גילו החוקרים כי הנגיף משבש את פעולתו ומפחית את כמותו של החלבון WT1 – אשר אחראי על בקרת ביטוי גנים ושעתוק של חלבונים. כך פוחתת הבקרה על גנים שחלקם קשורים למסלולי איתות שתפקידם לתמוך במעגל החיים של הנגיף, ביכולתו להדביק ולהתרבות. עוד גילו כי הנגיף גורם לגליקוליזה בתאים – מסלול מטבולי שבו מולקולת גלוקוז מפורקת לשתי מולקולות פירובט, אשר משמש להפקת אנרגיה. כלומר, הנגיף משנה את המטבוליזם התאי באופן שמסייע לו להתרבות.
החוקרים גילו כי הנגיף משבש את פעולתו ומפחית את כמותו של החלבון WT1 – אשר אחראי על בקרת ביטוי גנים ושעתוק של חלבונים. כך פוחתת הבקרה על גנים שחלקם קשורים למסלולי איתות שתפקידם לתמוך במעגל החיים של הנגיף.
כיום החוקרים משתמשים בשיטות גנטיות נוספות כדי להבין טוב יותר כיצד התאים מבטאים את החלבונים שמתווכים את כניסת הנגיף לגוף. פגיעה בחלבונים הללו בעזרת תרופות תוכל להגביל את כניסתו והתרבותו. “בסופו של דבר המחקר אפשר לנו לאפיין בצורה שיטתית ומערכתית את התהליכים הביולוגיים שמשתנים עקב הדבקה בנגיף. במחקרים הבאים נרצה להשתמש בשיטות דומות כדי לחקור נגיפים נוספים ומחלות אחרות כמו סרטן”, מסכם ד”ר דרייאר.
עוד בנושא באתר הידען:
