مانند ونوم در بدن : محققان مکانیسم مرگ و میر ناشی از کووید -19 را شناسایی کرده¬اند

محققان مکانیسم مولکولی کلیدی مسئول مرگ و میر ناشی از کووید -19 را شناسایی کرده اند؛ آنزیمی مشابه به نوروتوکسین های موجود در زهر مار زنگی. بر اساس مطالعه ای که در مجله Clinical Investigation منتشر شده­است ، یک آنزیم ، که نقشی مبهم در ایجاد التهاب شدید ایفا می­کند، می تواند مکانیسم کلیدی در مرگ میر ناشی از کووید -19 باشد .این یافته­ها می تواند یک هدف درمانی جدید برای کاهش مرگ و میر ناشی از این همه­گیری ارائه دهد.

محققان دانشگاه آریزونا(University of Arizona) ، با همکاری دانشگاه استونی بروک (Stony Brook University) و دانشکده پزشکی دانشگاه ویک فارست (Wake Forest University School of Medicin) ، نمونه های خون دو گروه از بیماران مبتلا به کووید -19 را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که گردش آنزیم فسفولیپاز A2 گروه IIA (یا sPLA2-IIA) ممکن است مهمترین فاکتور در پیش بینی این امر باشد که بیمارانی که مبتلا به کووید -19 شدید هستند در نهایت تسلیم این ویروس می شوند یا خیر.

sPLA2-IIA ، که شباهت هایی با یک آنزیم فعال در سم مار زنگی دارد ، در افراد سالم در غلظت های کم یافت می شود. مدت هاست که این آنزیم با نقش مهمی که در دفاع در برابر عفونت های باکتریایی بازی می کند شناخته شده­است.در طی این عمل آنزیم sPLA2-IIA غشای سلولی میکروبی را از بین می برد.

فلوید چیلتون (Floyd  Chilton) ، نویسنده ارشد مقاله و مدیر طرح ابتدایی تغذیه و سلامتی UArizona که در کالج کشاورزی و دانشگاه واقع شده است ، می گوید وقتی آنزیم sPLA2-IIA در حالت فعال در سطوح بالا گردش می کند ، می تواند غشای اندام­های حیاتی را تخریب کند“.

چیلتون می­گوید: “این یک منحنی زنگوله ای از مقاومت بیماری در برابر قدرت تحمل میزبان است.به عبارت دیگر ، این آنزیم در تلاش برای از بین بردن ویروس است ، اما در مقطعی خاص به میزان خیلی زیاد ترشح می شود و این امر باعث عملکرد در جهت منفی و به ضرر بدن می­شود و غشای سلول­های مختلف بدن بیمار را از بین می برد و در نتیجه منجر به نارسایی و مرگ چندین اندام می شود.”

مائوریزیو دل پوئتا (Maurizio Del Poeta) ، استاد برجسته SUNY در گروه میکروبیولوژی و ایمونولوژی دانشکده پزشکی رنسانس در دانشگاه استونی بروک ، در این باره می گوید: “همراه با مهار کننده های sPLA2-IIA موجود در آزمایشگاه که از نظر بالینی بررسی شده­اند ، این مطالعه از یک هدف درمانی جدید برای کاهش یا حتی جلوگیری از مرگ و میر ناشی از کووید -19خبر می­دهد. ”

• همکاری در میان هرج و مرج

دل پوئتا می­گوید: “ایده­ی شناسایی یک عامل پیش آگهی بالقوه در بیماران مبتلا به کووید -19 توسط دکتر چیلتون مطرح شد. وی اولین بار پاییز گذشته با ما در ارتباط با تجزیه و تحلیل چربی ها و متابولیت ها در نمونه های خون بیماران مبتلا به کووید -19تماس گرفت.

دل پوئتا و تیمش نمونه های پلاسمای ذخیره شده را جمع آوری کردند و با تجزیه و تحلیل نمودارهای پزشکی و پیگیری داده های بالینی مهم از 127 بیمار بستری در دانشگاه استونی بروک بین ژانویه تا جولای 2020 به کار خود ادامه دادند. دومین گروه مستقل شامل ترکیبی از 154 نمونه بیمار بود که از استونی بروک و مرکز پزشکی دانشگاه بنر در توسان بین ژانویه تا نوامبر 2020جمع آوری شده بود.

چیلتون می­گوید: “مسلماً این گروه ها برای بررسی کوچک هستند ، اما بدست آوردن آنها و همه پارامترهای بالینی مرتبط با آن در شرایط پاندمی یک تلاش قهرمانانه بود. برخلاف اکثر مطالعاتی که در طول سال ها به شکل دقیق برنامه ریزی می­شوند، برنامه­ریزی این مطالعه در مدت زمانی محدود در بخش ICU اتفاق افتاد.”

تیم تحقیقات به کمک الگوریتم های یادگیری ماشینی(Machine learning) موفق به آنالیز هزاران داده از اطلاعات بیماران شدند. علاوه بر عواملی مانند سن ، شاخص توده بدنی و بیماری های زمینه­ای ، تیم همچنین بر روی عوامل جدیدی مثل آنزیم های بیوشیمیایی و همچنین سطح متابولیت­های لیپیدی بیماران بررسی­هایی را انجام دادند.

جاستین اسنایدر(Justin Snider) ، استادیار در دپارتمان تغذیه دانشگاه آریزونا ، می گوید: “در این مطالعه ، ما توانستیم الگوهای متابولیتی موجود در افراد مبتلا به این بیماری را شناسایی کنیم.متابولیت هایی که مشاهده شدند بیانگر اختلال در عملکرد تامین انرژی سلولی و سطوح بالای آنزیم sPLA2-IIA هستند. اولین امر مورد انتظار بود اما سطح بالای sPLA2-IIA به دور از انتظار ما بود.”

” با استفاده از الگوریتم­های یادگیری ماشینی(Machine learning) مشابه ، محققان یک نمودار درختی برای پیش بینی مرگ و میر ناشی از کووید -19 تهیه کردند. سطوح آنزیم sPLA2-IIA در گردش خون در اکثر افراد سالم حدود 5/0نانوگرم در میلی لیتر است. بر اساس این مطالعه ،  کووید -19 در 63 درصد از بیماران مبتلا از نوع شدید،کشنده بود و سطح sPLA2-IIA در این افراد برابر یا بیشتر از 10 نانوگرم در میلی­لیتر اندازه­گیری شد.”

چیلتون ، که بیش از سه دهه در حال مطالعه روی این آنزیم بوده است ، می­گوید: “بسیاری از بیمارانی که بر اثر کووید -19 جان خود را از دست دادند ، دارای بالاترین سطح از این آنزیم بودند که تا به حال گزارش شده است.”

• آنزیمی همراه با زهر نیش

چیلتون درمورد این آنزیم می­گوید:” نقش آنزیم sPLA2-IIA به مدت نیم قرن مورد مطالعه قرار گرفته است و احتمالاً در خانواده فسفولیپازها بیشتر از هر عضو دیگر مورد بررسی قرار گرفته­است.”

تحقیقات قبلی نشان داده است که چگونه این آنزیم غشای سلولی میکروبی را در عفونت های باکتریایی از بین می برد و همچنین نسب ژنتیکی نزدیکی بین آنزیم sPLA2-IIA و یک آنزیم کلیدی در سم مار یافته شده­است.

چیلتون می­گوید: “توالی پروتئین sPLA2-IIA دارای میزان بالایی از همسانی با آنزیم فعال در سم مار زنگی است و مانند سمی که در بدن انتشار می­یابد، آنزیم sPLA2-IIA می­تواند در اتصالات عصب-عضلانی به گیرنده­ها متصل شود و به طور بالقوه عملکرد این ماهیچه ها را مختل کند. تقریباً یک سوم افرادی که به کووید-19 مبتلا می­شوند عوارض طولانی مدت نشان می­دهند، بسیاری از آنها افراد با فعالیت بالای فیزیکی بوده­اند که اکنون نمی­توانند 100 یارد راه بروند. سوالی که ما در حال بررسی آن هستیم این است: اگر این آنزیم هنوز نسبتاً بالا و فعال باشد ، آیا می تواند مسئول بخشی عوارض طولانی مدت بعد از ابتلا به کووید-19 باشد؟ “

ترجمه توسط: سرکار خانم آتوسا بهنامراد