المحرر العلمي الدفاع عن الجسم ضد مسببات الأمراض هو عمل شاق يتطلب دقة وسرعة فائقتين. بقيادة كريستوف بوك Christoph Bock وماتياس فارليك Matthias Farlik، درس فريق بحثي من جامعة فيينا MedUni Vienna ومركز البحوث للطب الجزيئي CeMM في فيينا أيضًا كيفية قيام الخلايا المناعية بهذه المهمة. توفر دراستهم، التي نُشرت في مجلة Cell Systems، تحليلًا للعمليات الجزيئية في ”الخلايا الكاسحة“ scavenger cells (البلعمية Macrophages) في جهاز المناعة لدينا أثناء محاربتها لمختلف مسببات الأمراض. طور الباحثون طريقة جديدة باستخدام طريقة التكرارات العنقودية المتناظرة القصيرة منتظمة التباعد CRISPR لتعديل الجينات والتعلم الآلي لتحديد منظمات الاستجابة المناعية في الخلايا البلعمية.
تستحق الخلايا البلعمية اسمها: فمُهمتها هي التعرف على مسببات الأمراض الغازية مثل البكتيريا أو الفيروسات، وابتلاعها وتفكيكها إلى مكوناتها الكيميائية الحيوية. الخلايا البلعمية هي أيضًا ناقلات، إذ تطلق إشارات مختلفة لتجنيد خلايا مناعية أخرى، وتثير الالتهاب، وتعرض شظايا مسببات الأمراض المهضومة على سطحها، مما يوجه الجهاز المناعي التكيفي لتطوير مناعة طويلة الأمد.
تتعرض الخلايا البلعمية التي تواجه مسببات الأمراض لضغط هائل. إذا تأخرت في الاستجابة أو لم تكن حاسمة بما يكفي، فقد تصبح العدوى قاتلة. لكن الاستجابة المناعية المفرطة ضارة بالقدر نفسه. في غضون وقت قصير جدًّا، يجب بدء استجابة مناعية مخصَّصة: تشغَّل سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية وتفعَّل آلاف الجينات، وتُنتج مجموعة كبيرة من المواد – كل استجابة مخصصة لمسببات الأمراض المحددة التي تحصل مواجهتها.
الكشف عن شبكة المنظمين
لفهم كيفية تنسيق البلاعم لهذه المهام المتعددة، قام الفريق بقيادة كريستوف بوك (باحث رئيسي في CeMM وأستاذ في MedUni Vienna) وماتياس فارليك (باحث رئيسي في MedUni Vienna) بتعريض البلاعم من الفئران لمحفزات مناعية مختلفة تحاكي العدوى البكتيرية أو الفيروسية. تتبعوا التغيرات داخل الخلايا عن طريق قياس نشاط الجينات وإمكانية الوصول إلى الحمض النووي كل بضع ساعات، مما أدى إلى إنشاء جدول زمني جزيئي لكيفية تطور البرامج التنظيمية خطوة بخطوة.
بعد ذلك، حدد الفريق البروتينات التنظيمية التي تنسق هذه البرامج، باستخدام تقنية CRISPR لتعديل الجينوم لإنتاج مئات من الجينات المُعطلة وتسلسل الحمض النووي الريبوزي أحادي الخلية لتوصيف الخلايا المضطربة وراثيًا. كشفت هذه الطريقة المبتكرة عن شبكة من عشرات المنظمين الذين يتشاركون مسؤولية تحفيز الاستجابة المناعية الأكثر ملاءمة. تشمل العوامل التنظيمية التي تم تحديدها العديد من ”العوامل المشتبه بها“ مثل مسار الإشارة JAK-STAT، ولكن أيضًا عوامل الربط والعوامل التنظيمية للكروماتين التي لا يُفهم دورها في التنظيم المناعي جيدًا.
يقول كريستوف بوك، المؤلف الرئيسي للدراسة: ”من المثير للإعجاب مدى التعقيد في هذا الجزء القديم من جهاز المناعة لدينا، والذي نتشاركه مع الإسفنج وقنديل البحر والشعاب المرجانية. بفضل التقدم في تقنية الفحص CRISPR، يمكننا دراسة البرامج التنظيمية الأساسية بشكل منهجي“.
73
