يثير تفشي فيروس كورونا السؤال التالي: لماذا تعتبر فيروسات الخفافيش قاتلة للغاية؟

ليس من قبيل المصادفة أن بعضًا من أسوأ حالات تفشي الأمراض الفيروسية في السنوات الأخيرة - السارس ، وفيروس كورونا ، وإيبولا ، وماربورغ ، ومن المحتمل أن يكون الفيروس الذي وصل حديثًا إلى 2019-nCoV قد نشأ في الخفافيش.

كشفت دراسة جديدة لجامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، أن استجابة الخبيثة المناعية الشديدة للفيروسات يمكن أن تدفع الفيروسات إلى التكاثر بشكل أسرع ، بحيث عندما تقفز إلى الثدييات مع وجود أجهزة مناعية متوسطة ، مثل البشر ، فإن الفيروسات تتلف الخراب القاتل.

وقد تبين أن بعض الخفافيش - بما في ذلك تلك المعروفة بأنها المصدر الأصلي للعدوى البشرية - تستضيف أجهزة المناعة التي تستعد دائمًا لتركيب دفاعات ضد الفيروسات. تؤدي العدوى الفيروسية في هذه الخفافيش إلى استجابة سريعة تؤدي إلى خروج الفيروس من الخلايا. في حين أن هذا قد يحمي الخفافيش من الإصابة بأحمال فيروسية عالية ، إلا أنه يشجع هذه الفيروسات على التكاثر بسرعة أكبر داخل المضيف قبل أن يتم تثبيت دفاع.

هذا يجعل الخفافيش مستودعًا فريدًا من الفيروسات سريعة التكاثر والقابلة للانتقال. في حين أن الخفافيش يمكنها تحمل فيروسات مثل هذه ، عندما تنتقل فيروسات الخفافيش هذه إلى حيوانات تفتقر إلى نظام مناعي سريع الاستجابة ، تتغلب الفيروسات بسرعة على مضيفيها الجدد ، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات الوفيات.

وقالت كارا بروك ، زميلة ميلر بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي وأول مؤلفة للدراسة: "بعض الخفافيش قادرة على تركيب هذه الاستجابة القوية المضادة للفيروسات ، ولكنها توازنها أيضًا مع استجابة مضادة للالتهابات". "سيؤدي نظام المناعة لدينا إلى حدوث التهاب واسع النطاق في حالة محاولة هذه الاستراتيجية المضادة للفيروسات نفسها. لكن الخفافيش تبدو مناسبة بشكل فريد لتفادي خطر أمراض المناعة".

ويشير الباحثون إلى أن تعطيل موطن الخفافيش يبدو أنه يجهد الحيوانات ويجعلها تتخلص من الفيروس في لعابها وبولها وبرازها الذي يمكن أن يصيب الحيوانات الأخرى.

وقال بروك الذي يعمل في برنامج لرصد الخفافيش بتمويل من وكالة الدفاع الأمريكية المتقدمة لمشاريع الأبحاث التي تجري حاليا في مدغشقر وبنغلاديش وغانا وأستراليا "قد تزيد التهديدات البيئية المتزايدة للخفافيش من خطر الإصابة بداء الحيوان." يستكشف مشروع Bat One Health العلاقة بين فقدان موائل الخفافيش وانتشار فيروسات الخفافيش إلى الحيوانات والبشر الآخرين.

وقال مايك بوتس ، عالم البيئة والأمراض وأستاذ علم الأحياء التكاملي في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: "الخلاصة هي أن الخفافيش يحتمل أن تكون خاصة عندما يتعلق الأمر باستضافة الفيروسات". "ليس عشوائيًا أن الكثير من هذه الفيروسات تأتي من الخفافيش. الخفافيش ليست حتى تلك التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بنا ، لذلك لا نتوقع أن تستضيف العديد من الفيروسات البشرية. ولكن هذا العمل يوضح كيف يمكن لأجهزة المناعة الخفافيش أن تقود الفوعة أن يتغلب على هذا ".

نُشرت الدراسة الجديدة التي أجراها بروك ، بوتس وزملاؤه هذا الشهر في مجلة إي لايف .

زميل بوتس وزميل جامعة كاليفورنيا في بيركلي واين جيتز من بين 23 مؤلفًا مشاركًا صينيًا وأمريكيًا لورقة نشرت الأسبوع الماضي في مجلة EcoHealth التي تدافع عن تعاون أفضل بين العلماء الأمريكيين والصينيين الذين يركزون على علم البيئة والأمراض الناشئة.

رحلة قوية تؤدي إلى عمر أطول - وربما التسامح الفيروسي

باعتبارها الثدييات الطائرة الوحيدة ، فإن الخفافيش ترفع معدلات الأيض في رحلة إلى مستوى يضاعف ذلك الذي تحققه القوارض ذات الحجم المماثل عند الجري.

بشكل عام ، يؤدي النشاط البدني النشط وارتفاع معدلات التمثيل الغذائي إلى تلف الأنسجة بشكل كبير بسبب تراكم الجزيئات التفاعلية ، في الأساس الجذور الحرة. ولكن لتمكين الطيران ، يبدو أن الخفافيش طورت آليات فسيولوجية لخلط هذه الجزيئات المدمرة بكفاءة.

هذا له فائدة جانبية تتمثل في التطهير الفعال للجزيئات الضارة الناتجة عن التهاب أي سبب ، مما قد يفسر عمر الخفافيش الطويل بشكل فريد. عادة ما يكون عمر الحيوانات الأصغر مع معدل ضربات القلب والتمثيل الغذائي الأطول عمراً من الحيوانات الكبيرة ذات النبضات الأبطأ والأيض البطيء ، ويفترض أن ارتفاع معدل الأيض يؤدي إلى مزيد من الجذور الحرة المدمرة. لكن الخفافيش فريدة من نوعها في عمر أطول بكثير من غيرها من الثدييات من نفس الحجم: بعض الخفافيش يمكن أن يعيش 40 سنة ، في حين أن القوارض من نفس الحجم قد يعيش عامين.

قد يكون لهذا التدريع السريع للالتهاب فائدة أخرى: تخفيف الالتهاب المرتبط بالاستجابة المناعية المضادة للفيروسات. تتمثل إحدى الحيل الرئيسية في العديد من الأجهزة المناعية للخفافيش في إطلاق جزيء الإشارات يطلق عليه interferon-alpha ، والذي يخبر الخلايا الأخرى "بإدارة محطات القتال" قبل أن يغزو الفيروس.

شعرت بروك بالفضول لمعرفة كيف تؤثر الاستجابة المناعية السريعة للخفافيش على تطور الفيروسات التي تستضيفها ، لذلك أجرت تجارب على الخلايا المستنبتة من خفافيشين ، وكعنصر تحكم ، قرد واحد. أحد الخفافيش ، خفاش الفاكهة المصري (Rousettus aegyptiacus) ، وهو مضيف طبيعي لفيروس ماربورغ ، يتطلب هجومًا فيروسيًا مباشرًا قبل أن يسجّل جينه الانترفيرون ألفا لإغراق الجسم بالانترفيرون. هذه التقنية أبطأ قليلاً من تلك الموجودة في الثعلب الأسود الأسترالي الطائر (Pteropus alecto) ، وهو خزان لفيروس Hendra ، والذي يُعد لمحاربة عدوى الفيروسات باستخدام الرنا المضاد للفيروسات الإنترفيرون ألفا الذي يتم نقله وجاهز للتحول إلى بروتين. خط خلايا القرد الأخضر الأفريقي (فيرو) لا ينتج إنترفيرون على الإطلاق.

عندما واجهت الفيروسات تحاكي فيروس إيبولا وماربورغ ، كانت الردود المختلفة لهذه الخطوط الخلوية مذهلة. وبينما تطغى بسرعة على خط الخلايا القرد الأخضر وقتلته الفيروسات ، نجحت مجموعة فرعية من خلايا الخفافيش الوردية في عزل نفسها من العدوى الفيروسية ، وذلك بفضل الإنذار المبكر بالإنترفيرون.

في خلايا الثعلب الأسود الأسترالي ، كانت الاستجابة المناعية أكثر نجاحًا ، حيث تباطأت العدوى الفيروسية بشكل كبير عن تلك الموجودة في خط خلايا الوردة. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن هذه الاستجابات الخفافيش للفيروسات تسمح للعدوى بأن تستمر لفترة أطول.

"فكر في الفيروسات الموجودة على خلية أحادية الطبقة كحريق مشتعل عبر غابة. بعض المجتمعات - خلايا - بها بطانيات طارئة ، والحرائق تغسل من دون إلحاق الأذى بها ، ولكن في نهاية اليوم لا يزال لديك الفحم المشتعل في النظام - لا تزال هناك بعض الخلايا الفيروسية "، قال بروك. يمكن للمجتمعات الباقية من الخلايا التكاثر ، وتوفير أهداف جديدة للفيروس وإقامة عدوى مشتعلة تستمر عبر عمر الخفافيش.

ابتكر بروك أند بوتس نموذجًا بسيطًا للأنظمة المناعية للخفافيش لإعادة إنشاء تجاربهما على جهاز كمبيوتر.

وقال بروك "هذا يشير إلى أن وجود نظام مضاد للفيروسات قوي حقًا سيساعد هذه الفيروسات على الاستمرار داخل المضيف". "عندما يكون لديك استجابة مناعية أعلى ، تحصل على هذه الخلايا المحمية من العدوى ، وبالتالي يمكن للفيروس في الواقع زيادة معدل التكاثر دون التسبب في ضرر لمضيفه. ولكن عندما ينتقل إلى شيء يشبه الإنسان ، فإننا لا نرغب" لدينا نفس أنواع الآلية المضادة للفيروسات ، ويمكن أن نختبر الكثير من الأمراض ".

لاحظ الباحثون أن العديد من فيروسات الخفافيش تقفز إلى البشر عبر وسيط حيواني. حصل السارس على البشر من خلال الزبدة الآسيوية ؛ فرس عبر الجمال. الإيبولا عن طريق الغوريلا والشمبانزي ؛ Nipah عبر الخنازير. هندرا عبر الخيول وماربورغ من خلال القرود الخضراء الأفريقية. ومع ذلك ، لا تزال هذه الفيروسات شديدة الخطورة ومميتة عند القفز النهائي إلى البشر.

يقوم كل من بروك و بوتس بتصميم نموذج رسمي أكثر لتطور الأمراض داخل الخفافيش من أجل فهم أفضل لفيروس الفيروس في الحيوانات والبشر الآخرين.

وقال بروك "من المهم حقًا فهم مسار العدوى حتى نتمكن من التنبؤ بالظهور والانتشار 

 والانتقال"  .

الخلاصة 

إن الأجهزة المناعية الشرسة للخفافيش تدفع الفيروسات إلى ضراوة أعلى ، مما يجعلها أكثر فتكا في البشر