غزال زياري– كل أربعة أشهر ، يقوم عالم الأمراض الشهير آرون لوبو بإغراء أحد أسماك القرش الخمسة التي يحتفظ بها في مختبره بجامعة ويسكونسن في شبكة ويحقن القرش بعناية بلقاح. هذا اللقاح يحصن القرش ضد سرطان الإنسان وربما بعض الأمراض المعدية مثل كوفيد -19. بعد بضعة أسابيع ، بعد تنشيط الجهاز المناعي لسمك القرش ، يأخذ لوبو عينة صغيرة من دم القرش.
في ركن آخر من أمريكا ، يقوم عالم المناعة اسمه هايد بلاو بنفس العملية على الألبكة (نوع من الجمال) في مزرعة في غرب ولاية ماساتشوستس. يبحث كلا الخبيرين عن نفس الشيء: أجسام مضادة صغيرة يتم إنتاجها فقط في جسم حيوانات معينة ويمكن أن تلعب دورًا مهمًا في صحة الإنسان.
معظم الأجسام المضادة ثقيلة مثل البروتينات ، لكن الأجسام المضادة للإبل وأسماك القرش والأنواع المماثلة أبسط وأصغر. منذ اكتشافها في أواخر الثمانينيات ، اكتشف الباحثون أن هذه الأجسام المضادة لها خدعة سحرية: يمكنها أن تلتصق بأجزاء مخفية من الجزيئات وأن تخترق الأنسجة بشكل أعمق ، مما يزيد من قدرتها على علاج الأمراض.
قال لوبو عن هذا ، “يمكن لهذه الأجسام المضادة أن تدخل في الزوايا الصغيرة والزوايا المظلمة لبروتينات مختلفة لا تستطيع الأجسام المضادة البشرية الوصول إليها.”
في العقود الأخيرة ، ازدادت الأبحاث حول هذه الأجسام المضادة الصغيرة ، ولأنها سهلة الصنع ، يمكن إنتاجها بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة. كل هذه الخصائص تجعل هذه الأجسام المضادة خيارًا جيدًا لعلاج العديد من الأمراض ، من اضطرابات تخثر الدم إلى Covid-19 ، ويستخدمها الباحثون أيضًا لتشخيص أمراض مثل السرطان ، وبالطبع ، كمفتاح للبحث مثل رسم الخرائط الداخلية الخلايا.
قال لوبو عن هذا: “قد يستغرق الأمر سنوات لتحقيق هذا الوعد ، لكن الباحثين متحمسون للغاية وأعتقد أن لديه إمكانات جيدة لإنقاذ العالم.”
اكتشاف هذه الأجسام المضادة الغريبة
تم اكتشاف أول اكتشاف لهذه الأجسام المضادة غير العادية في عام 1989 من قبل مجموعة من الطلاب في جامعة فراي في بروكسل ، بلجيكا.
منذ ذلك الوقت كانت مخاطر إجراء الفحوصات على دم الإنسان مرتفعة بسبب احتمال التعرض لفيروس نقص المناعة البشرية ، ولم يرغب الطلاب في قتل الفئران لإجراء هذه الاختبارات ، اقترح الأستاذ الجامعي استخدام دم أحدهم. الثدييات الكبيرة أعطى بعض عينات دم الإبل لتلاميذه.
كان من المثير للاهتمام هنا أنه تم العثور على أجسام مضادة لبروتينات السلسلة الثقيلة في دم الإبل وتم اختبار عينة جديدة من دم الإبل ووجد أن الإبل تنتج أجسامًا مضادة لسلاسل البروتين الثقيلة.
وفقًا لأحد الباحثين ، يمكن تقسيم الأجسام المضادة للإبل ، مثل الأجسام المضادة للإنسان أو الفئران ، إلى أجزاء أصغر وأكثر فاعلية. هذه الأجزاء ، التي تسمى المجالات المتغيرة ، هي السمة المميزة لأي جسم مضاد ويمكن أن تعلق كمستشعر للأجسام المضادة بأجزاء من مسببات الأمراض أو السموم وأي مادة يتم التعرف عليها على أنها تهديد محتمل.
في الأجسام المضادة الطبيعية ، التي ينتجها ، على سبيل المثال ، جسم الجمل أيضًا ، يحدث هذا المجال المتغير في أزواج ؛ واحد من السلسلة الثقيلة والآخر من السلسلة الخفيفة ؛ لكن المجال المتغير للسلسلة الثقيلة هو القميص.
بعد بضع سنوات ، أفاد باحثون آخرون أن أسماك القرش تنتج أيضًا أجسامًا مضادة ذات سلاسل ثقيلة.
مزايا الأجسام المضادة الصغيرة
لقد تعلم العلماء الكثير عن مزايا هذه الأجسام المضادة الصغيرة ، وبعضها عملي جدًا: على عكس الأجسام المضادة الكبيرة ، فإن شظايا الأجسام المضادة الصغيرة هذه مستقرة في درجة حرارة الغرفة ولا تحتاج إلى التبريد أو النقل في درجات حرارة منخفضة. لن تغير الأجسام المضادة لأسماك القرش الصغيرة وظيفتها حتى عند الغليان. هذا بينما يجب حفظ الأجسام المضادة من الثدييات الكبيرة في درجة حرارة منخفضة ، وهو إجراء معقد ومكلف ؛ ولكن يمكن إنتاج الأجسام المضادة الصغيرة بكميات كبيرة باستخدام البكتيريا وتوفر الكثير من الوقت والمال.
تتجمع هذه الأجسام المضادة الصغيرة بشكل صحيح وتحافظ على شكلها الصحيح ، مما يجعلها بديلاً واعدًا للأجسام المضادة الكبيرة التي تحتوي على المزيد من الشظايا ويمكن أن يخطئ في الانطواء. يمكن أن يتعرف جهاز المناعة على هذا التغيير في الحالة نفسه كجزيء غريب ويسبب رد فعل مناعي سلبي في الجسم ، مما سيكون له عواقب وخيمة على صحة الإنسان.
لكن الميزة البارزة للأجسام المضادة الصغيرة هي مرونتها ، والتي يمكن أن تتخذ أشكالًا مختلفة بسهولة وتدخل نقاطًا ضيقة ، إما في أنسجة الجسم أو في أجزاء صغيرة من الجزيئات.
اقرأ أكثر:
الأجسام المضادة للسرطان
بدأت الأبحاث حول هذه الأجسام المضادة الصغيرة غير المعتادة تؤتي ثمارها ، وفي عام 2019 ، حصل أول جسم مضاد صغير للعلاج الطبي ، يُدعى Cablivi ، على موافقة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. يعالج هذا الجسم المضاد اضطرابًا نادرًا في الدم يتسبب في حدوث جلطات دموية في الأوعية الصغيرة ، ويستخدم هذا العلاج الأجسام النانوية للارتباط ببروتين في الصفائح الدموية مما يمنعها من الالتصاق ببعضها البعض.
قد تصبح الأجسام المضادة الصغيرة تعبيرًا قيمًا لعلاج السرطان ؛ في الوقت الحالي ، يستخدم العلاج المناعي أجسامًا مضادة كبيرة لعلاج أنواع معينة من السرطان ، وفي بعض الحالات يميز الجسم المضاد الخلايا السرطانية حتى تتمكن خلايا الجهاز المناعي في الجسم من التعرف على الخلايا السرطانية وتدميرها. في بعض الحالات الأخرى ، يمكن تقريب الخلايا المناعية من الخلايا السرطانية حتى يتمكن الجسم من محاربة السرطان بشكل أفضل.
يمكن لهذه الأجسام المضادة الصغيرة أن تفعل الشيء نفسه أثناء استخدامها أيضًا بطرق أخرى ، مثل استهداف البروتينات لإبطاء نمو الورم أو منع الأوعية الدموية من تغذية الأورام. من غير المرجح أن تسبب الأجسام المضادة الأصغر استجابة مناعية سلبية من الأجسام المضادة للعلاج المناعي ، مما قد يؤدي إلى تحسن كبير في العلاج.
في الوقت نفسه ، تساعد هذه الأجسام المضادة الدقيقة الأطباء في تشخيص السرطان بسرعة أكبر وتحديد الخلايا المريضة بدقة أكبر. يتتبعون الخلايا السرطانية عن طريق ربط جزيئات الواسمات المشعة بأجسام مضادة معينة.
تغلب على الفيروسات
يستخدم العلماء أجسامًا مضادة صغيرة لمحاربة الأمراض المعدية ، بما في ذلك كوفيد -19. يحاول واي هونغ تام ، باحث الأمراض المعدية في جامعة ملبورن ، إنتاج جزيئات نانوية مرتبطة بجزء من بروتين السارس- CoV-2 لمنع الفيروس من دخول خلايا الجسم.
يمكن توصيل الأجسام المضادة الصغيرة بواسطة تقنية mRNA لتجميع الأجسام المضادة في خلايا الجسم. يمكن استخدام التطعيم ضد الأمراض المعدية الأخرى وضد السموم مثل التسمم الغذائي أو حتى الأدوية العلاجية للسرطان أو الأمراض الأخرى.
من خلال تناول حبوب منع الحمل البسيطة ، يمكن توصيل هذه الأجسام المضادة الدقيقة مباشرة إلى الأمعاء لمنع معظم مسببات الأمراض ، بما في ذلك فيروس الروتا ، التي تدخل الجسم عبر الجهاز الهضمي.
يعمل الباحثون الآن على تطوير أساليب جديدة مثل تكوين أجسام نانوية اصطناعية وتطوير فئران ذات أجهزة مناعية للإبل من أجل أبحاثهم.
لماذا الجمال وأسماك القرش فقط؟
لا يزال العلماء لا يعرفون لماذا الإبل والأسماك الغضروفية مثل أسماك القرش هي الحيوانات الوحيدة التي تنتج سلاسل ثقيلة من الأجسام المضادة. أسماك القرش هي أقدم الكائنات الحية التي تحتوي على أجسام مضادة كجزء من جهاز المناعة ، وأجسامها المضادة أكثر استقرارًا من الأجسام المضادة للإبل. يفترض العلماء أن أسماك القرش تعتمد على هذه الأجسام المضادة بسبب ارتفاع تركيز اليوريا في دمائهم.
تطورت أسماك القرش قبل الإبل بـ 350 مليون سنة. ومع ذلك ، فإن الأجسام المضادة ثقيلة السلسلة في جسم الإبل هي أيضًا قديمة نسبيًا ويمكن العثور عليها في جمال العالم القديم والإبل من الجيل الجديد (مثل اللاما والألبكة) ، مما يشير إلى أن الأجسام المضادة قد تم تطويرها في جسم الإبل في وقت مبكر من تطورها.
ربما تكون سلاسل الأجسام المضادة في أسماك القرش هي أقدم جزيئات المناعة التي لا تزال موجودة ، ولكن يبدو أن ما سنراه في المستقبل سيكون مثيرًا للغاية.
المصدر: popsci
.