بیش از ۲۰۰ ویروس می‌توانند انسان را آلوده کنند و بیشتر ما در طول زندگی خود با چندین مورد از آنها روبرو خواهیم شد. اما این عفونت‌ها چگونه بر توانایی سیستم ایمنی ما برای پاسخ به ویروس‌های دیگر تأثیر می‌گذارند؟
آیا مواجهه با یک ویروس، دفاع ما را در برابر ویروس دیگری تضعیف یا تقویت می‌کند؟ یا اینکه تأثیر کاملاً متفاوتی دارد؟ این سؤالات موضوع مطالعه جدید دانشمندان دانشگاه راکفلر بود.
این تحقیق در آزمایشگاه ویروس‌شناسی و بیماری‌های عفونی به سرپرستی چارلز ام. رایس و آزمایشگاه اپی‌ژنتیک و ایمنی‌شناسی در ویل کورنل به سرپرستی استیون زد. یوسفوویچ انجام شد.
سیستم ایمنی و عفونت‌های قبلی
این مطالعه بینش‌های جالبی در مورد چگونگی سازگاری سیستم ایمنی ما با عفونت‌های قبلی ارائه می‌دهد.
با مطالعه موش‌هایی که ابتدا با ویروس SARS-CoV-2 (کووید-۱۹) آلوده شده و سپس به ویروس آنفولانزا نوع A مبتلا شدند، محققان کشف شگفت‌آوری انجام دادند: بهبودی از کووید تأثیر محافظتی در برابر عوارض شدید آنفولانزا داشت.
این پاسخ حافظه‌ای از بخشی غیرمنتظره از سیستم ایمنی – ماکروفاژها – حاصل شد.
توسعه حافظه در سلول‌های ایمنی
محققان دریافتند که تغییرات اپی‌ژنتیکی در ماکروفاژها – سلول‌های ایمنی ذاتی که به دلیل پاسخ سریع به تهدیدات شناخته می‌شوند – نوعی “حافظه” را پس از عفونت اولیه کووید ایجاد کرده است.
این امر به ماکروفاژها اجازه می‌داد که در برابر ویروس آنفولانزا، حتی اگر با ویروس کووید ارتباطی نداشت، دفاع قوی‌تری داشته باشند. حافظه ایمنی مدت‌ها به‌عنوان یک ویژگی خاص سلول‌های ایمنی تطبیقی مانند سلول‌های T شناخته شده بود.
با این حال، این مطالعه این تصور را به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد که ماکروفاژها می‌توانند “به یاد بیاورند” و از تهدیدات آینده دفاع کنند. جالب اینجاست که این حافظه به یک ویروس خاص وابسته نبود.
حافظه ایمنی پس از عفونت کووید
«حافظه ایمنی برای مقابله با بیماری‌های تکراری ناشی از عوامل بیماری‌زا حیاتی است» گفت الکساندر لرچر، نویسنده اول مطالعه و محقق پسادکتری در آزمایشگاه رایس.
«چیزی که در مورد مطالعه ما هیجان‌انگیز است این است که ما حافظه ایمنی ضد ویروسی موثری را در ماکروفاژها پس از عفونت SARS-CoV-2 کشف کرده‌ایم که می‌تواند بیماری ناشی از یک ویروس کاملاً متفاوت را کاهش دهد.»
«درک دقیق‌تر این مکانیزم‌ها می‌تواند به توسعه استراتژی‌های درمانی جدیدی که طیفی از ویروس‌های تنفسی را پوشش می‌دهد، کمک کند.»
پیامدهای هیجان‌انگیز این تحقیق
یوسفوویچ گفت که پرداختن به مکانیزم‌های اپی‌ژنتیک که این حافظه ضد ویروسی عمومی را رمزگذاری می‌کند، هیجان‌انگیز است.
«پیامدها عمیق است. اگر ما بتوانیم با ایمنی تقویت‌شده‌ای که برای ماه‌ها پس از فصلی از عفونت‌های تنفسی باقی می‌ماند، زندگی کنیم، پیامدها برای روندهای فصلی این عفونت‌ها چیست؟» گفت یوسفوویچ.
«چقدر تنوع انسانی – ژنتیکی و اپی‌ژنتیکی – در این مسیرها وجود دارد؟»
پاسخ‌های حافظه ایمنی ذاتی
وقتی ویروسی به بدن حمله می‌کند، سیتوکین‌ها به سلول‌های ایمنی ذاتی مانند ماکروفاژها سیگنال می‌دهند تا به سرعت پاسخ داده و حمله کنند.
این پاسخ اولیه با دفاع دقیق‌تری از سوی سلول‌های ایمنی تطبیقی، مانند سلول‌های T، که آنتی‌ژن‌های خاص ویروسی را شناسایی کرده و آن حافظه را برای عفونت‌های آینده ذخیره می‌کنند، دنبال می‌شود.
اما مطالعات اخیر، از جمله این مطالعه، نشان می‌دهند که پاسخ‌های ایمنی ذاتی نیز می‌توانند حافظه ایجاد کنند.
برای مثال، افرادی که واکسن ب.ث.ژ (BCG) دریافت کرده‌اند – که در اصل برای محافظت در برابر سل سلول طراحی شده بود – پاسخ‌های حافظه ایمنی ذاتی را نشان دادند که برای ماه‌ها دوام داشت و در برابر عفونت‌های غیرمرتبط نیز محافظت ایجاد کرد.
با این حال، چگونگی شکل‌گیری این حافظه ایمنی گسترده همچنان یک راز باقی مانده است.
عفونت‌های کووید و آنفولانزا
در سال ۲۰۲۰، لرچر شروع به بررسی این پدیده با استفاده از دو ویروس رایج کرد: SARS-CoV-2 و آنفولانزا نوع A که از سال ۱۹۱۸ بشر را دچار مشکل کرده است.
لرچر و همکارانش تحقیقات خود را بر پیامدهای بلندمدت کووید-۱۹ بر سیستم تنفسی، به ویژه سلول‌های ریه متمرکز کردند.
کارشناسان دریافتند که ماکروفاژهای آلوئولی، که در مجاری تنفسی قرار دارند، پس از عفونت تحت بازبرنامه‌ریزی اپی‌ژنتیکی قرار گرفته‌اند. کروماتین اطراف ژن‌های ضد ویروسی در دسترس‌تر شده بود که اساساً این ژن‌ها را برای فعال‌سازی سریع در عفونت‌های آینده آماده کرده بود.
این کشف محدود به موش‌ها نبود. هنگامی که تیم نمونه‌های خونی افرادی را که از کووید خفیف بهبود یافته بودند، تجزیه و تحلیل کردند، تغییرات اپی‌ژنتیکی مشابهی را در مونوسیت‌ها – پیش‌سازهای ماکروفاژها – یافتند.
پاسخ‌های التهابی کنترل‌شده پس از کووید
نتیجه این تغییر اپی‌ژنتیکی چه بود؟ این سلول‌های ایمنی توانستند “عفونت‌های گذشته را به خاطر بسپارند” و در نتیجه در برابر حملات ویروسی آینده بهتر واکنش نشان دهند.
به لطف این حافظه ایمنی جدید، ماکروفاژهای موجود در ریه‌های موش‌هایی که از کووید بهبود یافته بودند، در مبارزه با ویروس آنفولانزا نوع A عملکرد بهتری داشتند.
در مقایسه با موش‌هایی که قبلاً به کووید مبتلا نشده بودند، این موش‌ها علائم کمتری مانند کاهش وزن کمتر و پاسخ‌های التهابی کنترل‌شده‌تری را نشان دادند. میزان مرگ و میر آنها نیز کمتر بود.
«این واقعیت که تنها RNA ویروسی به نظر می‌رسد قادر به تحریک حافظه در ماکروفاژها باشد، پایه و اساس این حافظه بدون وابستگی به آنتی‌ژن خاص ویروسی را فراهم می‌کند» لرچر توضیح داد. «آنها الگویی را شناسایی می‌کنند که بین بسیاری از ویروس‌ها مشترک است، نه یک آنتی‌ژن خاص ویروس.»
تیم این موضوع را با قرار دادن موش‌ها در معرض تقلیدی مصنوعی از ویروس RNA و مشاهده پاسخ‌های حافظه مشابه تأیید کرد.
جالب اینجاست که در نبرد با آنفولانزا، این ماکروفاژهای دارای حافظه عملکرد بهتری نسبت به سلول‌های T تطبیقی داشتند. «ماکروفاژها واقعاً عامل اصلی این پاسخ هستند» لرچر گفت.
علائم خفیف‌تر آنفولانزا پس از عفونت کووید
برای آزمایش میزان قوی بودن این حافظه، تیم ماکروفاژها را از موش‌های بهبودیافته از کووید استخراج کرده و آنها را به موش‌های نابالغ پیوند زد. سپس این موش‌ها در معرض ویروس آنفولانزا نوع A قرار گرفتند.
مطمئناً، موش‌های گیرنده علائم خفیف‌تری از آنفولانزا نسبت به موش‌هایی که ماکروفاژهای نابالغ دریافت کرده بودند نشان دادند.
«موش‌های نابالغ با ماکروفاژهای پیوندی از موش‌های بهبودیافته از کووید عملکرد بهتری در مقابله با آنفولانزا داشتند نسبت به موش‌هایی که ماکروفاژهای نابالغ دریافت کرده بودند» لرچر گزارش داد.
محافظت آینده در برابر ویروس‌ها
به آینده نگاه می‌کنیم، محققان امیدوارند که عوامل کلیدی مسئول این حافظه ایمنی ذاتی را شناسایی کنند.
یوسفوویچ گفت:«در دنیای ایده‌آل، ما یک یا چند عامل را که منجر به شکل‌گیری این حافظه در ماکروفاژها و دیگر سلول‌های ایمنی ذاتی می‌شود، شناسایی می‌کنیم».
«سپس می‌توانیم داروها یا واکسن‌هایی طراحی کنیم که از این مسیرها برای تحریک حافظه در برابر طیفی از ویروس‌ها بهره ببرند. در واقع، حافظه ایمنی ذاتی می‌تواند حتی نقش مهم‌تری نسبت به ایمنی تطبیقی در حفاظت ما از تهدیدات ویروسی ایفا کند.»
