اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم الخلايا المنتجة للأجسام المضادة في النسيج العظمي للمحارة الأنفية، وبالتالي يزرعون الأمل في تطوير لقاحات أنفية أكثر فعالية وعلاجات جديدة للحساسية والأمراض العصبية وأمراض المناعة الذاتية.
الأنف هو بوابة لجسمنا - للهواء، والروائح، وكذلك مسببات الأمراض. في طريقه إلى الداخل، يتدفق الهواء الذي نتنفسه عبر القرينات الأنفية (القارات الأنفية) - وهي أرفف عظمية ممدودة تخرج من جدار الأنف وتتدحرج إلى الداخل مثل الأصداف. والأصداف مغلفة بنسيج فريد يفرز المخاط (المخاط)، وتحتوي على امتدادات كثيرة من الخلايا العصبية المسؤولة عن حاسة الشم، وبنيتها تسمح للهواء بالتدفئة وامتصاص الرطوبة قبل أن يصل إلى الرئتين. لكن الأصداف التي تقف عند مدخل الجسم لها أيضًا نقطة ضعف: نظرًا لقربها من الدماغ، لا يمكن للأجسام المضادة لجهاز المناعة الوصول إليها عبر مجرى الدم. فكيف نتمتع بالحماية النسبية ولا نمرض طوال الوقت؟ في دراسة جديدة، والتي نتائجها مفاجئة منشورة اليوم في المجلة العلمية الطبيعةكشف علماء معهد وايزمان للعلوم أن الخلايا المفرزة للأجسام المضادة تهاجر إلى محارة الأنف أثناء المرض أو بعد تلقي اللقاح وتفرز أجسامًا مضادة من محارة الأنف إلى تجويف الأنف. وتفتح الخلايا المكتشفة نافذة على لقاحات أنفية فعالة وعلاجات جديدة للحساسية والأمراض العصبية وأمراض المناعة الذاتية.
في الأيام التي انتشر فيها فيروس كورونا بسرعة كوباء عالمي، تابع الملايين حول العالم عن كثب التقارير عن التقدم المحرز في تطوير لقاحات كورونا المبتكرة التي يمكن إعطاؤها عن طريق رذاذ الأنف بدلا من الحقن. ورغم أن هذه الفكرة لم تكن ناجحة بعد، إلا أنها لم تكن خيالية على الإطلاق: فهناك حاليا لقاحات، بما في ذلك لقاح الأنفلونزا، يتم إعطاؤها من خلال رذاذ الأنف الذي يحتوي على فيروسات حية مضعفة. ومع ذلك، لا توجد جرعة لقاح واحدة فعالة بمفردها، ويتم إعطاء هذه اللقاحات كجرعة أولى ثم جرعة معززة. حتى الآن، لم يتم فهم آلية عمل اللقاحات الأنفية وسبب الحاجة إلى جرعات معززة بشكل كامل.
التحقق من الاستجابة المناعية دون الإضرار بأعضاء الجهاز المناعي
وفي محاولة لتسليط الضوء على هذه القضية، قال البروفيسور. زيف شولمان من قسم المناعة الجهازية في المعهد، لفحص كيفية تفاعل أعضاء الجهاز المناعي في منطقة الأنف والبلعوم مع اللقاحات الأنفية. ولتحقيق هذه الغاية، استخدم الباحثون، بقيادة جينجينغ ليو من مختبر البروفيسور شولمان، طرق تصوير تسمح بمراقبة الاستجابة المناعية دون الإضرار بأعضاء الجهاز المناعي؛ في البشر، تشمل هذه الأعضاء اللوزتين واللحمية ("اللوزة الثالثة") والتي تسمى الحزام اللمفاوي على اسم فالدييه.
واكتشف العلماء أنه في الفئران التي تلقت جرعة من اللقاح عبر الأنف، نشأت استجابة مناعية مستهدفة من الخلايا البائية - منتجة الأجسام المضادة في الجهاز المناعي. هذه الخلايا، الموجودة بالقرب من الأنسجة المخاطية التي تغطي تجويف الأنف، تعرفت على الجزيئات المناعية وبدأت في الانقسام والتمايز بسرعة. تعد عملية التمايز هذه نوعًا من "برنامج التخصص" البيولوجي الذي سيتحول في النهاية إلى خلايا تفرز أجسامًا مضادة محددة لعامل المرض أو إلى خلايا ذاكرة يتم الاحتفاظ بها بمرور الوقت في حالة الإصابة بالعدوى في المستقبل.
إن من يساعد الخلايا البائية على النجاح في برنامج التخصص، بل والمشاركة في اختيار الخلايا التي ستنجو في النهاية، هي خلايا تائية من نوع معين، لكن العلماء اكتشفوا أن عدد هذه الخلايا في الأعضاء المناعية في منطقة الأنف ليست كافية لخلق استجابة مناعية فعالة. يوضح البروفيسور شولمان: "إن الحاجة إلى هجرة أعداد كبيرة من الخلايا التائية إلى المنطقة تفسر سبب عدم فعالية اللقاحات بعد الجرعة الأولى وتتطلب جرعة معززة". "فقط بعد الجرعة الثانية يتم تشكيل ما يكفي من الخلايا التائية، والتي تكون مطلوبة لتحويل الخلايا البائية إلى إفرازات فعالة للأجسام المضادة وخلايا الذاكرة." ويقدر العلماء أن نقص الخلايا التائية يهدف إلى منع فرط الحساسية للعوامل الأجنبية التي يحملها الهواء بكميات غير ضارة. ويضيف البروفيسور شولمان: "من الممكن أن تسوء هذه الآلية في حالات الحساسية وأمراض المناعة الذاتية المختلفة، وبالتالي فإن فهمها قد يفتح نافذة لعلاجات جديدة في هذه الحالات".
ابحث عن ذاكرة التخزين المؤقت المناعية
إن اكتشاف الآلية المناعية التي يتم تنشيطها استجابة للأجسام المضادة لم يكن سوى نقطة البداية للبحث المحموم عن الهدف حيث توجد إفرازات الأجسام المضادة التي أكملت عملية التمايز. "لدهشتنا، وجدنا الخلايا البائية في المحارات نفسها - نسيج عظمي لم يكن يُعرف بأنه مكان يدعم الاستجابة المناعية بوساطة الأجسام المضادة"، يصف البروفيسور شولمان النتائج غير العادية. "موقع الخلايا في العظام مشابه لما يحدث في نخاع العظم، ومن الممكن أن يكون لهذا المكان وظائف إضافية إلى جانب آلية المناعة التي حددناها".
ووفقا للنتائج الجديدة، فإن الخلايا التي تفرز الأجسام المضادة تستقر بالقرب من الغدد التي تفرز المخاط في الأصداف الأنفية، أسفل الطبقة الخارجية من الخلايا مباشرة، وأنها تفرز أجسامها المضادة في الغدد. تعمل هذه الحماية المناعية على سد عدم قدرة الأجسام المضادة على الوصول إلى بوابة الدخول هذه عبر مجرى الدم، وهي مهمة ليس فقط في سياق الأمراض الفيروسية وغيرها، ولكنها أيضًا حماية للدماغ وفروع الأعصاب العديدة التي تصل إلى المنطقة و هي المسؤولة عن حاسة الشم العاملة.
يقول البروفيسور شولمان: "يوجد حاجز أنفي دماغي، وهذه الخلايا المناعية تقف كحراس عند البوابة". "آمل أن يكون من الممكن الاستفادة من وصولها إلى الأعصاب الشمية من أجل تصميم لقاحات للأمراض العصبية. إن الإمكانات كبيرة لأن هذه الأمراض تنتج أحيانًا عن تراكم البروتينات التالفة في الدماغ وتكوين الرواسب. وتركز العديد من المجموعات البحثية على إمكانية علاجها بالأجسام المضادة التي ترتبط بتلك البروتينات الضارة وتحييدها، ويكشف بحثنا عن نقطة دخول إلى هدف محصن، وهو الخلايا التي تفرز الأجسام المضادة والتي يمكنها الوصول إلى الجهاز العصبي المركزي.
وشاركت في الدراسة أيضًا الدكتورة ليات ستولر باراك، والدكتورة هداس هتسروني بارافي، والدكتور عدي بيرام من قسم أمراض المناعة الجهازية في المعهد، والدكتورة نتاليا ديفيدسون والدكتور موشيه بيطون من قسم علم المناعة والجهاز المناعي في المعهد؛ التجديد البيولوجي، د. ميراف قدمي، موريل شملا، د. ديفيد بيلتزر من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة والمركز الوطني الإسرائيلي للطب الشخصي الذي يحمل اسم نانسي وستيفن غراند في المعهد؛ من قسم الموارد البيطرية بالمعهد.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
