اقرأ في هذا المقال
- تثبيط الفيروسات
- العوامل الفيزيائية المثبطة للفيروسات
- المواد الكيميائية المثبطة للفيروسات
- مثبطات الفيروسات في خلية العائل
تتأثر الفيروسات بالعوامل الفيزيائية مثل درجة الحرارة والإشعاع والرقم الهيدروجيني، وكما تتأثر ببعض المواد الكيميائية مثل الإنزيمات والفورمالدهيد، والتي يمكن أن ينتج عن هذه العوامل والمواد تثبيط وتبديل في النشاطات الحية لمثل هذه الفيروسات.
تثبيط الفيروسات
ماذا يعني تثبيط الفيروسات
- تثبيط الفيروسات (Inactivation of Viruses): هي عملية إزالة قدرة الفيروسات على إحداث الإصابة، دون أن تؤثر على التفاعل المصلي للأنتيجينات، مما يجعلها غير ممرضة، ويمكن الاستفادة منها في العديد من التطبيقات مثل صنع وإنتاج اللقاحات (Vaccines)، وتنقية المياه والهواء، وصناعة الأغذية وغيرها.
خصائص عملية تثبيط الفيروسات
من أهم الخصائص لعملية تثبيط الفيروسات هي:
- تعتمد قدرة الفيروسات وتكاثرها كلياً على حمضها النووي أو البروتينات الوظيفية فيها.
- تنشأ عملية تثبيط الفيروسات من: تغيرات في الحمض النووي، تجعلها تفقد وظيفتها جزئياً أو كلياً، وخاصة فيما يتعلق بالتكاثر أو النسخ أو الترجمة، أو تنشأ عملية التثبيط من تبديل بروتين الغطاء أو الألياف أو إنزيم البلمرة للحمض النووي.
- تتم عملية تثبيط الفيروسات عن طريق استخدام مواد كيميائية وعوامل فيزيائية، مما يؤدي إلى حدوث تغيرات وراثية في الحمض النووي للفيروسات؛ مما ينتج عن ذلك حدوث الطفرات.
- يمكن أن تحفز الفيروسات المثبطة خلية العائل على إنتاج الإنترفيرون، أو الاندماج الخلوي، أو إنتاج الإنزيمات، أو التحول السرطاني بواسطة الفيروسات المسببة للسرطان.
العوامل الفيزيائية المثبطة للفيروسات
هناك العديد من العوامل الفيزيائية التي تؤثر على الفيروسات، وهي:
1. درجة الحرارة
- تتأثر الفيروسات بانخفاض أو ارتفاع درجات الحرارة.
- يمكن أن تُحفظ الفيروسات عند درجات حرارة منخفضة مثل عند درجات حرارة من -20 إلى -70 درجة مئوية باستخدام الثلج الجاف، و-196 درجة مئوية في النتروجين السائل.
- تتأثر بروتينات أغلب الفيروسات بين درجات حرارة 25-70أو أكثر،فتتحطم هذه البروتينات والحموض النووية وتخرج عن طبيعتها.
- تتأثر الفيروسات المحتوية على طبقة دهنية عند درجات الحرارة المعتدلة.
- تقوم درجة الحرارة العالية على إحداث تغيرات في تشكل البروتينات السطحية، والتي تشمل البروتينات السكرية والبروتينات الدهنية، مما ينتج عن ذلك: منع الاتصال النوعي للفيروسات بمواقع مستقبلات خلية العائل، وتثبيط الإنزيمات المرتبطة بالفيروسات الضرورية في عملية التكاثر، وتمنع إزالة بروتين الغلاف وتحرر الحمض النووي من الفيروس.
- تكون درجات الحرارة العالية (البسترة) فعالة ضد الفيروسات المغلفة وغير المغلفة، لأن الغلاف وحده لا يمكنه حماية الفيروس من درجات الحرارة المرتفعة.
- هناك بعض البروتينات التي وجد أنها تعمل كمثبتات حرارية للفيروسات، لذلك تعتمد عملية البسترة على البروتينات المستهدفة إذا كانت مقاومة للحرارة أم لا.
- تستمر فترة الحضانة لعملية البسترة عادةً لمدة 10 ساعات ويتم إجراؤها عند درجة حرارة 70 درجة مئوية.
2. الإشعاع
- تنقسم الإشعاعات الكهرومغناطيسية إلى إشعاعات مؤينة مثل أشعة غاما والأشعة السينية، وإشعاعات غير مؤينة مثل الأشعة فوق البنفسجية.
- تعطي الإشعاعات المؤينة طاقة أكبر من الأشعة غير المؤينة، ومع ذلك فإن الأشعة فوق البنفسجية لها تأثير أكبر على الفيروسات.
- تقوم الأشعة المؤينة بتثبيط الفيروسات من خلال إنتاج +H أو -OH أو H2O2 حرة في الوسط، أو تمزق الروابط التساهمية للبروتينات الفيروسية والحمض النووي ثنائي السلسلة، أو تُسبب كسوراً في الحمض النووي آحادي السلسلة.
- يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تدمر الحمض النووي للفيروسات وتعطلها، عن طريق وصولها إلى المادة الجينية، مما يؤدي إلى تضاؤل الأحماض النووية، وبمجرد أن يتضاءل الحمض النووي، لا تستطيع جزيئات الفيروسات تكرار مادتها الجينية التي تمنعها من الانتشار.
- تكون الأشعة فوق البنفسجية مع الريبوفلافين (Riboflavin) فعالة في الحد من مسببات الأمراض في منتجات نقل الدم، حيث يضر الريبوفلافين والأشعة فوق البنفسجية بالأحماض النووية في الفيروسات والبكتيريا والطفيليات وخلايا الدم البيضاء، مما يجعلها غير قادرة على التكاثر وتسبب المرض.
3. الرقم الهيدروجيني
- تتأثر بعض الفيروسات عند تعرضها لدرجة حموضة منخفضة، وتتلف بشكل تلقائي.
- يكون استخدام الرقم الهيدروجيني للتثبيط الفيروسي مفيداً، إذا كان البروتين المستهدف أكثر مقاومة لانخفاضه.
- تُعتبر تقنية الرقم الهيدروجيني فعالة ضد الفيروسات المغلفة.
- يمكن أن تكون تقنية الرقم الهيدروجيني فعالة ضد الفيروسات غير المغلفة، إذا تم استخدام درجات حرارة مرتفعة، وأن يكون البروتين المستهدف مقاوماً لانخفاض الرقم الهيدروجيني، ولكنه أمر لا ينطبق على العديد من البروتينات البيولوجية.
- تحدث الحضانة لانخفاض الرقم الهيدروجيني عادةً عند درجة حموضة 4، وتستمر ما بين 6 ساعات و 21 يوماً.
المواد الكيميائية المثبطة للفيروسات
تشمل المواد الكيميائية التي تؤثر على الفيروسات وتثبطها على:
1. الإنزيمات
تؤثر الإنزيمات بشكل أكبر على الفيروسات المغلفة، ومن أبرز الإنزيمات التي تؤثر على الفيروسات:
- إنزيم الفوسفوليبيدات (Phospholipase): حيث يقوم بتثبيط الفيروسات المغلفة، وذلك عن طريق هضم هذا الإنزيم للغلاف، مما يتسبب في تنظيم وتركيب اتصال الفيروسات بالخلية واختراقها.
- إنزيم محلل البروتين (Protase): يقوم بتثبيط الفيروسات المغلفة، وذلك عن طريق إزالة أشواك البروتين السكري الموجودة على الغلاف.
- الإنزيم النووي (Nuclease): يقوم هذا الإنزيم بتحليل الحمض النووي للفيروس، ولكن يتم استخدامه بعد أن يتم عمل هضم إنزيمي للبروتينات الفيروسية أو إزالتها، حتى يتمكن الإنزيم النووي من الوصول للحمض النووي الفيروسي.
2. المواد التي تخرج البروتين عن طبيعته
- هناك العديد من المواد التي تُستخدم لعزل الحموض النووية الفيروسية وتنقيتها، وتسمى بالمنظفات (Detergents).
- من أبرز المواد التي تخرج البروتينات الفيروسية عن طبيعتها هي: الفينول ودوديسيل كبريتات الصوديوم والتوين (-20 و -80).
3. حمض النيتروز
- يقوم حمض النيتروز (Nitrous Acid) بتثبيط الفيروسات عن طريق إزالته لمجموعات الأمين في كل من البروتينات والحموض الأمينية الفيروسية.
4. الفورمالدهيد
- يقوم الفورمالدهيد (Formaldehyde) بتثبيط الفيروسات، عن طريق تخفيض قدرتها على الإصابة، حيث تكون الفيروسات نشطة من ناحية القدرة الأنتيجينة، ويتم استخدام الفورمالدهيد في المساعدة في إنتاج اللقاحات.
5. هيدروكسيل الأمين
- يقوم هيدروكسيل الأمين (Hydroxylamine) بتثبيط العديد من الفيروسات، وذلك عن طريق ارتباطه مع الحمض النووي منتجاً مركب يوريدين ريبو يل يوريا، الذي يثبط عمل الحمض النووي الفيروسي.
6. عوامل الألكين
- تقوم عوامل الألكين (Alkylating Agents) بتثبيط الفيروسات، وذلك عن طريق إدخال مجموعة الألكيل في البروتينات والأحماض النووية الفيروسية.
- من الأمثلة على عوامل الألكين خلات اليود، وإيثلين الأوكسيد، وبروبيلين الأوكسيد، وكبريتات ثنائي الميثيل، وإيثيل ميثان السلفونات.
مثبطات الفيروسات في خلية العائل
من أهم المثبطات التي تؤثر على الفيروسات في خلية العائل هي:
1. نظائر القواعد
- تقوم نظائر القواعد بتثبيط الفيروسات، وذلك من خلال تكوين بروتين خاطئ مما يجعله غير وظيفي، أو من خلال تثبيط إنزيمات لازمة لتكاثر الفيروسات، أو من خلال إحداث الطفرات بالفيروسات.
- من أبرز نظائر القواعد في خلية العائل: خامس بروميد اليوراسيل، وخامس فلورويوراسيل.
2. الفسفور المشع
- يعتبر الفسفور المشع أحد مكونات الحمض النووي للخلية، ويمكن زيادة كميته لقياس كمية الحمض النووي في الخلية عندما يحدث نشاط عالي في الخلية نفسها.
- يؤدي زيادة نسبة كمية الفسفور المشع في الخلية إلى تحلل الفسفور وإطلاق دقائق بيتا، والتي تعمل على تمزيق خيط أو سلسلة الحمض النووي للفيروسات.
3. الإنتروفيرون
- الإنتروفيرون (Interferon): هو عبارة عن بروتينات سكرية تنصعها الخلية ضد أي فيروس، ويمكنها أن تصد وتثبط عمل الفيروسات، وذلك عن طريق ارتباطها بمستقبلات الخلايا المجاورة للخلية المصابة لمنع ارتباط ذلك الفيروس، ويمكن أن تعطى هذه البروتينات (الإنتروفيرون) على شكل حقن.
- يكون الإنتروفيرون مخصصاً لخلايا الكائن الحي التي أنتجته، ولكنه يعمل على كل الفيروسات بنفس الآلية.
4. الأجسام المضادة
- الأجسام المضادة (Antibodies): هي بروتينات مناعية يتم إفرازها من الخلايا البائية عند الغزو الفيروسي، وذلك عن طريق إحداث خلل بأغشية الخلايا المصابة بالفيروسات، أو تحطيم الأغشية المحيطة بالفيروسات المغلفة، أو إنتاج الالتهاب، ويمكن أن تعطى على صورة حقن.
- تكون الأجسام المضادة مخصصة لفيروس معين، ويمكن أن تعمل في جميع أجسام الكائنات الحية إذا أعطيت لها.
- يعتبر كلاً من الإنتروفيرون والأجسام المضادة من آليات الدفاع ضد الفيروسات في الخلية.
