فيروسات البابيلو

فيروسات البابيلو (Papillomaviruses): هي احدى عائلات الفيروسات، والتي تضم العديد من الأنواع والأجناس، وتُصنف في المجموعة الأولى في تصنيف الفيروسات، وتُصيب هذه الفيروسات الثدييات والطيور والزواحف والأسماك، ويمكنها أن تُسبب الأورام الحميدة أو الخبيثة في الكائنات الحية التي تُصيبها.

وصف فيروسات البابيلو

يمكن وصف فيروسات البابيلو على النحو الآتي:

• إن فيروسات البابيلو هي فيروسات صغيرة الحجم، غير مغلفة وغير مغطاة بغشاء دهني، وذات كابسيد عشاري الوجوه، وذات جينوم مكون من الحمض النووي منقوص الأكسجين دائري الشكل ومزدزج الشريطة.

تركيب فيروسات البابيلو

تتكون فيروسات البابيلو من:

• تتكون فيروسات البابيلو من جينوم مكون من جزيء DNA دائري الشكل، ومزدوج الشريطة.

• تتكون فيروسات البابيلو من البروتينات والهيستونات، والتي تعمل على التفاف وتكثيف الحمض النووي.

• يتكون فيروسات البابيلو من الكابسيد، والذي يكون منتظماً هندسياً، وذو تناظر عشاري الوجوه، ويبلغ طولها من 55-60 نانومتر.

• تتكون فيروسات البابيلو من بروتينات مهمة هي: L1 و L2.

• تتكون فيروسات البابيلو من جينات عديدة وهي: E1، وE2، وE3، وE4، وE5، وE6، وE7، وE8.

خصائص فيروسات البابيلو

تمتلك فيروسات البابيلو العديد من الخصائص، وهذه الخصائص:

• إن فيروسات البابيلو هي فيروسات غير مغلفة، من فيروسات الحمض النووي منقوص الأكسجين، ثنائي  السلسة (dsDNA viruses)، ضمن المجموعة الأولى، وذلك في تصنيف الفيروسات بناءً على الحمض النووي.

• تُصنف فيروسات البابيلو في 53 جنساً، وأكثر من 100 نوع، وتسمى هذه العائلة بفيروسات الأورام الحليمية.

• تحتوي جميع فيروسات البابيلو على منظمات جينومية مماثل ، ويحتوي أي زوج من الخلايا الكهروضوئية على خمسة جينات متماثلة على الأقل، على الرغم من أن تسلسل النوكليوتيدات قد يتباعد بنسبة تزيد عن 50٪.

• يتكون جينوم فيروسات البابيلو من جزيء DNA دائري ومزدوج الشريطة، ويصل طوله إلى 8000 زوج قاعدي.

• يتم تعبئة جينوم فيروسات البابيلو داخل غلاف بروتين L1 جنباً إلى جنب مع بروتينات هيستون الخلوية، والتي تعمل على التفاف وتكثيف الحمض النووي.

• يتكون الكابسيد لفيروسات البابيلو من 72 قسماً، ويكون 12 قسماً مرتباً على شكل خماسي، و 60 قسماً مرتباً على شكل شبكة سطحية عشارية الوجوه وذات تناظر T = 7d.

• من أهم البروتينات الموجودة في فيروسات البابيلو: بروتين L1 و L2، ومن أهم الجينات الموجودة فيها : جين E1 وE3 وE4 وE5 وE6 وE7 وE8.

• بروتين L1: يتجمع هذا البروتين تلقائياً في قسيمات الكابسيد الخماسية، ويمكن أن تستمر القسيمات المنقاة في تكوين كبسولات، والتي يتم تثبيتها بواسطة روابط ثاني كبريتيد بين جزيئات بروتين L1 المجاورة، وتكون كبسولات L1 المجمعة في المختبر هي أساس اللقاحات الوقائية ضد عدة أنواع من فيروس الورم الحليمي البشري.

• بروتين L2: وهو بروتين يوجد في حالة مؤكسدة داخل فيريون فيروسات البابيلو، حيث يشكل بقايا السيستين المحفوظة رابطة ثنائي كبريتيد داخل الجزيئية، ويتعاون مع بروتين L1 لتعبئة الحمض النووي الفيروسي في هذه الفيروسات، ويتفاعل مع عدد من البروتينات الخلوية أثناء عملية دخول العدوى الفيروسية.

• جين E1: يقوم هذا الجين بتشفير البروتين الذي يرتبط بالأصل الفيروسي للتكاثر في منطقة التحكم الطويلة في الجينوم الفيروسي، ويستخدم ATP لممارسة نشاط الهليكاز الذي يفصل خيوط الحمض النووي، مما يؤدي إلى تحضير الجينوم الفيروسي للتكاثر بواسطة عوامل تكرار الحمض النووي الخلوي.

• جين E2: يعمل كمنظم نسخ رئيسي للمروجات الفيروسية الموجودة بشكل أساسي في منطقة التحكم الطويلة، ويسهل ربط جين E1 بالأصل الفيروسي للنسخ المتماثل، ويستخدم هذا الجين بروتيناً خلوياً يعرف باسم Bromodomain-4 (Brd4) لربط الجينوم الفيروسي بالكروموسومات الخلوية، ويعمل E2 كمنظم سلبي للتعبير عن الجينات المسرطنة E6 و E7 في الخلايا الكيراتينية للطبقة القاعدية المصابة بفيروس الورم الحليمي البشري.

• جين E4: يسهل إطلاق الفيروس في البيئة عن طريق تعطيل الخيوط الوسيطة للهيكل الخلوي للخلية الكيراتينية، ويشارك في اعتقال الخلايا في المرحلة G2 من دورة الخلية.

• جين E5 : هو بروتين صغير كاره للماء، ويعمل كجينات سرطانية، عن طريق تنشيط الإشارات المعززة لنمو الخلايا لمستقبلات عامل النمو المشتقة من الصفائح الدموية.

• جين E6: هو عبارة عن 151 ببتيد من الأحماض الأمينية، وله أدواراً متعددة في الخلية ويتفاعل مع العديد من البروتينات الأخرى؛ فهو يتوسط في تدهور البروتين p53، وهو بروتين مثبط للورم الرئيسي، مما يقلل من قدرة الخلية على الاستجابة لتلف الحمض النووي، ويستهدف البروتينات الخلوية الأخرى فيغير العديد من مسارات التمثيل الغذائي، ويرتبط E6 بمجالات PDZ، وهي سلاسل قصيرة توجد غالباً في بروتينات الإشارة. ويتفاعل مع بروتينات MAGUK، وهي بروتينات بنائية تساعد في إرسال الإشارات، ويعمل E6 على إعاقة نشاط البروتين الطبيعي بطريقة تسمح للخلية بالنمو والتكاثر بالمعدل المتزايد الذي يميز السرطان.

• جين E7: يعمل على تعطيل البروتينات المثبطة للأورام pRb، ويعمل مع E6 على منع موت الخلايا وتعزيز تقدم دورة الخلية، وبالتالي تهيئة الخلية لتكرار الحمض النووي الفيروسي، وكما يشارك E7 في تخليد الخلايا المصابة عن طريق تنشيط التيلوميراز الخلوي.

• جين E8: يقوم بتشفير بروتين قصير، وقد يحل إطار القراءة المفتوح E8 محل إطار القراءة المفتوح E6، والذي لا يوجد في جنس فيروس الورم الحليمي، ويتشابه مع جين E5.

• تتكاثر فيروسات البابيلو في نواة الخلايا المصابة.

• تمتلك فيروسات البابيلو القدرة على البقاء لعدة أشهر خارج الخلية، وفي درجات حرارة منخفضة.

• تُصيب فيروسات البابيلو الثدييات مثل الإنسان، والزواحف والأسماك والطيور.

• من أهم الفيروسات التي تُصيب الإنسان هو  فيروسات الأورام الحليمية البشرية، والتي تم توزيعها على خمسة أجناس هي: فيروس الورم الحليمي البشري ألفا (Alphapapillomavirus)، وفيروس الورم الحليمي البشري بيتا (Betapapillomavirus)، وفيروس الورم الحليمي البشري غاما (Gammapillomavirus)، وفيروس الموبابيلوما (Mupapillomavirus)، وفيروس النوبابيلوما (Nupapillomavirus).

• تضم فيروسات البابيلو الحيوانية العديد من الأجناس ومنها: (Dyoxipapillomavirus و Omikronpapillomavirus  و Dyodeltapapillomavirus  و Omegapapillomavirus و Dyomupapillomavirus و Dyozetapapillomavirus و Kappapapillomavirus  و Upsilonpapillomavirus و Dyoetapapillomavirus و Sigmapapillomavirus و Lambdapapillomavirus و Taupapillomavirus و Xipapillomavirus و Dyoepsilonpapillomavirus  و Thetapapillomavirus  و Etapapillomavirus).

دورة حياة فيروسات البابيلو

إن دورة حياة عائلة فيروسات البابيلو تختلف باختلاف نوع هذا الفيروس، ولكنها تكون بشكل عام على النحو الآتي:

• تكتسب فيروسات البابيلو الوصول إلى الخلايا الجذعية للخلايا الكيراتينية من خلال الجروح الصغيرة، المعروفة باسم الصدمات الدقيقة، والموجودة في الجلد أو سطح الغشاء المخاطي.

• تحدث تفاعلات بين برونين L1 والسكريات الموجودة على سطح الخلية، والتي تعزز من الارتباط الأولي لهذه الفيروسات.

• يمكن للفيروسات بعد ذلك الدخول من سطح الخلية عن طريق التفاعل مع مستقبل معين مثل  alpha-6 beta-4 experin، وينتقل إلى حويصلات محاطة بغشاء تسمى الإندوسوميز 38، ويقوم بروتين L2 بتعطيل غشاء الجسيم الداخلي من خلال الببتيد المخترق للخلايا الموجبة، مما يسمح للجينوم الفيروسي بالدخول والانتقال إلى نواة الخلية مع L2.

• تُعبر فيروسات البابيلو عن بروتينات E1 و E2، والتي تعمل على تكرار والحفاظ على الحمض النووي الفيروسي كحلقة دائرية.

• تعزز جينات  E6 و E7 نمو الخلايا عن طريق تعطيل بروتينات مثبط الورم p53 و pRb.

• إن الخلايا الجذعية للخلايا الكيراتينية في الطبقة القاعدية الظهارية يمكن أن تحافظ على جينومات هذه الفيروسات لعقود.

• يقتصر التعبير عن الجينات الفيروسية المتأخرة حصرياً على تمييز الخلايا الكيراتينية في الطبقات الخارجية من الجلد أو سطح الغشاء المخاطي.

• عادةً ما يرتبط التعبير المتزايد عن بروتين L1 وبروتين  L2 بزيادة كبيرة في عدد نسخ الجينوم الفيروسي لهذه الفيروسات.

• يُعتقد أن  التقييد للتعبير الجيني الفيروسي المتأخر يمثل شكلاً من أشكال التهرب المناعي، وذلك لأن الطبقات الخارجية من الظهارة الحرشفية الطبقية تخضع لمراقبة محدودة نسبياً من قبل خلايا الجهاز المناعي.

• يتم تجميع الفيروسات المعدية الجديدة في نواة الخلية.

• تستخدم أنواع أخرى من فيروسات الحيوانات عملية تحليلية نشطة لقتل الخلية المصابة، مما يسمح بإطلاق جزيئات الفيروسات.

• غالباً ما ترتبط عملية التحلل التي تُصيب الخلايا بحدوث التهاب، مما قد يؤدي إلى هجوم مناعي ضد الفيروسات.

• تستغل فيروسات البابيلو التقشر كآلية إطلاق خفية وغير التهابية.