الخوارزميات تساعد في القضاء على فيروس كورونا

وصل عدد الإصابات بفيروس كورونا إلى أكثر من 195 مليون إصابة في شتى أرجاء العالم منذ بدء الجائحة في ديسمبر/كانون الأول 2019 حتى الآن، والرقم في ارتفاع مستمر، وذلك مع ظهور سلالات جديدة من المرض بسبب الطفرات التي تحدث على الفيروس وتحوراته العديدة.

وتجاوز عدد الوفيات نتيجة الفيروس 4 ملايين إنسان، وهناك حاليا نحو 14 مليون إصابة نشطة تعاني من المرض، منها حوالي 85 ألف إصابة في حالة خطرة ومهددة بالموت.

وفي ظل غياب علاج فعال قادر على القضاء على الوباء فإن من المرجح أن يبقى فيروس كوفيد-19 عبئا عالميا يهدد حياة مليارات البشر في كل يوم، فضلا عن الخسائر المادية الناتجة عنه والتي أدت إلى ركود اقتصادي عالمي، ومما يضاعف هذا التهديد هو شبه اليقين من أن فيروسات كورونا الجديدة ذات القدرة الوبائية العالية ستظهر في السنوات القادمة بسبب الطفرات المستمرة التي تحدث على الفيروس.

اللقاحات وحدها لن تحل المشكلة

أعطت اللقاحات العديدة -التي تم تصنيعها وإنتاجها مؤخرا في دول مختلفة من العالم مثل “فايزر” (Pfizer) الأميركي، و”سبوتنيك-في” (Sputnik-V) الروسي، و”أسترازينيكا” (AstraZeneca) البريطاني، و”سينوفارم” (Sinopharm) الصيني وغيرها من المطاعيم التي أنتجت بالفعل أو جار العمل على إنتاجها حاليا- الأمل في إنهاء جائحة كورونا، ولكن ظهور طفرات عديدة على الفيروس جعل إمكانية حدوث طفرة جديدة مقاومة لكل هذه اللقاحات أمرا ممكنا ومقلقا للعلماء في مختلف أنحاء العالم، وهو الأمر الذي يجعل اكتشاف علاج جديد يعمل بفعالية تامة ضد جميع طفرات فيروس كورونا أمرا مهما أكثر من أي وقت مضى.

وفي هذا السياق، قام علماء وباحثون من جمعية الكيمياء الأميركية (American Chemical Society) برئاسة الدكتور ماثيو شابيرا -الذي يعمل أيضا أستاذا في كلية الصيدلة بجامعة تورونتو الكندية- باستخدام خوارزمية معينة تم تصميمها لهذا الغرض لتحليل البروتينات الفيروسية لـ27 نوعا متحورا من فيروس كوفيد-19، إضافة إلى آلاف العينات التي تم جمعها من مرضى كورونا، بهدف العمل على إنتاج وتصنيع علاج واحد قادر على التعامل مع الفيروس بتحوراته وطفراته المختلفة بغض النظر عن عددها، وذلك كما ذكرت منصة الجمعية التي نشرت أهم ما ورد في البحث.

جيوب كورونا

غالبا ما ترتبط الأدوية والعلاجات بالالتصاق داخل جيوب خاصة في بروتينات الفيروسات، ثم تعمل على القضاء على هذه الكائنات، حيث يتسبب العلاج في إعاقة وظيفة البروتين الذي يمد الفيروس بالحياة.

ويمكن للعلماء تحديد هذه الجيوب لربط الأدوية من الهياكل ثلاثية الأبعاد للبروتينات الفيروسية، ومع ذلك من الممكن بمرور الوقت أن تحدث طفرة ما تحور الفيروسات خلالها من جيوبها البروتينية لتصبح الأدوية غير فعالة، وهذه هي المعضلة التي كانت تواجه العلماء في إنتاج علاج فعال ضد فيروس كورونا.

ولحل المعضلة وجد العلماء أن هناك جيوب ارتباط معينة في بروتينات الفيروسات ضرورية جدا كي يؤدي البروتين وظيفته في الحفاظ على حياة الفيروس، وهذه الجيوب لا يمكن تحورها أو حدوث طفرات عليها، وهذا بالضبط ما كان يبحث عنه ماتيو شابيرا وزملاؤه، وهو العثور على هذه الجيوب من العينات التي تم جمعها من مرضى كورونا من أجل إيصال الدواء لهم، وربطه بها للقضاء على الفيروس بطفراته المختلفة.

الخوارزميات تكتشف نقاط ضعف الفيروس القاتلة

استخدم فريق البحث خوارزمية حاسوبية تم تصميمها لهذا الغرض، لتحديد جيوب ربط الأدوية في الهياكل ثلاثية الأبعاد لـ15 بروتينا من بروتينات “سارس-كوف-2” (SARS-CoV-2)، ثم وجد الباحثون البروتينات المقابلة في 27 نوعا متحورا من فيروس كورونا وقارنوا تسلسلها مع جيوب ربط الأدوية، حيث اكتشفت الخوارزمية المستخدمة جيبين بروتينيين في الحمض النووي الريبوزي “آر إن إيه” (RNA) لفيروس كورونا بتحوراته المختلفة، والتي لا يطرأ عليها أي تغير رغم كثرة طفرات الفيروس، وأطلق العلماء على هذين الجيبين اسمي “إن إس بي 12″ (nsp12)، و”إن إس بي 13” (nsp13).

ويشارك كل من هذين البروتينين في نسخ الحمض النووي الريبوزي للفيروس، ووجد العلماء أن جيب “إن إس بي 13” هو الأكثر ثباتا عبر آلاف العينات التي تم جمعها من المرضى مع عدم وجود طفرة واحدة فيه.

ويقول الباحثون إن الأدوية الجديدة المضادة للفيروس التي تستهدف جيب “إن إس بي 12” هي حاليا في المرحلتين الثانية والثالثة من التجارب السريرية، أما بالنسبة لجيب “إن إس بي 13” فهو اكتشاف جديد تماما، وسيتم إعطاؤه أولوية عالية في تجارب تطوير أدوية وعلاجات للقضاء على فيروس كورونا بشكل نهائي في المستقبل القريب.

المصدر: مواقع إلكترونية