כיפוי FAD של החומר התורשתי של נגיף דלקת הכבד מסוג C מאפשר לנגיף לחמוק ממערכת החיסון.

חוקרים מאוניברסיטת קופנהגן ומבית החולים Hvidovre שבדנמרק, פיתחו שיטה מיוחדת לחקר דגימות נגיפיות ופענחו בעזרתה את הדרך שבה הנגיף HCV מתחמק ממערכת החיסון. לממצא זה חשיבות עתידית באבחון וטיפול בנשאים ובמחלה. וגם במחלות נגיפיות אחרות.   

בתחילת שנות השמונים של המאה הקודמת התברר שחלק מהחולים בדלקת כבד נגיפית אינם נושאים את שני הנגיפים שהיו מוכרים אז - HAV ו-HBV, ולכן כונתה מחלה זו בהתחלה דלקת כבד מסוג NonA,NonB - כי לא הצליחו לבודד את הנגיף. 

מייקל הוטון (Houghton) שחשב שהבעיה נובעת מריכוז נמוך של הנגיפים בחולים מאד נמוך,  החליט לנסות לשבט ולהפיק את חלקי הנגיפים בחיידקים. דגימת כבד של שימפנזה נגועה שימשה כמקור לחומר גנטי (שה-RNA שבו הומר ל-DNA). החומר הגנטי שובט בווקטור הנגיפי (λgt11) ולאחר הכנסתו לחיידקי Escherichia coli, נבדקו החיידקים באמצעות נוגדנים שמקורם באדם חולה, ונסרקו להמצאות חלבון שלא שייך במקור לא לאדם ולא לשימפנזה. כך, ב-1989, התגלו הנגיפים המכונים היום HCV. 

דגם של HCV
BruceBlaus, Wikimedia commons

הנגיפים, ששמם הרשמי Hepacivirus, משתייכים למשפחה Flaviviridae. - החומר התורשתי שלהם הוא RNA חיובי שאורכו 9600 בסיסים המכיל גן יחיד המוקף בשני אזורים לא מתורגמים (UTRs). הגן  מקודד לחלבון אחד גדול, שמתפרק לעשרת החלבונים הנגיפיים לאחר התרגום. 

מאז הכרנו שיש ששה זני נגיפים שונים, ושיש כ-50 מיליון איש ברחבי העולם שהם חולים כרוניים במחלת הכבד שהם גורמים: הנגיפים גורמים לדלקות וצילוק הכבד, שעלולים להתפתח לסרטן בכבד. וכ-300,000 מתים כל שנה מהמחלה. מאז ועד לאחרונה לא היה ברור מה מונע ממערכת החיסון להתגבר על הנגיפים כמו שהיא עושה עם נגיפים אחרים. 

ג'פה וינטר (Vinther) מהמחלקה לביולוגיה של אוניברסיטת קופנהגן, טרואלס שיל (Scheel) וג'נס בוך (Bukh) מהמחלקה למחלות זיהומיות של בית החולים Hvidovre  בקופנהגן.  גילו שמולקולת ה-RNA, -החומר התורשתי  של הנגיף -   מתחילה בכ-75% מהמולקולות שנבדקו, בנוקלאוטיד המיוחד Flavin adenine dinucleotide, המכונה  בקיצור FAD.  מולקולת ה-FAD מורכבת מויטמין B2 שאליו מחוברת מולקולת ATP. והיא מוכרת כמולקולה הכרחית במעגל חומצת הלימון (ממעגל קרבס). 

החוקרים (וגם אחרים) שידעו שאי אפשר לסנתז את החומר התורשתי של הנגיף בתרבית תאים ללא נוכחות FAD, חשדו שהמולקולה מעורבת במנגנון ההתחמקות, אך לא הצליחו להוכיח ולגלות איך. אנזים שמבקע את מולקולת ה-FAD לשניים - Nudix pyrophosphohydrolase 23 - אותו בודדו מצמח התודרנית הלבנה (Arabidopsis thaliana) עזר להם לפענח את המנגנון.  

ה-RNA הנגיפי החד גדילי מוכפל בשני שלבים בתא המאכסן על ידי אנזים נגיפי - RNA dependent RNA polymerase,  בהתחלה מיוצר RNA משלים ל-RNA הנגיפי כמולקולות ביניים ואלה משמשות כתבנית ליצירת העותקים החדשים של ה-RNA הנגיפי.  סינתזת  ה-RNA מתחילה, בשני השלבים, בקצה 5' של המולקולה החדשה עם הנוקלאוטיד FAD. כך נוצר RNA נגיפי שיש לו כיפוי (מהמילה כיפה) של FAD.  אחוז המולקולות  שיש להן כיפוי כזה הוא כ-75 - גם ב-RNA הנגיפי וגם במשלים לו. הרבע הנותר של המולקולות  התחיל ב-ATP. 

החוקרים הוכיחו, על ידי שימוש באנזים הצמחי שמבקע את ה-FAD, שהכיפוי הזה ממסך את המולקולה הנגיפית ומונע את זיהויה על ידי מערכות ההגנה מחוץ ובתוך התאים. במקביל הם הראו שאין לכיפוי השפעה על יציבות ה-RNA ולזמן מחצית החיים שלו. זו אסטרטגיית השרדות נגיפית שלא הייתה מוכרת קודם, ויהיה מעניין לבדוק בהמשך אם גם נגיפים אחרים משתמשים בה. 
הכרת מנגנון הכיפוי עשוייה לסייע בפיתוח תרופות  נגד הנגיף והמחלה - תרופות שיסירו את הכיפה מהנגיף או שתפגענה ביכולת הכיפוי של הפולימרז הנגיפי. 

החוקרים בדקו נוכחות כיפוי FAD בשלושה נגיפי RNA אחרים: ב-BVDV, ב-TBEV - שניהם מה-Flaviviridae, וב-CHIKV מה-Togovitidae.  לא מצא בנגיפים אלה כיפוי ב-FAD.  אך נותרו עוד נגיפי RNA רבים לבדוק. ב-TBEV נמצא כיפוי אחר. שלא ברורה עדיין משמעותו הביולוגית. 

המאמר מ-Nature, יולי 2023

ציוץ של ג'פה וינטר (Vinther) בטוויטר - יולי 2023

ראיון רדיו של המחבר ב"שלושה שיודעים" - 22 באוגוסט 2023 - בין 50:06 ל-57:48.