حدد باحثو جامعة كاليفورنيا، كيف يتسبب تدخين السجائر في حدوث عدوى أكثر شدة بفيروس SARS-CoV-2 في الشعب الهوائية في الرئتين.

وستساعد الدراسة، التي يقودها علماء في مركز Eli and Edythe Broad للطب التجديدي وأبحاث الخلايا الجذعية في UCLA، والتي نشرت في Cell Stem Cell، الباحثين على فهم مخاطر "كوفيد-19" للمدخنين بشكل أفضل ويمكن أن تساعد في تطوير استراتيجيات علاجية جديدة تساعد في تقليل فرص المدخنين للإصابة بأمراض خطيرة.

ويعد تدخين السجائر أحد الأسباب الأكثر شيوعا لأمراض الرئة، بما في ذلك سرطان الرئة ومرض الانسداد الرئوي المزمن، وأشارت معظم الدراسات الديموغرافية لمرضى "كوفيد-19" إلى أن المدخنين الحاليين معرضون بشكل متزايد لخطر العدوى الشديدة والوفاة. لكن أسباب ذلك لم تكن واضحة تماما.

وللمساعدة في فهم كيفية تأثير التدخين على عدوى SARS-CoV-2 على المستوى الخلوي والجزيئي، اشتركت الدكتورة بريجيت غومبيرتس مع المؤلفين الرئيسيين المشاركين فيثيلينغاراجا أروموغاسوامي، الأستاذ المشارك في علم الأدوية الجزيئي والطب، وكاترين بلاث، أستاذة الكيمياء البيولوجية، لإعادة إنشاء ما يحدث عند إصابة الممرات الهوائية للمدخن الحالي بفيروس SARS-CoV-2.

واستخدم الفريق منصة تُعرف باسم استنبات الواجهة بين الهواء والسائل، والتي نمت من الخلايا الجذعية لمجرى الهواء البشري وتكرر عن كثب كيف تتصرف المسالك الهوائية وتعمل في البشر.

والممرات الهوائية، التي تحمل الهواء الذي يتم استنشاقه من الأنف والفم إلى الرئتين، هي خط دفاع الجسم الأول ضد مسببات الأمراض المحمولة جوا مثل الفيروسات والبكتيريا والدخان.

وقالت غومبيرتس، أستاذة طب الرئة وعضو مركز UCLA Jonsson الشامل للسرطان: "نموذجنا يكرر الجزء العلوي من الشعب الهوائية، وهو المكان الأول الذي يصيب فيه الفيروس. هذا هو الجزء الذي ينتج المخاط لاحتجاز الفيروسات والبكتيريا والسموم ويحتوي على خلايا ذات نتوءات تشبه الأصابع تتغلب على هذا المخاط ويخرج من الجسم".

وتمت زراعة ثقافات التفاعل بين الهواء والسائل المستخدمة في الدراسة من الخلايا الجذعية لمجرى الهواء المأخوذة من رئتي خمسة متبرعين بأنسجة شابة وصحية وغير مدخنين. ولتكرار تأثيرات التدخين، عرّض الباحثون مستنبت مجرى الهواء هذا لدخان السجائر لمدة ثلاث دقائق يوميا على مدار أربعة أيام، وفقا لغومبيرتس، التي تشغل أيضا منصب نائب رئيس قسم الأبحاث في أمراض الدم وأورام الأطفال في معهد اكتشاف وابتكار الأطفال بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.

وبعد ذلك، أصابت المجموعة المستنبتات المعرضة لدخان السجائر، إلى جانب المستنبتات المماثلة التي لم تتعرض للدخان، بفيروس SARS-CoV-2 الحي، وتمت مقارنة المجموعتين. وفي النماذج التي تعرضت للدخان، رأى الباحثون ما بين ضعفين وثلاثة أضعاف الخلايا المصابة.

ووجد الفريق أن التدخين أدى إلى الإصابة بفيروس SARS-CoV-2 أكثر حدة، على الأقل جزئيا، عن طريق منع نشاط بروتينات الجهاز المناعي التي تسمى الإنترفيرون.

ويلعب الإنترفيرون دورا مهما في الاستجابة المناعية المبكرة للجسم عن طريق تحفيز الخلايا المصابة لإنتاج بروتينات لمهاجمة الفيروس، واستدعاء دعم إضافي من جهاز المناعة، وتنبيه الخلايا غير المصابة للاستعداد لمحاربة الفيروس. ومن المعروف أن دخان السجائر يقلل من استجابة الإنترفيرون في الشعب الهوائية.

وقالت غومبيرتس: "إذا فكرت في الممرات الهوائية مثل الجدران العالية التي تحمي القلعة، فإن تدخين السجائر يشبه إحداث ثقوب في هذه الجدران. التدخين يقلل من الدفاعات الطبيعية ما يسمح للفيروس بالظهور".