Articles

mik azok a vírusok és hogyan működnek?

a COVID-19 járvány mögött álló új koronavírus óriási károkat okoz, több tízezer embert öl meg, és fellendíti a gazdaságokat, mivel a nemzetek küzdenek annak terjedésének megfékezéséért. De önmagában, mint más vírusok, inert, még életben sem. A vírusok úgy nyerik el erejüket, hogy bejutnak az élő sejtekbe, gyorsan eltérítik a sejtek gépezetét, majd őrülten szaporodnak. Hamarosan más sejtekbe ömlenek, megfertőzik őket is—és néha elterjednek az egész világon.

a vírusok azért erősek, mert “gyorsan fejlődnek, nem hatnak rájuk az antibiotikumok, megfoghatatlanok, sokoldalúak, rendkívül magas halálozási arányt okozhatnak, és ördögien egyszerűek, legalábbis más élő vagy kvázi élőlényekhez képest”-mondja David Quammen, a neves tudományos író 2012-es Spillover: Animal Infections and the Next Human Pandemic című könyvében.

de mi is pontosan a vírusok? John Coffin, virológiai kutató a Tufts Orvostudományi Iskolában, azt mondja, hogy a gyökérben a vírus egyszerűen ” információ.”A vírusok kicsik—csak elektronmikroszkóppal láthatók—, és sokuk mindössze két-tíz gént tartalmaz, szemben az ember minden sejtjében található 20 000 génnel.

a vírus “az, hogy többet csináljon önmagából—ez az egyetlen feladata” – mondja Coffin. “A betegség okozása az út mentén lehet, hogy nem jó neki.”

hogy jobban megértsük a vírusokat, Tufts most beszélt Coffin-nal, aki az American Cancer Society Molekuláris Biológiai és mikrobiológiai professzora a Tufts-nál. Kutatásában olyan vírusokra összpontosít, mint például az emberi immunhiányos vírus (HIV), amely világszerte több mint 32 millió embert ölt meg az 1980-as évek eleje óta.

Tufts most: mi is pontosan a vírusok? Miben különböznek a baktériumoktól?

John Coffin: a vírusok teljesen különböznek a baktériumoktól. A baktérium élő dolog—a legtöbbjüknek megvan az összes összetevője, amire szükségük van a saját túlélésükhöz, ahhoz, hogy többet termeljenek magukból, és így tovább.

a vírus csak egy információ. A vírus információit egy sejtbe helyezi—például baktériumsejtbe, emberi sejtbe vagy állati sejtbe. Olyan utasításokat tartalmaz, amelyek megmondják a sejtnek, hogy készítsen többet a vírusból, ugyanúgy, ahogy a számítógépbe kerülő számítógépes vírus azt mondja a számítógépnek, hogy készítsen többet önmagából. A vírusok nem élőlények.

az a dolga, hogy többet csináljon magából—ez az egyetlen feladata. Az út közbeni betegség előidézése lehet, hogy nem jó neki-ha túl gyorsan megöli a sejteket, ez kevesebb időt ad arra, hogy kijusson és új gazdaszervezetet találjon.

a vírusok élnek?

valójában nem élő szervezetek—önmagukban nem képesek elvégezni azokat a funkciókat, amelyeket az élettel kapcsolatosnak tekintünk. Nem tartalmazzák azt a képességet, hogy lemásolják magukat anélkül, hogy egy sejt belsejében lennének.

rendelkeznek az információval, de az információ attól függ, hogy van-e cellájuk, amely lefordítja ezeket az információkat olyan komponensekké, amelyek azután a vírusrészecske (virion) részévé válnak, amely az információt egyik cellából a másikba továbbítja. Sok vírus nagyon egyszerű, csak néhány génnel. Sejtjeink több mint 20 000 gént tartalmaznak, de összehasonlításképpen a HIV, amely bizonyos értelemben viszonylag összetett vírus, csak kilenc gént tartalmaz. Sok vírus ennél kevesebbet tartalmaz-ez legalább kettő vagy három.

tanulmányozta a HIV-t, amelynek csak kilenc génje van. Ez egyszerű organizmusnak tűnhet, mégis nagyon nehéz megérteni, hogyan működik—miért van ez?

Ez azért van, mert a gének olyan finoman vannak hangolva—sok mindent csinálnak. Nagyon figyelemre méltó, hogy mennyi vírus képes elérni ilyen kevés információval. Egy olyan vírus teljes genetikai információja, mint a HIV, körülbelül egy oldalt foglalna el egy nyomtatott könyvben. De mindez nagyon bonyolult-minden egyes levél, ha úgy tetszik, különleges szerepet játszik. Ennek rendezése meglehetősen nehéz feladat.

a vírusok mutálódnak és fejlődnek, így nehezebb harcolni. Hogy történhetett ez meg?

mivel a vírusgenomot új másolatok készítéséhez olvassák, időnként rossz betűt, rossz bázist, rossz nukleotidot helyeznek be, hasonlóan egy tipográfiai hibához. Ez nem minden, hogy gyakran—egy 1000 egy 10 000 alkalommal, mondjuk. De a vírus újra és újra és újra ismétlődik, így ezek összeadódnak az idővel.

a vírusok “nem igazán élő szervezetek—önmagukban nem képesek elvégezni azokat a funkciókat, amelyeket az élethez kapcsolódónak tekintünk.”

egy olyan vírussal, mint a HIV, genetikailag nagyon változatossá válik az egyén fertőzése során, mert a HIV évente körülbelül naponta egyszer képes szaporodni az egyénben. Tehát sok sokszínűség épül fel, ami sok rugalmasságot biztosít a vírusnak. Valószínűleg vannak olyan mutációk, amelyek már jelen vannak a populációban minden fertőzött, kezeletlen egyénnél, amelyek a HIV-t rezisztenssé teszik bizonyos gyógyszerekkel szemben. Ezért, ha csak egyetlen gyógyszerrel kezeli a HIV-t, a kezelés mindig meglehetősen rövid idő után kudarcot vall.

meg tudja magyarázni a különbséget a fertőzést megelőző vakcina és az antiretrovirális gyógyszer között, amely kezeli?

a vakcina általában a vírus egyik összetevője, vagy maga a vírus egyik formája. Veszettség vagy néhány gyermekbénulás elleni oltás esetén gyengül-nem okoz betegséget, de mégis képes növekedni a szervezetben. A szervezet válaszát indukálja antitestek előállítására, így bármikor, amikor az antitestek újra látják a vírust, elpusztítják a fertőzést, mielőtt esélye lenne betegséget okozni.

az antivirális viszont egy kis molekula, egy meglehetősen egyszerű vegyi anyag—gyakran például a vírus DNS vagy RNS egy kissé megváltozott komponense—, amely megzavarja azt a folyamatot, amelynek során a vírus megismétli önmagát.

több millió vírus létezik. Miért okoznak betegséget az emberek és más állatok?

majdnem annyi különböző válasz van erre, mint a vírusok. De adhatok egy általános evolúciós magyarázatot. Az evolúció hosszú időszakaiban van egy vírus, amely egy gazdaszervezetbe kerül—egy fajba-és terjed. Három dolog közül egy történhet meg.

az egyik az, hogy a vírus valamilyen okból egyszerűen kihal—mindenki immunissá válhat, így a vírus már nem talál gazdatestet, és kihal. A második az, hogy a házigazda meghalhat. A vírus pandémiát okozhat, amely elpusztít egy fajt; Biztos vagyok benne, hogy ez sokszor megtörtént az evolúciós történelemben, bár nincs túl sok feljegyzésünk róla.

a harmadik az, hogy a vírus és a gazdaszervezet együtt fejlődhet, így a vírus nem okoz elég betegséget ahhoz, hogy kiirtsa a gazdaszervezetet, de még mindig képes szaporodni. Néhány vírus, amely velünk van-mint a közönséges hideg vírus-ilyenek. Enyhe betegséget okoznak, te felépülsz, a vírus túléli, és mindenki megy a maga dolgára.

de amikor a vírus egy új gazdaszervezetben találja magát—például egy új fajban—ez az alkalmazkodás nem történt meg, és nagyon veszélyes lehet a gazdaszervezet számára. Sok ilyen vírus létezik, például a HIV.

valószínűleg ez a koronavírus is. Lehet, hogy egy denevérből származik, és van egy friss érdekes tanulmány, amely azt sugallja, hogy a vírus egy része egy pangolinból származhat, amely egy pikkelyes emlős, amelyet táplálékként fogyasztanak a világ egyes részein.

vannak olyan vírusok, amelyek csak élnek bennünk, és nem okoznak kárt?

vannak retrovírusok—a vírusok sok fajtájának egyike—, amelyek bennünk élnek, amelyek általában nem okoznak betegséget, de alkalmanként—bizonyos körülmények között, például ha immunrendszere sérült. Az egyik példa a citomegalovírus, CMV. Sokan fertőzöttek CMV-vel, következmények nélkül. De a HIV-fertőzésben szenvedők számára a CMV megőrülhet.

az egyik dolog, amit csinál, megfertőzi a szemet, és okozza az úgynevezett retinitist, a retina pusztulását. Valakinek pénteken normális látása lehet, hétfőn pedig teljesen, visszafordíthatatlanul vak. Nagyon gyakori, ahol a HIV-kezelés nem áll rendelkezésre—az emberek hirtelen megvakulnak egy vírustól, amelyet évek óta hordoznak.

mennyire stabilak a vírusok a sejteken kívül?

ez nagyban változik. A HIV például nagyon alacsony környezeti stabilitással rendelkezik-még cseppek vagy lélegzet sem továbbítja. Nagyon szoros intim kapcsolatra, vérátömlesztésre vagy szexuális kapcsolatra van szüksége.

ehhez képest ez a koronavírus viszonylag stabilnak tűnik, így órákig, esetleg néhány napig képes túlélni a környezetben, mások pedig ennél még stabilabbak. A Polio vírus még a szennyvízben is stabil—szennyezett víz ivásával veszi fel. Áthalad a bélben, a gyomorban, ami majdnem olyan, mint a tiszta sósav—és a vírus még mindig stabil. Tehát egyesek elképesztően kemények, mások pedig meglehetősen törékenyek.

Taylor McNeil elérhető a következő címen: [email protected]

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.