Zlatý věk virů

Zlatý věk virů

Alexey Rzeševský
"Populární mechanika" č. 9, 2015

Koronavírus MERS, který se nedávno objevil v Jižní Koreji, překvapil jihokorejské úřady a přiměl je, aby přijali naléhavé epidemiologické opatření. Generální ředitel WHO Margaret Chen byl nucen tvrdit, že "nový koronavírus je hrozbou pro celý svět." A tato slova se vztahují nejen na MERS, ale i na další nové a neznámé infekce.

Předpokládá se, že celkový počet virových částic je řádově vyšší než počet všech buněk všech organismů na Zemi. Víry obklopují nás všude v přírodě a každá buňka každého živého organismu nese stopy minulých setkání s nimi.

Genetická rozmanitost virů, jejich schopnost změnit a přizpůsobit je úžasná. Před milióny let se retrospektivy genomu a retrovirusů podílely na vývoji, působící jako genetický rezervoár pro vytváření nových genů a komplikujících druhů. A nyní mohou viry fungovat jako jeden z "nástrojů" evoluce, regulující velikost a životaschopnost populací.

Z písemných pramenů jsme si vědomi první epidemie viru, která vznikla ve starověkém Řecku v roce 430 př.nl. a v Římě v roce 166.Někteří virologové naznačují, že první epidemie neštovic zaznamenaná ve zdrojích mohla nastat v Římě. Pak z neznámého smrtícího onemocnění v římské říši zabilo několik milionů lidí.

Od té doby byl evropský kontinent pravidelně vystaven ničivým vpárám epidemií, především morům, choleře a neštovicím. Epidemie náhle přišly jeden po druhém společně s lidmi cestujícími na velké vzdálenosti, zničily celé města. A stejně tak najednou se zastavili, aniž by se ukázali už stovky let.

Virus variola se stal prvním známým infekčním nosičem, který představuje hrozbu pro celou lidskou rasu. Počátkem svého "černého" průvodu po celém světě asi před 2.000 lety vložil do svého hrobu obrovský počet lidí na všech kontinentech a do roku 1980 existoval, dokud lidstvo nepřeskočilo společné úsilí. Dnes tento virus pod přísnou kontrolou je uložen ve dvou laboratořích, v Rusku a ve Spojených státech.

V oblasti vědců byli viry na počátku 18. století. Pak se evropští lékaři začali zajímat o fenomén nedobrovolného očkování, když lidé, kteří byli infikováni mírnou kravskou páneví, nebyli náchylní k neštovicím, tj. Lidským.Průlom v této věci nastala v roce 1796, kdy veřejně vyrobil první vakcínu proti neštovicím anglický lékař a vědec Edward Jenner.

V roce 1892 byl popsán první virus. Titul objevitele virů oprávněně patří ruskému mikrobiologovi Dmitri Iosifoviči Ivanovskému, který na konci 19. století dokázal popsat virus, který způsobil mozkovou chorobu tabákové rostliny. A po tomto objevu začala lavínová studie o virech, která nás nikdy nepřekvapí a neočekávaně překvapí.

Jak funguje virus?

Latinské slovo virus znamená jed. Kompletní virové částice, virion, se skládá z bílkovinného povlaku, kapsidy a vnitřního obsahu: několika speciálních proteinů a nukleové kyseliny, které kódují virové geny.

Všechny viry jsou obvykle rozděleny do dvou velkých skupin podle typu nukleové kyseliny, kterou obsahují: DNA a RNA viry. Z praktického hlediska je skupina RNA obsahujících viry největší zájem pro všechny z nás, protože jsou to dnes nejnebezpečnější infekční agens: virus chřipky, koronaviry a nejkomplexnější ze všech virů, HIV.

Virové struktury HIV

Virusy nevykazují žádné známky života, dokud se nestanou hostitelskou buňkou. Výsledkem tohoto setkání je vytvoření komplexu virových buněk, který je schopen žít a produkovat nové viriony.

Glykoproteiny. S jejich pomocí se virus vázá na receptor CD4 na povrchu lymfocytů.

Supercapsid. Fosfolipidová dvojvrstvá membrána se vypůjčila z hostitelské buňky, ze které se virus rozvinul.

RNA. Dvě identické vlákna, ve kterých jsou naprogramovány všechny genetické informace o viru.

Capsid. Kontejner s bílkovinami ve formě zkráceného kužele, ve kterém jsou uložena RNA a nejdůležitější enzymy: reverzní transkriptáza, integraza, proteáza.

Reverzní transkriptáza. Enzym, který modifikuje DNA hostitelské buňky pro matici RNA viru. Říká se tomu inverzní, protože ve většině případů je RNA syntetizována šablonou DNA, nikoliv naopak.

Téměř všechny viry známé vědou mají svůj vlastní cíl v živém organismu – specifickém receptoru na povrchu buňky, ke kterému se připojují. Tento mechanismus určuje přesně, které buňky budou virem ovlivněny. Například virus polio se může připojit pouze k neuronům a virus hepatitidy k jaterním buňkám. Virus imunodeficience je zaměřen na různé buňky.Především jsou to buňky imunitního systému (T-lymfocyty-pomocné buňky, makrofágy). Stejně jako eozinofily a tymocyty (poddruhy leukocytů), dendritické buňky, astrocyty (typ pomocných buněk nervové tkáně) a další buňky, které nesou na své membráně specifický receptor CD4 a CXCR4 coreceptor. Téměř všechny jsou přímo spojené s imunitním systémem.

Jak funguje imunita?

V ideálním případě má zdravý organismus velmi spolehlivý víceúrovňový systém ochrany před pronikáním všech druhů "outsiderů". Za svůj popis a přepis v různých dobách, od roku 1901, bylo uděleno šest Nobelových cen.

Po vniknutí viru uvnitř, již v sliznici imunitních buněk, makrofágy (řečtí "odhalení") absorbují část virových částic. Tyto buňky jsou schopny zachytit a trávit bakterie, mrtvé buňky a jiné cizí částice, včetně virionů.

Profese – Eater

Lidské fagocyty jsou rozděleny do dvou tříd, které se nazývají "profesionální" a "neprofesionální". Profesionální fagocyty jsou aktivnější a mají receptory, které umožňují rozlišovat mezi "jejich" a "mimozemšťanem".Profesionální fagocyty zahrnují makrofágy.

Když virus vnikne do krevního oběhu, leukocyty, včetně jejich tří hlavních typů: T-pomocníci, B-lymfocyty a T-zabijáci, jdou do boje s ním. Pomocník T (od pomocného pomocníka v angličtině) pomocí receptorů CD4 rozpoznává antigeny – tzv. Molekuly, které se mohou navázat na protilátky. Název "antigen" pochází ze slov "protilátka" a "generátor". Takové molekuly jsou ve složení virových částic.

T-pomocníci poskytují stimulační signál "vraždám" virů – B-lymfocytů a T-vrahů, a přenášejí proti nim antigeny. Aktivované B-lymfocyty tvoří protilátky, které najdou volné antigeny virů a naváže se na ně. Tandemový "virus-protilátka" je zachycen a zničen makrofágy. T-killer cíle jsou vlastní buňky těla postižené virem. Tyto lymfocyty provádějí lýzu, tj. Rozpuštění poškozených buněk pomocí speciálních enzymů. V konečném stadiu imunitní odpovědi potlačují T-supresorové buňky aktivitu imunitní odpovědi a zastavují agresivní působení T-zabijáků a B lymfocytů tak, aby se rozptýlily a nezničily zdravé buňky.

Současně je v těle zaveden další mechanismus molekulární obrany: buňky infikované tímto virem začínají produkovat speciální proteiny, interferony, které jsou schopné opustit buňku a interagovat se sousedními buňkami, snížit úroveň syntézy bílkovin a zabránit násobení viru. Jak virus, tak hostitelská buňka jsou ovlivněny, ale šíření infekce je blokováno.

Interferony znějí alarm

S pomocí interferonu buňka postižená virem přenáší upozornění na sousední buňky tak, aby byli připraveni se setkat se zlými úmysly. Tento mechanismus zahrnuje smrt všech buněk, které jsou konfrontovány s virem, ale reprodukce viru a další šíření infekce je blokována.

Po cestě interferony aktivují řadu mechanismů imunitního systému. Interferon-alfa (IF-α) stimuluje syntézu leukocytů, podílí se na boji proti virům a má protinádorovou aktivitu. Interferon-beta (IF-β) produkuje buňky pojivové tkáně, fibroblasty a má stejný účinek jako IF-α, avšak s protinádorovým účinkem. Interferon-gamma (IF-y) zvyšuje produkci T-buněk, T-pomocných buněk a C08 + T-lymfocytů, což jim dává vlastnost imunomodulátoru.

Král virů

Každý z nás se setkal se zdravými lidmi, kteří jsou odolní proti všem druhům sezónních virů, jako je SARS nebo chřipka. Dokonce i virus neštovic nezabíjel všechny bez výjimky a dokonce i horečka Ebola, která dnes děsí lidi z Afriky, zanechává čtvrtinu nakažených lidí naživu.

A pouze ve vztahu k jediné infekci je imunitní systém bezmocný ve 100% případů infekce. Žádný z 50 milionů lidí infikovaných HIV nebude žít do zralého stáří. Příležitosti, dokonce i teoretické, k potírání HIV a AIDS ještě nebyly objeveny.

Problém boje proti HIV zahrnuje několik faktorů. Takže imunitní systém člověka, místo toho, aby bojoval proti viru, mu někdy pomáhá. Tento jev se nazývá "zesílení infekce závislé na protilátkách" (ADE): protilátky, které se produkují v těle v reakci na virový záchvat, usnadňují pronikání viru do buňky a mluví o miniaturních virionech jako druhu průvodce. Virusy dengue a Ebola také používají podobný virový mechanismus.

V roce 1991 objevili buněční biologové z Marylandu, kteří studovali imunitní odpověď na očkovací látku proti HIV, fenomén antigenní imprintace.Ukázalo se, že imunitní systém si pamatuje pouze jednu, první variantu viru HIV a vytváří proti němu specifické protilátky. Když se virus v důsledku bodových mutací mutuje a to se stává často a rychle, imunitní systém z nějakého důvodu neodpovídá těmto změnám a nadále produkuje protilátky proti první variantě viru. Tento jev, jak se domnívá řada vědců, představuje překážku vytvoření účinné vakcíny proti HIV.

Ale to nejsou všechny triky v arzenálu smrtící infekce. V našem těle jsou speciální antiretrovirové systémy, které musí odolat všem retroviruům, včetně HIV (více informací o retrovirusech, viz červenční vydání časopisu). Dnes existují dva takové systémy: AID / APOBEC a TRIM5-α. Ale jak se ukázalo, namísto toho, aby bojovali proti HIV, se tyto anti-virusové systémy staly jeho "strážci" – chrání virus imunodeficience před vadnými kopiemi a dalšími viry.

Podle jedné verze je důvodem, že staré retroelementy, ze kterých vznikly retrovirusy, se v procesu evoluce staly součástí našeho genomu.Proto imunitní systém "starou pamětí" může mít vlastní viry ".

Postavili jsme jim ráj

Snad hlavní zbraní virů je schopnost změnit extrémně rychle. Zvláště u HIV je tato vlastnost způsobena tím, že enzym reverzní transkriptáza dělá chyby při kopírování viru v těle. Jako kdyby policie hledala zločince na identikitu a výtisky, ale každý den změní svůj vzhled. Jiné viry mají své vlastní mechanismy variability. Díky němu například virus Ebola po dobu dvaceti let od jeho objevení změnil o celou čtvrtinu.

Dnes, nejen HIV, je nebezpečí pro lidstvo. Málokdo ví o globální epidemii způsobené virem hepatitidy C. Objevil se v roce 1989 a nyní je na celém světě 150 milionů lidí – nositelů. A každoročně umírá 400 000 lidí z komplikací způsobených touto chorobou. Atypická pneumonie, Ebola, ptačí chřipka, koronavírus MERS a další, dosud neznámé infekce mohou za určitých okolností způsobit epidemii s velkými lidskými oběťmi.

Přírodní rezervoár "náhradních dílů" pro viry je obrovský a mohou být složeny do nebezpečných forem.Tento proces se nazývá rekombinace viru – viry si navzájem vyměňují své geny a vytvářejí nové druhy. Taková rekombinace může nastat jak mezi různými DNA, tak různými RNA. Navíc genetickým materiálem, který se podílí na výměně, jsou nejen viry, ale i jejich nosiče – například zvířecí a lidský virus se mohou spojit. Tak se objevují nové nebezpečné formy virů.

Proč se ale dnes objevují častěji nové viry? Profesorka Vitaly Kordyumová, profesorka Ústavu molekulární biologie a genetiky, uvádí několik hlavních důvodů, z nichž nejdůležitější je blízkost obyvatelstva, pokud existuje velký kontakt s lidmi s velkým množstvím lidí a možnost rychlého pohybu nosičů viru. Díky vědeckému a technickému pokroku se nosič nebezpečných infekcí může dostat z jednoho kontinentu do druhého během několika dní. Stejný pokrok vedl k tomu, že za posledních 70 let došlo k jednostranné migraci obyvatel z vesnic a menších měst do velkých měst, což vedlo k vzniku kompaktních multimilionálních osad.

Je zřejmé, že náš moderní "městský" způsob života hraje důležitou roli v procesech rychlého vývoje virů.Člověk, aranžoval svůj život pohodlím a přeměnil vše kolem svého vkusu, najednou zapomněl, že je to obyčejný biologický druh a přestal žít podle zákonů přírody. A viry nám to připomínají.

NAŠÍ ODBORNÍK
Evgeny Komarovsky,
pediatr, infekční, televizní moderátor:

„Hlavním problémem léčení virových infekcí, je, že lék musí proniknout do lidské buňky a zničit virus bez poškození buňky sebe a jeho sousedy. Proto je účinek antivirových léčiv jsou obecně zaměřeny na zpomalení virové replikace a aktivaci jeho vlastní Imunita: Nejlepší antivirovou strategií je prevence.

  1. Očkování. Podávání oslabeného viru vede k produkci vysoce kvalitních docela protilátek, které chrání osoby z určité virové infekce (spalničky, zarděnky, dětské obrně, hepatitidě B, chřipce, klíšťové encefalitidy, a tak dále.).
  2. Zabránit nebo omezit kontakt s pravděpodobným zdrojem infekce (oddělená místnost pro pacienta s akutní respirační infekcí a masku pro jeho příbuzné, "choosy" sexuální život pro prevenci AIDS atd.d.)
  3. Životní styl a vzdělávací systém, tvořící normální imunitu. "

Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: