Jak powstają groźne mutacje i szczepy odporne na szczepionki. Dzień z życia wirusa, czyli z wizytą w fabryce śrubek

Dorota Kowalska
Dorota Kowalska
Dzień z życia wirusa, czyli z wizytą w fabryce śrubek
Dzień z życia wirusa, czyli z wizytą w fabryce śrubek iwona burdzanowska / polska press
Udostępnij:
Jest hipoteza, że wirusy były początkiem naszego życia na Ziemi, że uporządkowały chaos, z którego zaczął wyłaniać się ład. Są właściwie wszędzie, każdy żywy organizm styka się na co dzień z milionem cząstek wirusowych. Zdecydowana większość z nich nie ma żadnego wpływu na nasze zdrowie, ale niektóre mogą przechytrzyć nasz układ odpornościowy, który zbyt późno zaczyna walkę z „obcym”. I nie zawsze udaje mu się wygrać. Od prawie dwóch lat straszy nas koronawirus, a dziś jego najnowsza mutacja - omikron

Jest niepokój i wyczekiwanie. Omikron, nowa mutacja koronawirusa, pojawił się już w Afryce, dotarł do Hongkongu, Wielkiej Brytanii, Niemiec, Holandii, Danii, Włoch, Czech. Może być groźny - jest wyposażony w ponad pół setki mutacji, sam kolec zawiera ich ponad trzydzieści. No i wciąż nie wiadomo, czy Omikron nie będzie wywoływał u osób zaszczepionych ciężkiego przebiegu choroby, czy nie będzie prowadził do śmierci. Inaczej mówiąc, czy nie jest „odporny” na szczepionki dostępne obecnie na rynku.

- Nie wydaje mi się. Nie myślę, żeby ten wariant był spełnieniem takiego złego snu, że oto pojawia się nowa odmiana wirusa, która obróci wniwecz szczepionki. Na razie nie wygląda, żeby to tak było. Ten wirus ma jedną cechę, która dla nas jest korzystna - mianowicie ma białko, którym się przyczepia do człowieka. Jeżeli za bardzo to białko się zmieni, to wirus przestanie być dla człowieka groźny, więc wirus musi to białko utrzymywać w takiej samej mniej więcej formule, żeby dalej był zakaźny. A to jest zawsze szansa na to, że dogonimy go szczepionką - mówi dr Paweł Grzesiowski, lekarz pediatra, ekspert Naczelnej Rady Lekarskiej ds. walki z COVID-19.

Ale po kolei. Ustalmy, czym w ogóle jest wirus. Wirusy (łac. virus - trucizna, jad) to złożone cząstki organiczne, które nie posiadają budowy komórkowej. Wirusy zbudowane są z białek i kwasu nukleinowego RNA lub DNA. Kwasy nukleinowe stanowią materiał genetyczny wirusa, białko tworzy jego otoczkę. Wirusy nie są zdolne do samodzielnego rozmnażania się - rozmnażają się wewnątrz komórek gospodarza. Dlatego przyłączają się do błony komórkowej, a następnie przedostają się do wnętrza komórki gospodarza.

W komórce wirus zostaje rozłożony na kwas nukleinowy i białko. Uwolniony materiał genetyczny wirusa zostaje wprowadzony do jądra komórki gospodarza. Kwas nukleinowy zawiera informacje niezbędne do namnażania się wirusa.

I żeby była jasność: wirusy występują właściwie wszędzie, wszystkie organizmy stykają się na co dzień z milionem cząstek wirusowych. Nosimy je choćby na swoim ciele, zdecydowana większość z nich nie ma jednak żadnego wpływu na nasze zdrowie i samopoczucie, ale niektóre mogą przechytrzyć nasz układ odpornościowy i wywołać przeróżne choroby, od bardzo łagodnych po te śmiertelne.

Prof. Krzysztof Pyrć, biolog i biotechnolog, specjalista w zakresie mikrobiologii i wirusologii, w książce „Wirusolodzy” tłumaczy jej autorce Mirze Suchodolskiej, jak do tego dochodzi, opowiada, że „wirus ma jedno zadanie - musi wnieść informacje do komórki na tyle skutecznie, aby komórkę przesterować, przejąć jej maszynerię w taki sposób, aby robiła to, czego on chce. A chce zawsze jednego - aby pracowała dla niego, replikowała go, czyli namnażała, robiła jego kolejne kopie. I wypuszczała je dalej w świat. Więc taki wirus, dajmy na to nasz SARS-CoV-2, zakrada się do komórki”.

- I co on jej mówi? - dopytuje autorka.

- Oj, bardzo dużo rzeczy jej mówi. Na początku szepce do niej: uspokój się, nic się nie stało, mnie tu w ogóle nie ma. On jest bardzo dobry w wyciszaniu systemów obronnych, które ma każda komórka. To jest cecha wspólna różnych koronawirusów, że potrafią stłumić odpowiedź interferonową, czyli mobilizację sił, która powinna mieć miejsce, kiedy do komórki organizmu wnika jakiś patogen. A kiedy się po jakimś czasie pojawi i nasz organizm orientuje się, że coś poszło nie tak, jest już za późno. Bo ten nasz wirus w pewien sposób hipnotyzuje komórkę, a kiedy wprowadzi ją w trans, wydaje jej polecenie. Mówi jej: słuchaj, teraz potrzebuję zbudować tutaj fabrykę, w której będą produkowane nowe wirusy - odpowiada prof. Krzysztof Pyrć.

I jak tłumaczy dalej, dla wirusa wcale nie jest korzystne, kiedy zaczynamy chorować, ale tak się właśnie dzieje, to efekt uboczny jego działań. Zajęte przez wirusa komórki zaczynają się zmieniać, produkować coś, co jest dla nich nienaturalne. W pewnym momencie organizm zaczyna się orientować, że nastąpił jakiś błąd. Budzi się uśpiony przez wirusa system immunologiczny, zaczyna walczyć. W miejscach zajętych przez patogeny pojawia się stan zapalny, to znak, że trwa wojna, że nasz organizm bije się z „obcym”. W tym czasie wirus cały czas mutuje, przepoczwarza się. Dlaczego właściwie?

- Trudno to wytłumaczyć logicznie, ale z drugiej strony niech pani pomyśli: jakby to było, gdyby wszyscy ludzie byli tacy sami? Jeżeli ktoś wierzy w Adama i Ewę, to co by było, gdybyśmy mieli tylko takich samych Adamów i takie same Ewy? Klony. Fajnie by było? No, niefajnie. No właśnie, tak samo jest z wirusem. Tylko że wirus ma bardzo krótki cykl życia i dlatego mutacje następują szybko, wirus zmienia się dosłownie cały czas - opowiada dr Paweł Grzesiowski.

Wszystkie żywe organizmy mutują, oczywiście, w różnym tempie. To naturalny proces. Geny to przecież związki chemiczne ułożone w określonym porządku. Jak obrazowo tłumaczy dr Grzesiowski, to taki łańcuch zapleciony z różnych kwiatków znalezionych na łące. Jeżeli ten określony porządek zburzy się na przykład czynnikami zewnętrznymi, choćby promieniowaniem, to związki chemiczne, te polne kwiaty, ułożą się inaczej, inaczej rozmieszczą się w tym łańcuchu i będzie to właśnie mutacja. Więc czasami o mutacji decyduje czynnik zewnętrzny - mutagen. Może nim być na przykład wybuch atomowy.

- A dlaczego w takim razie koronawirus mutuje w ludziach? - dopytuję.

- Dlatego, że dla niego mutagenem jest także człowiek. Atakujemy wirusa prawda? Nasze komórki, nasze przeciwciała atakują wirusa, dla niego to opresja, więc myli się przy kolejnych podziałach. Jeśli coś działa na człowieka negatywnie, to człowiek też będzie się próbował dostosować do nowych okoliczności. Z wirusem jest podobnie - on też coraz lepiej próbuje się dostosować do okoliczności, w których przyszło mu funkcjonować. Mutacje to sposób na dostosowanie. Wszystko, co żywe, cały czas mutuje, tylko jedne istoty robią to wolniej, inne szybciej. I kluczowa rzecz - organizmy duże, takie jak człowiek, mają specjalny mechanizm naprawiania mutacji, jeśli te są szkodliwe, bo przecież inaczej człowiek byłby już dawno potworem. Natomiast wirus ma ten mechanizm bardzo niedoskonały, jest tylko wirusem, kawałkiem materiału genetycznego. Więc czasami mutuje bez sensu, a czasami bardzo skutecznie, jak choćby wirus HIV - wyjaśnia dr Grzesiowski.

I opowiada, że wirus mutuje w najrozmaitszych kierunkach, próbuje wszystkiego. Lepsza mutacja zostanie na dłużej, zła przepada. To jest tak, jakby hodować konie, wygrywa zawsze najlepszy. Można sobie też wyobrazić zwyczajną fabrykę śrubek. Jest linia produkcyjna, każda śrubka przechodzi przez prasę, która raz uderzy w nią lepiej, raz gorzej, raz dokładnie, innym razem mniej dokładnie. Tak właśnie działa mechanizm namnażania się wirusa. Raz lepiej, raz gorzej kopiuje to, co było w poprzednim pokoleniu. Od czasu do czasu przychodzi majster zmiany i mówi: „O, ta śrubka jest najlepsza!”. I takie nowe śrubki produkuje cały zakład. Dopóki nie powstanie śrubka lepsza. Wtedy majster zarządzi, żeby produkować właśnie tę.

- Tak się stało z Alfą, udany model został powielony wielokrotnie, ale w jego cieniu powstał kolejny wariant - Delta, który okazał się lepszy i szef zmiany zarządził, że teraz idzie produkcja nowego. Tak to mniej więcej działa - wtrąca dr Paweł Grzesiowski.

Przez dwa lata życia z pandemią koronawirus zmutował miliony razy.

Szczególnym nadzorem WHO objęto tylko kilka wariantów, tych najbardziej globalnych. Bo czemu służy opisywanie wariantów? Temu, żeby przewidzieć, który wariant będzie globalny, który może wywołać masowe zachorowania. Taki wariant wirusa, który powstał na chwilę i zniknął, nikogo nie interesuje. Interesują nas te warianty, które mają nowe cechy, dla człowieka niebezpieczne, chociażby zakaźność, odporność na szczepionki, zjadliwość.

- Kiedy wirus umiera, znika z planety? Kiedy wszyscy są zaszczepieni, odporni na niego? - pytam.

- Wirus nigdy nie umiera, dopóki żyje chociaż jedna komórka, w której może się namnożyć. Wirusa można wypędzić z Ziemi tylko wtedy, kiedy nie będzie żadnej komórki podatnej na jego atak. Tak się stało tylko z ospą prawdziwą. Dlaczego? Bo zaszczepiliśmy wszystkich ludzi na Ziemi, ten wirus nie miał już kogo zarazić i zniknął. Oczywiście, może być tak, że wirusów, które się pojawiły, a potem zniknęły, są miliardy, tylko o tym nie wiemy - wzrusza ramionami dr Grzesiowski.

Choroby wirusowe, jak wścieklizna, odra czy ospa, były znane od starożytności, tyle tylko, że nikt nie wiedział, co te okropne choroby wywołuje. Charakterystyczna wysypka na zmumifikowanym ciele Ramzesa V świadczy o tym, że faraon zmarł z powodu ospy prawdziwej. A Ramzes V, władca starożytnego Egiptu z XX dynastii, prawdopodobnie panował w latach 1145-1142 p.n.e.

Pandemia koronawirusa nie jest pierwszą, jaka dotknęła ludzkość. Podbój imperium Azteków w mieście Meksyk przez Europejczyków został znacznie ułatwiony przez wybuch epidemii właśnie ospy prawdziwej, która dziesiątkowała lokalną ludność. Najstarsza epidemia ospy, której opis zachował się do naszych czasów, to tak zwana plaga antonińska, która wybuchła w Imperium Rzymskim za panowania Marka Aureliusza Antoniusza w 165 roku. Zaczęła się na wschodnich rubieżach imperium wśród żołnierzy armii Lucjusza Werusa. Legioniści przynieśli ją do Rzymu, a stąd jego mieszkańcy i kupcy roznieśli zarazę po całym kraju. Choroba dziesiątkowała ludzi od Persji po Ren, dziś szacuje się, że pochłonęła 15 milionów ofiar. „Wielka zaraza ateńska” w 431 r. p.n.e. opisywana przez Tukidydesa była z kolei najprawdopodobniej epidemią odry. Według Tukidydesa przybyła z Etiopii przez Egipt i Libię. Zaraza wybuchła podczas wojny peloponeskiej ze Spartą. Zabiła jedną czwartą populacji Aten. Dżuma także towarzyszy człowiekowi od niepamiętnych czasów. W szczątkach kobiety sprzed 5 tysięcy lat odkryto DNA pałeczki tej choroby. Od czasów starożytnych opisano kilkadziesiąt dużych epidemii dżumy, zwanych także czarną śmiercią.

Pandemia grypy hiszpanki wybuchła, gdy kończyła się I wojna światowa, i pochłonęła znacznie więcej ofiar niż sama wojna. Hiszpanką zaraziła się jedna trzecia ówczesnej ludności świata.

Wirus HIV, który przeszedł z szympansów na ludzi na terenie południowo-wschodniego Kamerunu, został wyizolowany przez zespół Luca Montagniera z Instytutu Pasteura w 1983 roku. Choć terapie, stosowane obecnie w krajach rozwiniętych, pozwalają zahamować rozwój powodowanej przez wirusa choroby AIDS, to od początku lat 80. zmarło około 25-30 mln ludzi zarażonych wirusem HIV. A były przecież jeszcze epidemie cholery, tyfusa, eboli.

W latach 2002-2003 w Chinach w prowincji Guandong wybuchła epidemia SARS. Władze Państwa Środka bardzo długo ukrywały chorobę w tajemnicy, poinformowały WHO o jej obecności dopiero w lutym 2003 roku, kiedy epidemia dotarła już do Tajlandii, Wietnamu i Hongkongu. U jednej czwartej zarażonych choroba przechodziła w zapalenie płuc. Płuca wypełniały się płynem, odcinając dopływ tlenu. Zmarły 774 osoby. Jedna z hipotez głosi, że SARS wyciekał z laboratorium w Pekinie.

Nic więc dziwnego, że ludzie próbowali sobie jakoś z wirusami radzić.

Na początku XVIII w. arystokratka Mary Wortley Montagu, żona angielskiego ambasadora w Turcji, zauważyła, że tamtejsze kobiety przenosiły na własne dzieci wydzieliny ropne od pacjentów, którzy łagodnie przechodzili ospę prawdziwą. Potem metodę prewencyjnego zakażania tą chorobą nazwano wariolizacją i była ona pierwowzorem współczesnych szczepionek ochronnych. Dzieci przechorowywały ospę niezbyt ciężko, potem stawały się na nią odporne. Tyle tylko, że nie zawsze można przewidzieć zachowanie organizmu. Edward Jenner, angielski lekarz, odkrywca szczepień ochronnych przeciw ospie prawdziwej, w wieku 7 lat niemal stracił przez nią życie, dlatego tak bardzo chciał wygrać walkę z wirusem tej choroby.

W tradycji ludowej istniało przekonanie, że przechorowanie ospy krowianki daje ochronę przed zachorowaniem na ospę prawdziwą. Jenner przeprowadził więc eksperyment - 14 maja 1796 roku zaszczepił materiałem zakaźnym ospy krowianki ośmioletniego chłopca Jamesa Phippsa. Chłopiec przechorował krowiankę, następnie Jenner zaszczepił go ponownie, jednak już materiałem zakaźnym ospy prawdziwej. Chłopiec nie zachorował, był odporny. Odkrycie Jennera było przełomem - pokazało, że w celu uodpornienia człowieka przeciw ospie wcale nie potrzeba zaszczepiać mu ospy prawdziwej, lecz wystarczy szczepienie ospy krowiej, która ma przebieg łagodny i nigdy nie kończy się śmiercią. Ale sam Edward Jenner nie rozumiał mechanizmów tego zjawiska.

Dopiero w latach 80. XIX w. Robert Koch, niemiecki uczony, lekarz i bakteriolog, i Louis Pasteur, francuski chemik i prekursor mikrobiologii, wysunęli „teorię zarazków”, zakładającą, że choroby wywołują drobnoustroje. Lista tych, którzy pomogli w oswojeniu tematu wirusów, jest długa, ale fizyczna natura wirusów została poznana dopiero w latach 30. XX wieku. Wtedy właśnie wynaleziono mikroskop elektronowy - wirusy są zbyt małe, by można je było oglądać w mikroskopie świetlnym. W 1935 roku Wendell Meredith Stanley, amerykański profesor biochemii, skrystalizował wirusa mozaiki tytoniu (TMV) i stwierdził, że jest on w dużej mierze lub całkowicie zbudowany z białka. Niedługo później Frederick Bawden, angielski patolog roślinny, wirusolog, i Norman Pirie, brytyjski biochemik i wirusolog, stwierdzili, że TMV składa się z białka i kwasu nukleinowego. Stało się też jasne, że wirusy mogą się reprodukować tylko w żywych komórkach. Dalsze badania dawały informacje o budowie wirusów, ich genetyce i sposobie replikacji. Tak naprawdę naukowcy badają wirusy do dzisiaj, bo to świat fascynujący i wciąż tajemniczy.

Prof. Krzysztof Pyrć mówi w „Wirusologach” tak: „Wirus jest informacją, czyli de facto wirus jest słowem (…). Jest taka hipoteza, że wirusy były początkiem naszego życia na Ziemi. Pierwotna zupa była zbiorem losowo tworzących się i rozpadających cząsteczek. Była czystym chaosem. Prawdopodobnie powstawała wtedy cała masa cegiełek tworzących życie, ale jak przekroczyć barierę pomiędzy cząsteczką a istotą życia? Może to właśnie wirusy uporządkowały ten chaos, tak że zaczął z niego wyłaniać się ład”.

Ruszyła budowa bariery na granicy polsko-białoruskiej

Wideo

Materiał oryginalny: Jak powstają groźne mutacje i szczepy odporne na szczepionki. Dzień z życia wirusa, czyli z wizytą w fabryce śrubek - Polska Times

Komentarze

Komentowanie artykułów jest możliwe wyłącznie dla zalogowanych Użytkowników. Cenimy wolność słowa i nieskrępowane dyskusje, ale serdecznie prosimy o przestrzeganie kultury osobistej, dobrych obyczajów i reguł prawa. Wszelkie wpisy, które nie są zgodne ze standardami, proszę zgłaszać do moderacji. Zaloguj się lub załóż konto

Nie hejtuj, pisz kulturalne i zgodne z prawem komentarze! Jeśli widzisz niestosowny wpis - kliknij „zgłoś nadużycie”.

Podaj powód zgłoszenia

Nikt jeszcze nie skomentował tego artykułu.
Dodaj ogłoszenie