Gylden alder af vira

Gylden alder af vira

Alexey Rzheshevsky
"Popular Mechanics" №9, 2015

MERS-koronaviruset, som for nylig optrådte i Sydkorea, overraskede de sydkoreanske myndigheder og tvang dem til at tage hastende epidemiologiske foranstaltninger. WHOs generaldirektør Margaret Chen blev tvunget til at oplyse, at "det nye coronavirus er en trussel for hele verden." Og disse ord gælder ikke kun for MERS, men også for andre nye og ukendte infektioner.

Det antages, at det totale antal virale partikler er en størrelsesorden højere end antallet af alle celler af alle organismer på jorden. Virus omgiver os overalt i naturen, og hver celle i hver levende organisme fører spor af tidligere møder med dem.

Den genetiske diversitet af vira, deres evne til at ændre og tilpasse er fantastisk. For millioner af år siden deltog retrostrukturer af genomet og retroviruserne i evolution, der fungerede som et genetisk reservoir for at skabe nye gener og komplicerede arter. Og nu kan vira virke som et af evolutionens "værktøjer", der regulerer populationernes størrelse og levedygtighed.

Fra skriftlige kilder er vi opmærksomme på de første virale epidemier, der opstod i det antikke Grækenland i 430 f.Kr. og i Rom i 166.Nogle virologer antyder, at den første koppepidemi, der er optaget i kilderne, kunne have fundet sted i Rom. Derefter dræbte en million mennesker fra en ukendt dødelig sygdom i hele det romerske rige.

Siden da har det europæiske kontinent regelmæssigt været udsat for ødelæggende invasioner af epidemier, primært pest, kolera og kopper. Epidemier kom pludselig efter hinanden sammen med folk, der rejste lange afstande, ødelagt hele byerne. Og lige så pludselig stoppede de uden at vise sig i hundreder af år.

Variola-viruset er blevet den første kendte infektiøse bærer til at udgøre en trussel for hele menneskeheden. Han startede sin "sorte" procession rundt om i verden for 2.000 år siden og satte et stort antal mennesker på alle kontinenter ind i sin grav og eksisterede indtil 1980, indtil menneskeheden gennem en fælles indsats besejrede ham. I dag opbevares denne virus under streng kontrol i to laboratorier, i Rusland og USA.

I synspunktet for forskere var vira i begyndelsen af ​​det XVIII århundrede. Derefter blev europæiske læger interesseret i fænomenet ufrivillig vaccination, da folk, der var smittet med milde kofferter, ikke var modtagelige for kopper, det vil sige menneske.Et gennembrud i denne sag fandt sted i 1796, da den engelske læge og forsker Edward Jenner offentligt producerede den første koppevaccine.

I 1892 blev den første virus beskrevet. Titlen på opdagelsen af ​​vira hører med rette til den russiske mikrobiolog Dmitry Iosifovich Ivanovsky, som i slutningen af ​​XIX århundrede var i stand til at beskrive den virus, der forårsagede en tobaksfabrikas mosaik sygdom. Og efter denne opdagelse begyndte en lavine-lignende undersøgelse af vira, som aldrig ophører med at forbløffe os og præsentere uventede overraskelser.

Hvordan virker virussen?

Latin ord virus betyder gift. En komplet viral partikel, virionen, består af et proteinovertræk, et kapsid og et indre indhold: flere specielle proteiner og en nukleinsyre, der koder for virusgener.

Alle virus er normalt opdelt i to store grupper af den type nukleinsyre de indeholder: DNA og RNA-vira. Fra et praktisk synspunkt er gruppen af ​​RNA-indeholdende virus af største interesse for os alle, da de er de farligste infektiøse agenter i dag: influenzaviruset, koronavirussen og det mest komplekse af alle vira, HIV.

HIV virion struktur

Virus viser ingen tegn på liv, før de møder en værtscelle. Som et resultat af dette møde dannes et viruscellekompleks, som er i stand til at leve og producere nye virioner.

Glycoproteiner. Med deres hjælp er viruset føjet til CD4-receptoren på overfladen af ​​lymfocytter.

Superkapsid. Den phospholipid-dobbeltlagsmembran, der lånes fra værtscellen, hvorfra viruset har buddlet.

RNA. To identiske tråde, hvor alle genetiske oplysninger om en virus er programmeret.

Kapsid. Proteinbeholder i form af en trunkeret kegle, hvori RNA og de vigtigste enzymer opbevares: revers transkriptase, integrase, protease.

Reverse transkriptase. Det enzym, som modificerer DNA'et fra værtscellen til virus-RNA-matrixen. Det kaldes omvendt, fordi RNA i de fleste tilfælde syntetiseres af DNA-skabelonen, og ikke omvendt.

Næsten alle virus kendt for videnskaben har deres eget specifikke mål i en levende organisme – en specifik receptor på overfladen af ​​cellen, som de vedhæfter. Denne mekanisme bestemmer præcis hvilke celler der vil blive påvirket af viruset. For eksempel kan polioviruset kun vedhæfte neuroner og hepatitisviruset til levercellerne. Immunbristvirusen retter sig mod forskellige celler.Først og fremmest er disse celler i immunsystemet (T-lymfocytter-hjælperceller, makrofager). Samt eosinofiler og thymocytter (underarter af leukocytter), dendritiske celler, astrocytter (en type hjælpeceller i nervesvævet) og andre celler, der bærer en specifik receptor CD4 og CXCR4-coreceptor på deres membran. Næsten alle er direkte relateret til immunforsvaret.

Hvordan virker immunitet?

Ideelt set har en sund organisme et meget pålideligt multi-level system til beskyttelse mod indtrængen af ​​alle slags "outsidere". Til beskrivelse og udskrift på forskellige tidspunkter, begyndende i 1901, blev seks Nobelpriser tildelt.

Efter at virusset trænger indad, absorberer en del af viruspartiklerne allerede i immuncellens slimhinde, makrofager (græske "devourers"). Disse celler kan fange og fordøje bakterier, døde celler og andre fremmede partikler, herunder virioner.

Profession – Æderen

Human fagocytter er opdelt i to klasser, der kaldes "professionelle" og "ikke-professionelle". Professionelle fagocytter er mere aktive og har receptorer, der gør det muligt at skelne mellem "deres" og "alien".Professionelle fagocytter omfatter makrofager.

Når viruset kommer ind i blodet, går leukocytter, herunder deres tre hovedtyper: T-hjælpere, B-lymfocytter og T-killere, i kamp med det. T-hjælper (fra den engelske hjælper – hjælper) ved hjælp af CD4-receptorer genkender antigener – såkaldte molekyler der kan binde til antistoffer. Navnet "antigen" kommer fra ordene "antistof" og "generator". Sådanne molekyler er i sammensætningen af ​​virale partikler.

T-hjælpere giver et stimulerende signal til "killers" af vira – B-lymfocytter og T-killere, mens de overføres til antigener. Aktiverede B-lymfocytter danner antistoffer, som finder frie antigener af virus og binder til dem. Virus-antistof-tandemet er indfanget og ødelagt af makrofager. T-killer mål er de egne celler i kroppen ramt af virussen. Disse lymfocytter udfører lysis, det vil sige opløsningen af ​​beskadigede celler ved hjælp af specielle enzymer. Ved immunresponsens endelige fase slukker T-suppressorcellerne immunresponsens aktivitet, stopper den aggressive virkning af T-killere og B-lymfocytter, således at de spredes og ikke ødelægger sunde celler.

Samtidig implementeres en anden molekylær forsvarsmekanisme i kroppen: cellerne inficeret med viruset begynder at producere specielle proteiner, interferoner, som er i stand til at forlade cellen og interagere med naboceller, reducere niveauet af proteinsyntese og forhindre viruset i at formere sig. Både viruset og værtscellen er påvirket, men infektionens spredning er blokeret.

Interferoner taler alarmen

Ved hjælp af interferon transmitterer en celle, der er påvirket af en virus, en alarm til nabostationer, så de er klar til at mødes med ondsindede agenter. Denne mekanisme indebærer død af alle celler, der konfronteres med en virus, men reproduktionen af ​​viruset og den yderligere spredning af infektion er blokeret.

Undervejs aktiverer interferoner en række immunsystemers mekanismer. Interferon-alpha (IF-α) stimulerer syntesen af ​​leukocytter, er involveret i kampen mod vira og har antitumoraktivitet. Interferon-beta (IF-β) producerer bindevævsceller, fibroblaster og har samme virkning som IF-α, men med en bias i antitumor-effekten. Interferon-gamma (IF-y) forbedrer produktionen af ​​T-celler, T-hjælperceller og C08 + T-lymfocytter, hvilket giver den immunomodulatorens egenskab.

Konge af vira

Hver af os mødte gode sundhedspersoner, der er modstandsdygtige overfor alle slags sæsonbetonede vira som SARS eller influenza. Selv koppevirusen dræbte ikke alle uden undtagelse, og selv Ebola feber, som i dag frygter Afrikas befolkning, efterlader en fjerdedel af de smittede mennesker i live.

Og kun i forbindelse med en enkelt infektion er immunsystemet magtløst i 100% af infektionssager. Ingen af ​​de 50 millioner mennesker, der er smittet med hiv, vil leve til en moden alderdom. Muligheder, selv teoretiske, til at bekæmpe hiv og aids er endnu ikke blevet opdaget.

Problemet med at bekæmpe hiv involverer flere faktorer. Så hjælper en persons immunsystem, i stedet for at kæmpe for en virus, nogle gange ham. Dette fænomen kaldes "antistofafhængig infektionsforøgelse" (ADE): antistoffer, der produceres i kroppen som reaktion på et virusangreb, letter virusets indtrængning i cellen og taler for miniaturevirioner som vejledning. Dengue og Ebola-vira bruger også en lignende viral mekanisme.

I 1991 opdagede cellebiologer fra Maryland, der studerede immunresponset mod hiv-vaccinen, fænomenet antigenisk prægning.Det viste sig, at immunsystemet husker kun en, den allerførste variant af HIV-viruset og producerer specifikke antistoffer mod det. Når viruset muterer som følge af punktmutationer, og dette sker ofte og hurtigt, svarer immunsystemet af en eller anden grund ikke til disse ændringer, og fortsætter med at producere antistoffer mod den allerførste variant af virusen. Det er dette fænomen, som et antal videnskabsmænd tror, ​​der står som en hindring for oprettelsen af ​​en effektiv vaccine mod hiv.

Men det er ikke alle de tricks i det dødelige infektionsarsenal. Der er specielle antiretrovirale systemer i vores krop, der skal modstå alle retrovirusser, herunder HIV (for mere information om retrovirus, se journalens julinummer). Der er to sådanne systemer i dag: AID / APOBEC og TRIM5-α. Men som det viste sig, i stedet for at kæmpe med hiv, blev disse antivirussystemer hans "vagter" – de beskytter immunbristvirusen fra defekte kopier og andre vira.

Ifølge en version er årsagen til, at de gamle retro-elementer fra hvilke retrovirus stammer fra, under udviklingens udvikling, blev en del af vores eget genom.Derfor kan immunsystemet "ved den gamle hukommelse" tage virusser "til deres egen."

Vi byggede dem et paradis

Måske er virusets vigtigste våben evnen til at ændre sig ekstremt hurtigt. Især i hiv er denne egenskab skyldes, at enzymet revers transkriptase gør fejl ved kopiering af viruset i kroppen. Som om politiet søger en kriminel på identikit og udskriver, men hver dag ændrer han sit udseende. Andre vira har deres egen variabilitetsmekanismer. Takket være dem er for eksempel Ebolavirusen i tyve år siden dens opdagelse ændret med et fuldt kvartal.

I dag er ikke kun hiv en fare for menneskeheden. Få mennesker ved om den globale epidemi forårsaget af hepatitis C-viruset. Det blev opdaget i 1989, og nu er der 150 millioner mennesker rundt om i verden – dets luftfartsselskaber. Og 400.000 mennesker dør hvert år af de komplikationer, der er forårsaget af det. Atypisk lungebetændelse, Ebola, fugleinfluenza, MERS coronavirus og andre, men ukendte infektioner under visse omstændigheder kan forårsage epidemier med store menneskelige ofre.

Det naturlige reservoir for "reservedele" til vira er stort, og de kan foldes i farlige former.Denne proces kaldes virusrekombination – vira udveksler deres gener med hinanden og skaber nye arter. Sådan rekombination kan forekomme både mellem forskellige DNA og forskellige RNA. Desuden er det genetiske materiale, der er involveret i udvekslingen, ikke kun vira, men også deres bærere – for eksempel kan et dyr og en menneskelig virus forbinde. Sådan vises nye farlige former for virus.

Men hvorfor nyder i dag nye virusser oftere? Professor Vitaly Kordyum, professor ved Institut for Molekylærbiologi og Genetik, citerer flere hovedårsager, hvoraf de vigtigste er befolkningens nærhed, når der er tæt kontakt mellem mennesker med et stort antal af dem og muligheden for hurtig bevægelse af virusbærere. Takket være den videnskabelige og tekniske udvikling kan en transportør af en farlig infektion komme fra et kontinent til et andet inden for få dage. De samme fremskridt har ført til det faktum, at der i de sidste 70 år har været en ensidig migration af befolkningen fra landsbyer og små byer til store byer, hvilket har ført til fremkomsten af ​​kompakte multimillion bosættelser.

Naturligvis spiller vores moderne "urbane" livsstil en vigtig rolle i processerne for den hurtige udvikling af vira.Mennesket, der sørgede for sit liv med komfort og omarbejdning af alting til sin smag, pludselig glemte at han er en almindelig biologisk art og ophørte med at leve i overensstemmelse med naturens love. Og vira minder os om dette.

Vores ekspert
Evgeny Komarovsky,
børnelæge, infektionist, tv-præsentator:

"Det største problem ved behandling af virale infektioner er, at et lægemiddel skal trænge ind i menneskekroppen og ødelægge virussen uden at skade selve cellen og dets naboer. Derfor har effekten af ​​antivirale lægemidler normalt til formål at bremse reproduktionen af ​​viruset og Immunitet: Den bedste anti-virusstrategi er forebyggelse.

  1. Vaccinationer. Indførelsen af ​​en svækket virus i kroppen fører til udvikling af fuldt værdifulde antistoffer, der beskytter en person mod en specifik virusinfektion (mæsling, røde hunde, polio, hepatitis B, influenza, krydsbåren encephalitis osv.).
  2. Forebyggelse eller begrænsning af kontakt med en sandsynlig infektionskilde (et separat rum til en patient med akut respiratorisk infektion og en maske for sine pårørende, "smarte" sexliv til forebyggelse af aids osv.d.).
  3. Livsstil og uddannelsessystem, der danner en normal immunitet. "

Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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