Nauki przyrodnicze
MENU
STRONA GŁÓWNA
Przyroda polska
Zdjęcia natury
Fizyka teoretyczna
Biologia teoretyczna
Biochemia
Biologia molekularna
Ornitologia
Rośliny Polski
Botanika
Zoologia
Internetowe ZOO
Związki czynne roślin
Pierwiastki
chemiczne
Chemia nieorg.
Chemia organiczna
Ciekawostki
biologiczne
Ciekawostki
fizyczne
Ciekawostki
chemiczne
Ciekawe książki
Ciekawe strony www
Słownik

INFO
INFO O AUTORZE
KONTAKT

Do działu: BIOLOGIA MOLEKULARNA →

Wirusy i walka z nimi

WIRUS ZAPALENIA WĄTROBY TYPU C (HCV)

Wirus zapalenia wątroby typu C – HCV (groźniejszy od wirusa typu A – żółtaczki zakaźnej i typu B – żółtaczki wszczepiennej) jest wirusem RNA (+), co znaczy, że jego materiał genetyczny stanowi pojedyncza, kodująca nić RNA. W Polsce jest tym wirusem zarażone 1,5-2 % populacji. Zarażenie następuje przez igłę, transfuzję krwi, ranę. HCV z niskim prawdopodobieństwem przenosi się drogą płciową.
Białka otoczki HCV cechuje duża zmienność i dlatego odpowiedź immunologiczna oparta na przeciwciałach jest w przypadku tego wirusa kompletnie nieskuteczna.
Następstwa zakażenia: Limfocyty cytotoksyczne powodują niszczenie komórek wątroby, gdzie znajduje się HCV. Wątroba, na szczęście, ma dużą zdolność regeneracji. Po wielu latach może nastąpić włóknienie wątroby i zanik hepatocytów (-> marskość). Szczególnie u pacjentów po 50-tce i alkoholików. Zwiększone jest też ryzyko zapadnięcia na nowotwór wątroby.
Leczenie: Od 2015 roku jest dostępny lek (inhibitory 3 enzymów wirusa), dający 90% szans na pełne wyleczenie.
15 % ludzi jest w stanie bez pomocy leków pokonać HCV, w 85 % przypadków – wirus utrzymuje się w organizmie człowieka. W rzadkich przypadkach, tzw. szczepów ostrych (fulminant) szybko następuje marskość, i przy braku ratunku - zgon. Organizm infekowany jest za pomocą wielu wirusów, które trochę różnią się od siebie; jak allele genów (są tzw. kwazigatunkami). Pokonanie HCV i jego zanik koreluje ze zmniejszeniem po infekcji różnorodności genetycznej kwazigatunków w białkach otoczki (działanie układu immunologicznego). Zwiększenie różnorodności prognozuje przejście w stan chronicznego nosicielstwa. Szczepy fulminant cechuje paradoksalnie mała różnorodność po infekcji, ale najwyraźniej układ immunologiczny sobie z nimi nie radzi.

WIRUS ZAPALENIA WĄTROBY TYPU B (HBV)

Wirus HBV żółtaczki wszczepiennej - zapalenia wątroby typu B, jest wirusem DNA. Jego materiał genetyczny stanowi kolista cząsteczka DNA o ciekawej cesze. Nić kodująca (+) nie jest domknięta i stanowi 40-60% nici matrycowej (-). Genom HBV ma około 3200 par zasad. Koduje 7 białek. Po wniknięciu do hepatocytu nić (+) zostaje dobudowana. Koliste DNA HBV (CCC DNA) rzadko integruje z DNA gospodarza, ale potrafi przechodzić na teren jądra komórkowego.
Zarażenie następuje przez igłę, transfuzję krwi, ranę. HBV z niskim prawdopodobieństwem przenosi się drogą płciową.
Następstwa zakażenia: Zazwyczaj po zakażeniu układ immunologiczny nie jest w stanie wyeliminować HBV i organizm przechodzi w stan równowagi z wirusem (chroniczne nosicielstwo). Wirusy DNA są mniej zmienne, więc odpowiedź immunologiczna oparta na przeciwciałach w przypadku HBV przeważa, ale go zazwyczaj nie eliminuje. Wirus w większości przypadków nie jest szkodliwy.
W grupach ryzyka, jakimi są osoby pijące dużo alkoholu, wykonujące ciężkie prace fizyczne i jedzące pożywienie "ciężkie" na wątrobę, zwiększa się ryzyko zapadnięcia na marskość wątroby. HBV zwiększa nieznacznie, ale w sposób istotny statystycznie, ryzyko zapadnięcia na nowotwór wątroby.
Leczenie dziś: Kuracja kombinowana interferonem alfa i związkami chemicznymi (famcyklowir, lamiwudyna) naśladującymi nukleozydy - (istotne do replikacji). W wyniku jej stosowania następuje zahamowanie replikacji kolistego DNA HBV, ale zazwyczaj nie jego zniszczenie.
Leczenie jutro: Leczenie polegające na inhibicji namnażania się wirusa jest w stanie go wyeliminować po czasie zależnym od czasu półtrwania komórki namnażającej wirusa lub jego materiału genetycznego. Jeśli zahamuje się powstawanie kopii wirusa, to trzeba poczekać aż zostaną wyeliminowane jego istniejące wcześniej, przed terapią w komórkach "ciche rezerwuary". Więc albo z czasem rozpadnie się komórka z rezerwuarem albo rezerwuar. Ale na to trzeba czasu zależnego od czasu półtrwania zakażonej komórki lub rezerwuaru. I te zjawiska są przyczyną odtwarzania się wirusa po terapiach hamujących jego namnażanie, ale trwających za krótko. Wirus potrafi wtedy "odrodzić" się i następuje kolejny pik infekcji po kuracji.
W przypadku kolistego DNA HBV problem stanowi duża stabilność tej cząsteczki, która nawet przy zahamowaniu jej replikacji stanowi stabilny rezerwuar. Nieznany jest na razie dokładnie czas półtrwania CCC DNA.
W przyszłości stosowane będzie leczenie antysensownym RNA (na drodze terapii genowej) wobec jednego z białek wirusa. A szczególne nadzieje kładzie się w związkach chemicznych destabilizujących CCC DNA, czyli zmniejszających czas jego półtrwania (wtedy rezerwuar szybciej się rozpadnie i nastąpi całkowite wyleczenie). Trwałość CCC DNA zmniejszają inhibitory enzymu - topoizomerazy, ale są one zbyt toksyczne. Badania trwają.

WIRUS ZESPOŁU NABYTEGO BRAKU ODPORNOŚCI – AIDS (HIV – 1)

Wirus HIV-1 wywołuje chorobę - AIDS. HIV-1 jest retrowirusem. Jego materiał genetyczny ma 9229 zasad. Częstotliwość mutacji : 1/10 000 zasad/replikację, więc statystyczna replikacja generuje 1 błąd. HIV-1 namnaża się w komórkach, które na swojej powierzchni mają białko CD4. Zanim układ immunologiczny zacznie działać, po miesiącu od infekcji HIV-1 osiąga w osoczu swe maksymalne stężenie 1000 wirusów/ml.
Genom HIV koduje 9 białek lub poliprotein (będą cięte na białka).

GAG – białka strukturalne
ENV – białka otoczki wirusa
POL – odwrotna transkryptaza pozwalająca na przemianę RNA wirusa w DNA i jego integrację w genom komórki
VIF – ułatwia rozpad wirusa na części składowe po infekcji do komórki
VPR – hamuje podziały limfocytów T CD4+ w celu zwiększenia wydajności transkrypcji swego RNA
TAT – wspomaga transkrypcję wirusowego RNA, maksymalizuje jego ilość
REV – wspomaga transport RNA do jądra komórkowego (gdzie w postaci DNA integruje)
VPU – wiąże CD4 z powierzchni limfocytu i kieruje do zniszczenia. CD4 jest ważne w odpowiedzi immunologicznej gospodarza
NEF – obniża transkrypcję MHC I – białka ważnego w odpowiedzi immunologicznej gospodarza

Typy komórek infekowanych przez HIV-1: limfocyty T pomocnicze CD4+ (95%), makrofagi, komórki dendrytyczne.
Nastepstwa zakażenia: spadek poziomu limfocytów CD4+ w osoczu, silna immunospresja, duża podatność na infekcje.
Jak organizm się broni ?: odpowiedź humoralna (za pomocą przeciwciał) jest nieskuteczna. Szczepionki do tej pory też, z powodu opierania się na przeciwciałach, nie były skuteczne. Jeśli wirus nie jest niszczony przez przeciwciała, zajmuje się nim poniekąd konkurencyjna, ale działająca w tym samym kierunku, odpowiedź komórkowa oparta na limfocytach T cytotoksycznych CD8+. I ta przeważa w przypadku HIV-1.
Leczenie dziś: Kuracja kombinowana: inhibitory odwrotnej transkryptazy + inhibitor proteazy + inhibitory wejścia wirusa do komórki. Kuracja trwa latami, ma efekty uboczne i nie eliminuje wirusa na tyle skutecznie, by nie mógł „się odrodzić” (->drugi pik infekcji).
Leczenie jutro: szczepionki przeciwko białkom strategicznym, które nie mogą być zbyt zmienne ze względu na swą funkcję (->TAT ). Terapia genowa za pomocą limfocytów CD4+ mogących transkrybować antysensowny RNA wirusa.

SCHEMAT STRATEGII ANTYWIRUSOWYCH

Aby wirus trwał, musi :

1. Powstać
2. Walczyć z układem immunologicznym
3. Namnażać się
4. Rozprzestrzeniać się

Wszystkie 4 powyższe typy zjawisk są dla wirusów konieczne, czyli strategiczne do przetrwania. Skoro to wiemy, to wiemy również jak strategicznie uderzyć.

Ad. 1. Nie produkować wirusów (dotyczy to na razie tylko wirusów komputerowych lub kulturowych, bo na powstawanie wirusów biologicznych nie mamy wpływu). Realnym sposobem na walkę z tym zjawiskiem są surowe kary.

Wirusy w organizmie są zazwyczaj w stanie równowagi dynamicznej. W komórkach zainfekowanych są ciągle produkowane, a przeciwciała i odpowiedź komórkowa (niszcząca komórkę zainfekowaną – środowisko namnażania) niszczą je. Czyli mamy znów przykład równowagi syntezy i rozpadu. Równowagę tę można zaburzać w korzystny dla nas sposób albo hamując syntezę wirusa albo przyspieszając jego rozpad. Albo to i to.
Ad. 2. Wzmacniać układ immunologiczny (przyspieszanie rozpadu) przez immunostymulanty, szczepionki. Tutaj możemy też wliczyć związki chemiczne powodujące destabilizację rezerwuarów wirusa (wirusów latentnych lub o stabilnym DNA). Jeśli chodzi o wirusy kulturowe (plotki, zabobony, sensacje) to istotna jest rzetelna, obiektywna wiedza. Wirusy komputerowe napotykają na opór programów antywirusowych.

Ad. 3. Hamować kopiowanie wirusa (inhibicja syntezy) przez inhibitory enzymów strategicznych dla wirusa lub przez antysensowny RNA, który parując komplementarnie do RNA wirusa blokuje jego działanie.

Ad. 4. Nie rozprzestrzeniać wirusa (czyli odcinać im drogi, co powoduje odizolowanie ich od wielu środowisk namnażania i w najlepszym dla nich przypadku – selekcję łagodnych szczepów). W przypadku wirusów kulturowych najlepiej zachować pewne informacje dla siebie, jeśli nie wie się czy są prawdziwe.

MACIEJ PANCZYKOWSKI

 Autor wortalu: Maciej Panczykowski, Copyright © 2003-2018 by Maciej Panczykowski