Misterul virusurilor mortale dispărute fără urmă. Armele lor cu două tăişuri pot fi folosite pentru combaterea COVID-19

Foto arhivă

De ce unele virusuri dispar fără urmă în timp ce altele supravieţuiesc şi produc boli timp de sute de ani? Condiţiile care declanşează o pandemie sunt deja familiare, dar nu se ştie cum ajunge un virus să dispară fără urmă, relatează BBC Future.

Analiza recentă a ADN-ului unor schelete ale vikingilor de acum peste o mie de ani a scos la iveală faptul că unul dintre bărbaţi avea virusul variolei. Oamenii de ştiinţă au fost însă surprinşi să descopere că era o tulpină cu totul diferită de cea a virusului dus la dispariţie de vaccinările din anii 1970. Una necunoscută pînă atunci şi care a dispărut probabil cu secole în urmă. 

Deja începuturile unei noi pandemii virale au devenit familiare: contactul apropiat cu animale infectate, virusul care sare între specii, pacientul zero care se îmbolnăveşte primul iar mai apoi acei superspreaders care îl răspândesc pe tot globul. Dar oamenii de ştiinţă vor să afle ce se întâmplă la sfârşitul existenţei unui virus - şi devin tot mai preocupaţi de acest mister: de ce unele virusuri dispar şi cum se produce asta?

Pe măsură ce ameninţările din partea acestor minuscule şi puternice forme de viaţă cresc, cercetătorii din toată lumea se implică într-o adevărată cursă împotriva lor.

Cum s-a stins epidemia SARS

Unul din virusurile care au dispărut recent este SARS. Lumea a devenit conştientă de existenţa sa la 10 februarie 2003, după ce biroul Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii de la Beijing a primit un e-mail despre „o boală ciudată contagioasă” care a ucis 100 de oameni în decurs de o săptămână.

Primele cazuri au apărut în Guangdong, o provincie de coastă în sud-estul Chinei cunoscută pentru restaurantele sale în care se serveau cărnuri exotice. Piaţa umedă locală era plină de animale sălbatice de multe ori tranşate pe loc, nu departe de locurile în care oamenii luau masa.  În cei circa doi ani de existenţă, virusul a infectat cel puţin 8.096 de persoane, dintre care 774 au murit. Dar ar fi putut fi mult mai rău.

La fel ca ruda sa apropiată COVID-19, SARS avea multe dintre calităţile necesare pentru a declanşa o pandemie - era un virus RNA, adică putea evolua rapid şi se răspândea prin stropi din respiraţie, care sunt greu de evitat. La acea vreme, mulţi experţi erau îngrijoraţi că virusul ar putea fi la fel de devastator ca HIV sau chiar ca pandemia de gripă din 1918, care a infectat o treime din populaţia lumii şi a ucis 50 de milioane de oameni.

În schimb, SARS a dispărut la fel de brusc cum a apărut. Până în iarna lui 2004 mai erau doar câteva cazuri, ca la sfârşitul lunii să fie anunţat ultimul caz de infectare, un bărbat de 40 de ani numit Liu din oraşul sudic Guangzhou. Dar nu există o etichetă echivalentă pacientului zero pentru a descrie ultimul caz de infecţie naturală.

Aşadar, ce s-a întâmplat? Potrivit lui Sarah Cobey, epidemiolog la Universitatea din Chicago, SARS a fost neutralizat prin combinaţia dintre detectarea tuturor contacţilor şi particularităţile virusului în sine. Îmbolnăvirea produsă de SARS era una foarte gravă, iar rata mortalităţii foarte ridicată: 1 din cinci pacienţi murea. Simptomele grave au însemnat că bolnavii erau relativ uşor de depistat şi carantinat. În plus, virusul nu se răspândea şi de la asimptomatici, iar SARS avea o perioadă de incubaţie relativ lungă înainte să devină contagios.

Dar cazul lui Liu Jianlun, care s-a îmbolnăvit înainte să fie identificat virusul, arată că SARS putea evolua ca o epidemie cu totul diferită. Bărbatul de 64 de ani, un medic, a contractat virusul de la un bolnav, iar apoi a călătorit la Hong Kong, pentru a participa la o nuntă. El avea deja de cinci zile simptome uşoare, febră scăzută şi probleme de respiraţie. Starea i s-a agravat brusc după un tur al oraşului, şi abia atunci a ajuns la spital şi carantinat. A transmis virusul la alte 23 de persoane din mai multe ţări - întoarse acasă, acestea l-au răspândit la rândul lor. Estimările OMS au arătat că în final circa 4.000 de oameni s-au îmbolnăvit de la Liu.

Cum dispare un virus

Din nefericire, cazul SARS nu este unul obişnuit. În afară de el, doar două alte virusuri au putut fi eradicate intenţionat - variola şi pesta bovina, care afectează animalele.

„Nu este deloc floare la ureche. Este de fapt foarte dificil când ai un virus bine adaptat”, spune Stanley Perlman, microbiolog la Universitatea din Iowa.

Războiul împotriva acestor două virusuri a fost câştigat prin vaccinuri care sunt, de asemenea, pe cale să elimine poliomielita - cazurile au scăzut cu 99% începând cu anii 1980- şi, potenţial, rujeola, deşi în ultima vreme aceste eforturi au fost puse în pericol de mişcarea antivaccin şi de pandemia COVID-19.

Pe de altă parte, este puţin probabil ca alte virusuri să dispară vreodată, deoarece oamenii nu sunt singura lor gazdă.

Un exemplu este cel al epidemiei Ebola care reapare mereu. Din 1976, când a fost identificat virusul, au existat cel puţin 26 de focare în Africa - în măsura în care au fost depistate. Boala apare în urma transmiterii la om de la liliac - ca apoi boala să se răspândească între oameni. Este o evoluţie care se repetă, aşa că atâta timp cât există lilieci, va exista şi un virus ce poate declanşa epidemii.

O analiză a cercetătoarei Emma Glennon şi a colegilor săi de la Cambridge condusă în Guineea a arătat că tulpini uşor diferite ale virusului Ebola au fost transmise de la un animal la om în circa 118 incidente separate -de multe ori acestea trecând neobservate.

În acest an, pe 25 iunie epidemia Ebola a fost declarată încheiată în Congo - ca o alta să izbucnească din nou -având la bază o cu totul altă tulpină şi pornită dintr-un incident de transmitere de la animal independent de focarele anterioare.

În cazul epidemiei SARS, explică Stanley Perlman, microbiolog la Universitatea din Iowa, dispariţia virusului a fost posibilă datorită faptului că „nu există nicio altă gazdă evidentă” fiind presupus că a existat o transmitere de la civetă, un animal care nu contractează virusul decât în mod excepţional.

Cu boala provocată de noul coronavirus - transmis de asemenea printr-o gazdă intermediară de la lilieci - lucrurile stau diferit, întrucât „rezervorul suntem noi acum”, spune Perlam. De fapt, a devenit atât de mult un virus uman încât oamenii de ştiinţă se întreabă dacă nu se va răspândi şi invers, adică dacă va trece de la oameni la animale sălbatice, ceea ce ar face şi mai dificilă eliminarea lui.

Asta duce la un alt posibil scenariu în care virusurile ar persista, posibil permanent. Totodată, avem exemple în care tulpini individuale de virus dispar cu o remarcabilă regularitate.

Cazul virusurilor gripale

De exemplu, virusul gripal, care este de două mari tipuri. Tipul A, care infectează oameni şi în special păsări, inclusiv sălbatice, şi este unul persistent, fiind responsabil de majoritatea  gripelor sezoniere. Totodată are capacitatea să declanşeze pandemii, spre deosebire de tipul B care afectează în principal oamenii şi, în mod curios, focile.

Multi timp s-a crezut că tulpinile virusului de tip A evoluează astfel încât să-şi crească puterea infecţioasă, Ultimele cercetări arată însă că nu e aşa.

Cei infectaţi înainte de 1893 au murit din cauza unei tulpini diferite de cele existente azi. Asta pentru că nicio tulpină a virusului gripal din urmă cu circa 120 de ani nu a rezistat până azi. La fel s-a întâmplat cu tulpina care a provocat pandemia din 1918, dar şi cu altele precum cea a gripei aviare din 1957 - care a ucis până la 116.000 de persoane în SUA, şi tulpina gripală care a circulat în 2009 înaintea apariţiei gripe porcine.

Tulpinile de virus evoluează pe mai multe căi, dar în marea lor majoritate vor dispărea brusc. La câteva decenii un nou tip de gripă va evolua.

„E interesant, deoarece dacă te concentrezi pe o anumită tulpină - sau mai curând, pe orice secvenţă genetică specifică care se replică -  există o rată de dispariţie foarte, foarte mare”, spune Sarah Cobey. „Tulpinile se sting acum la fiecare doi ani. Este complicat, dar vedem o schimbare însemnată”, adaugă ea.

Astfel că în mod curios tulpinile H1N1 - cele care au provocat pandemia din 1918 şi cea de gripă porcină, şi care nu au rezistat- în loc să devină mai adaptate, de fapt au acumulat mutaţii care în final au devenit inutile sau chiar dăunătoare propriei supravieţuiri.

Cum poate fi eliminat SARS-CoV-2

De aceea unii cercetători sugerează că accelerarea acestui proces în mod artificial ne-ar permite să folosim rapida evoluţie a virusurilor umane endemice în avantajul nostru. E o teorie care a dus la ceva rezultate prin faptul că ne-a scăpat de anumite forme de gripă şi răceli, iar recent a fost sugerată ca metodă de combatere a COVID-19.

În centrul unui asemenea plan se află biologia virusurilor ARN - de altfel un grup de virusuri responsabile de unii din cei mai greu de înlăturat agenţi infecţioşi - virusul HIV, cele gripale, coronavirusuri, tulpinile Ebola. Faptul că au structură genetică ARN. şi nu ADN, înseamnă că folosesc corpul gazdei pentru a se replica fără a dispune însă de o posibilitate de editare care să filtreze greşelile.

De regulă asta înseamnă numeroase mutaţii şi o extraordinară diversitate genetică de care dispun aceste virusuri RNA şi care le permit o evoluţie rapidă. Nu avem o secvenţă genetică unitară, ci o suită de secvenţe - caracteristici care le fac greu de eliminat în mod imediat întrucât printre ele s-ar putea găsi tulpini noi pe care sistemul nostru imunitar nu le pot recunoaşte.

Totuşi această rată ridicată a mutaţiilor este o armă cu două tăişuri, pentru că de la un număr de mutaţii încolo tulpinile se încarcă cu defecte genetice care în cele din urmă le limitează capacitatea de infectare ducându-le la dispariţie.

Aşa că accelerarea acestei evoluţii artificial cu medicamente pentru a determina o rată şi mai rapidă de mutaţii ar putea avea anumite beneficii. În primul rând, ar putea slăbi suficient virusul încât să-i reducă circulaţia la pacienţi individuali, făcând mai uşoară tratarea celor cu forme severe de boală. Sunt deja dovezi că metoda poate funcţiona- studii clinice din SUA şi Japonia au arătat că medicamentul favipiravir, care induce mutaţii, este eficient împotriva tulpinii gripale H1N1. Virusologul Elena Govorkova de la Spitalul de Copii St Jude din Memphis, Tennessee, şi echipa ei au arătat că medicamentul pare să facă virusul gripei mai puţin infecţios.

În al doilea rând, anumite tulpini virale, cum sunt şi cele ce provoacă forme de COVID-19 - despre care se ştie că sunt cel puţin 6 - ar putea putea acumula suficiente mutaţii încât să dispară de unele singure. Deja sunt dovezi din India că acest lucru s-ar putea produce în mod natuiral: rata mutaţiilor e aşa rapidă că ne putem imagina că virusul va atinge o culme evoluţionistă dincolo de care nu se mai poate adapta.

Totuşi unii oameni de ştiinţă sunt sceptici că virusurile pot fi considerate dispărute pe vecie.

„„Termenul de dispărut poate fi înşelător”, spune Ian Lipkin, epidemiolog la Universitatea Columbia, New York. „Virusul poate exista în multe locuri - se pot adăposti în oameni, materiale depozitate în congelatoare, în animale domestice sau sălbatice - este imposibil să spunem cu certitudine că un virus a dispărut cu totul”.