Οι πειρατές των κυττάρων

Τη στρατηγική «αεροπειρατείας» που χρησιμοποιούν οι ιοί για να προσεταιριστούν τα κύτταρά μας θα τη ζήλευαν και οι στρατηγοί. Ελπίζουμε όμως ότι η αποκάλυψή της θα φανεί ιδιαίτερα χρήσιμη και σε εκείνους που αναπτύσσουν νέα φάρμακα εναντίον των αόρατων εισβολέων

ΙΩΑΝΝΑ Α. ΣΟΥΦΛΕΡΗ

Ας παίξουμε ένα παιχνίδι: ας υποθέσουμε ότι είμαστε μια ομάδα 100 ατόμων, οι οποίοι, για λόγους «ζωής και θανάτου» πρέπει να εξαπλωθούμε σε έναν ουρανοξύστη και να καταλάβουμε όσο το δυνατόν περισσότερα διαμερίσματά του, σε όσο το δυνατόν λιγότερο χρόνο. Με δεδομένο ότι η είσοδος ενός από εμάς σε ένα διαμέρισμα είναι αρκετή για να κατοχυρωθεί αυτό στην ομάδα, ποια θα ήταν μια ευφυής στρατηγική για να επιτύχουμε τον στόχο μας το ταχύτερο δυνατόν; Θα συμφωνήσετε, ελπίζω, ότι θα ήταν καθοριστικής σημασίας να αποφύγουμε τις άδικες επιθέσεις, να μη χάσουμε δηλαδή χρόνο και ενέργεια προσπαθώντας να εισέλθουμε σε ένα διαμέρισμα το οποίο έχει ήδη καταλάβει ένας από εμάς. Είναι προφανές ότι η σήμανση των κατειλημμένων διαμερισμάτων είναι ο καλύτερος τρόπος για την αποφυγή των άσκοπων επιθέσεων σε αυτά. Ε λοιπόν, όλα αυτά τα έχουν ήδη «σκεφθεί» και τα ακολουθούν οι ιοί, προκειμένου να είναι επιτυχείς οι επεμβάσεις τους εναντίον μας! Η πρόσφατη αυτή ανακάλυψη από ερευνητές του Ιmperial College του Λονδίνου ανατρέπει τις κρατούσες απόψεις στην ιολογία και ανοίγει δρόμους για την ανάπτυξη αντι-ιικών φαρμάκων νέας γενιάς.

Οι «περιθωριακοί» της ζωής
Από βιολογικής απόψεως οι ιοί βρίσκονται στο μεταίχμιο της ζωής: διαθέτουν την ικανότητα να αυτοπολλαπλασιάζονται (αναγκαία συνθήκη για να καταταγεί κάποιος στους ζωντανούς οργανισμούς), αλλά δεν μπορούν να το κάνουν παρά μόνο στο εσωτερικό ενός κυττάρου που έχουν μολύνει. Αυτό συμβαίνει επειδή οι ιοί δεν είναι παρά πρωτεϊνικά σακίδια που περιέχουν γενετικό υλικό (DΝΑ ή RΝΑ) και δεν διαθέτουν τους κυτταρικούς μηχανισμούς οι οποίοι απαιτούνται για τη σύνθεση των πρωτεϊνών και των νουκλεϊνικών οξέων. Με άλλα λόγια, δεν διαθέτουν την ικανότητα να αναπαράγουν τα στοιχεία από τα οποία αποτελούνται και έτσι φέρονται σαν αεροπειρατές: κυριεύουν ένα κύτταρο και το αναγκάζουν να «ξεστρατίσει από την πορεία του», να αφήσει κατά μέρος τις όποιες λειτουργίες του και να στραφεί στην παραγωγή των δικών τους δομικών στοιχείων. Στη συνέχεια, τα ιικά δομικά αυτά στοιχεία συναρμολογούνται παράγοντας πλήθος νέων ιικών σωματιδίων. Περιττό να αναφέρουμε ότι τα μολυσμένα κύτταρα γίνονται αρχικά μικρά εργοστάσια παραγωγής ιών και στη συνέχεια πεθαίνουν, απελευθερώνοντας στο περιβάλλον τους νεοπαραχθέντες ιούς που είναι έτοιμοι να μολύνουν νέα κύτταρα.

Η ταχύτητα με την οποία ένας ιός μολύνει τα κύτταρα τού ξενιστή του είναι καθοριστικής σημασίας, καθώς ο ξενιστής δεν μένει με σταυρωμένα χέρια, αλλά αντεπιτίθεται μέσω του ανοσοποιητικού συστήματος. Αυτός ο αγώνας δρόμου μεταξύ των ιών και των ξενιστών τους έχει εξελικτικά αναγκάσει και τα δύο μέρη να αναπτύξουν «υπερόπλα», μεθόδους και στρατηγικές για να υπερισχύσουν του αντιπάλου. Εκτός από τα όπλα του ανοσοποιητικού συστήματος με τα οποία μας έχει προικίσει η εξέλιξη, οι άνθρωποι έχουμε και το πλεονέκτημα έναντι των ιών να μπορούμε να κατασκευάζουμε και τα δικά μας όπλα, τα φάρμακα. Βασική προϋπόθεση όμως για να πλήξουμε τους ιούς με τη βοήθεια φαρμάκων είναι να ανακαλύψουμε την «αχίλλειο πτέρνα τους», να βρούμε τα ευαίσθητα σημεία τους.

Ως σήμερα, οι ιολογικές έρευνες είχαν εστιάσει περισσότερο στις λεπτομέρειες του τρόπου με τον οποίο οι ιοί εισέρχονται στα κύτταρα και στον τρόπο με τον οποίο σφετερίζονται προς όφελός τους τον κυτταρικό μηχανισμό. Και όντως, από αυτές τις ερευνητικές προσπάθειες έχουν προκύψει τα υπάρχοντα αντιιικά φάρμακα.

Αγώνας ταχύτητας
Οπως είπαμε όμως ο αγώνας δρόμου μεταξύ των ιών και των ξενιστών τους είναι αμείλικτος και συνεχής. Ετσι, οι βρετανοί ερευνητές θέλησαν να διερευνήσουν τους λόγους για τους οποίους η ταχύτητα εξάπλωσης του ιού vaccinia ήταν ιδιαιτέρως αυξημένη. Ειδικότερα, ο μέσος όρος της ταχύτητας εξάπλωσης του ιού υπολογίστηκε σε ένα κύτταρο ανά 75 λεπτά, χρόνος που είναι τέσσερις φορές μικρότερος από αυτόν που θα περίμενε κάποιος με δεδομένο τον κύκλο ζωής του, με δεδομένο δηλαδή τον χρόνο που χρειάζεται από τη στιγμή της μόλυνσης ενός κυττάρου ως την απελευθέρωση των νέων ιικών σωματιδίων από αυτό.

Ο ιός vaccinia είναι ένας αθώος σχετικά ιός. Υπό κανονικές συνθήκες δεν προκαλεί νόσο στους ανθρώπους (εξαίρεση αποτελούν βεβαίως τα άτομα με ανοσολογικές ανεπάρκειες). Επιπροσθέτως, έχει αποδειχθεί και χρήσιμος: οι ομοιότητές του με τον ιό της ευλογιάς είναι τόσο μεγάλες ώστε ο ιός χρησιμοποιήθηκε για τον εμβολιασμό που συνετέλεσε στην εκρίζωση του ιού της ευλογιάς από το ανθρώπινο είδος. Περιττό να πούμε ότι ο ιός vaccinia είναι ένας πολύ καλά μελετημένος ιός. Παρ΄ όλα αυτά κανείς ως σήμερα δεν είχε εντυπωσιαστεί αρκετά από τη μεγάλη ταχύτητα εξάπλωσής του στα ανθρώπινα κύτταρα για να τη μελετήσει διεξοδικά. Οπως χαρακτηριστικά δήλωσε ο επικεφαλής της βρετανικής ερευνητικής ομάδας Geoffrey Smith «η ταχύτητα εξάπλωσης του ιού ήταν εμφανώς μεγαλύτερη από το αναμενόμενο, αλλά κανείς ως σήμερα δεν είχε κάνει τους μαθηματικούς υπολογισμούς».

Κάνοντας τα μαθηματικά που έδειξαν την τετραπλάσια ταχύτητα εξάπλωσης, ο Smith και οι συνεργάτες του αποφάσισαν ότι όφειλαν να δουν τι ακριβώς συνέβαινε. Σύμφωνα με το άρθρο τους, το οποίο δημοσιεύτηκε στη διαδικτυακή έκδοση της επιθεώρησης Science (κωδικός: DΟΙ:10.1126/science. 1183173), ο ιός αμέσως μετά τη μόλυνση ενός κυττάρου παράγει δύο πρωτεΐνες, οι οποίες συνεργάζονται δημιουργώντας ένα σύμπλοκο μόριο. Το μόριο αυτό «κάθεται» πάνω στην επιφάνεια του μολυσμένου κυττάρου και εμποδίζει νέα κύτταρα του ιού να εισέλθουν στο ήδη μολυσμένο κύτταρο. Με άλλα λόγια, το πρωτεϊνικό σύμπλοκο λειτουργεί σαν σήμανση, δηλώνει ότι το κύτταρο είναι κατειλημμένο και έτσι τα επόμενα ιικά σωματίδια δεν χάνουν τον χρόνο τους με αυτό αλλά προχωρούν στα επόμενα κύτταρα μέχρι να συναντήσουν ένα μη μολυσμένο.

«Χτυπάνε» και φεύγουν
Αλλά οι νεωτερισμοί τού ιού vaccinia δεν σταματούν εδώ. Τα ιικά σωματίδια που βρίσκουν την «πόρτα» των μολυσμένων κυττάρων κλειστή δεν αποχωρούν απλώς. Εκτινάσσονται με τη βοήθεια προεξοχών, μακρών σχηματισμών που αποτελούνται από μόρια ακτίνης, μιας πρωτεΐνης η οποία αποτελεί μέρος του σκελετού του κυττάρου. (Αξίζει να διευκρινιστεί εδώ ότι πιθανόν η λέξη «σκελετός» παραπλανά. Ο κυτταρικός σκελετός είναι πολύ ευέλικτος και η ακτίνη παίζει βασικό ρόλο στη μετακίνηση οργανιδίων μέσα στο κύτταρο). Με τη βοήθεια της ακτίνης λοιπόν τα ιικά σωματίδια εκτινάσσονται μακριά από το μολυσμένο κύτταρο, κάτι που αυξάνει τις πιθανότητες να συναντήσουν μη μολυσμένα κύτταρα.

Το ενδιαφέρον είναι ότι πιθανότατα και άλλοι ιοί αξιοποιούν την ίδια στρατηγική για να επιτύχουν ταχύτατη εξάπλωση, όπως για παράδειγμα ο ερπητοϊός. Προς το παρόν δεν είναι γνωστό αν η στρατηγική περιλαμβάνει την αξιοποίηση των δύο πρωτεϊνών του vaccinia ή αν κάθε ιός διαθέτει δικές του. Το βέβαιο πάντως είναι ότι μόλις ανακαλύφθηκε μια πραγματική «αχίλλειος πτέρνα» των ιών και πως η ανάπτυξη φαρμάκων που θα καταστρέφουν τον ιικό στρατηγικό σχεδιασμό δεν είναι μακριά.

Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από κακόβουλη χρήση. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε την Javascript για να τη δείτε.
http://www.tovima.gr