Când vorbim despre virusuri, avem tendința să avem în minte doar impactul lor dăunător asupra sănătății și vieții oamenilor. Pandemia de gripă din 1918 a ucis aproximativ 50 de milioane de oameni, iar variola circa 30% dintre cei infectați (supraviețuitorii au rămas adesea cu cicatrici sau orbi).
Dar virusurile pot fi folosite și în beneficiul sănătății umane, al agriculturii și al mediului.
Virușii au o structură relativ simplă, constând dintr-o bucată de material genetic (ARN sau ADN) închisă într-un înveliș proteic (capside). Unele au și un alt înveliș exterior.
Virusurile intră în celule și folosesc mecanismul celular pentru a se duplica.
Iată șase moduri în care am valorificat acest lucru pentru îngrijirea sănătății și controlul dăunătorilor.
1. Pentru a corecta genele
Virusurile sunt utilizate în unele terapii genetice pentru a corecta genele care funcționează defectuos. Genele sunt secvențe de ADN care codifică o anumită proteină necesară pentru funcționarea celulei.
Dacă înlăturăm materialul genetic viral din capsidă (învelișul proteic), putem folosi spațiul pentru a transporta o „încărcătură” în celule. Aceste virusuri modificate sunt numite „vectori virali”.
Vectorii virali pot furniza o genă funcțională unei persoane cu o tulburare genetică a cărei genă nu funcționează corect.
Unele boli genetice tratate în acest mod includ hemofilia, siclemia și beta talasemia.
2. Tratarea cancerului
Vectorii virali pot fi utilizați pentru a trata cancerul.
Oamenii sănătoși au p53, o genă supresoare de tumori. Aproximativ jumătate din cancere sunt asociate cu pierderea p53.
Înlocuirea genei p53 deteriorate folosind un vector viral oprește replicarea celulei canceroase și îi spune să se sinucidă (apoptoză).
Vectorii virali pot fi, de asemenea, utilizați pentru a administra un medicament inactiv unei tumori, unde este apoi activat pentru a ucide celula tumorală.
Această terapie direcționată reduce efectele secundare observate altfel cu medicamentele citotoxice (de ucidere a celulelor).
De asemenea, putem folosi virusuri oncolitici (distrugătoare de celule canceroase) pentru a trata unele tipuri de cancer.
Celulele tumorale și-au pierdut adesea protecția antivirală. În cazul melanomului, un virus herpes simplex modificat poate ucide celulele melanomului, care se divid rapid, lăsând în mare parte celulele non-tumorale în pace.
3. Crearea reacției imune
Vectorii virali pot crea un răspuns imun protector la un anumit antigen viral.
Un vaccin COVID folosește un adenovirus modificat de cimpanzeu (adenovirusurile provoacă răceala obișnuită la oameni) pentru a transporta ARN-ul care codifică proteina „spike” a SARS-CoV-2 în celulele umane.
ARN-ul este apoi folosit pentru a face copii ale proteinei spike, ce stimulează celulele noastre imunitare să se replice și să „amintească” de proteina spike.
Apoi, atunci când sunteți expus la SARS-CoV-2 cu adevărat, sistemul imunitar poate produce foarte rapid o mulțime de anticorpi și celule care ucid virusul pentru a preveni sau reduce severitatea infecției.
4. Virusurile ca vaccinuri
Virusurile pot fi modificate pentru a acționa direct ca vaccinuri în sine în mai multe moduri.
Putem slăbi un virus (pentru un vaccin cu virus atenuat), astfel încât să nu provoace infecție la o gazdă sănătoasă, dar să se poată reproduce pentru a stimula răspunsul imun. Vaccinul împotriva varicelei funcționează astfel.
Vaccinul Salk, împotriva poliomielitei, folosește un virus întreg care a fost inactivat (deci nu poate provoca boala).
Alții folosesc o mică parte a virusului, cum ar fi capsida, pentru a stimula un răspuns imun.
Un vaccin ARNm împachetează ARN viral pentru o proteină specifică ce va stimula un răspuns imun.
5. Virusurile ucid bacteriile
Virusurile pot fi utilizate pentru a trata infecțiile bacteriene rezistente la antibiotice.
Bacteriofagii sunt virusuri care ucid bacteriile. Fiecare tip de bacteriofag infectează de obicei o anumită specie de bacterii.
Spre deosebire de antibiotice – care ucid adesea bacteriile „bune” împreună cu cele care cauzează boli – terapia cu bacteriofagi lasă intactă flora normală (microbii utili).
6. Plante, fungi și animale
Virusurile pot fi specifice speciei (infectează doar o specie) și chiar specifice celulei (infectează doar un tip de celulă).
Acest lucru se întâmplă deoarece proteinele pe care virusurile le folosesc pentru a se atașa de celule au o formă care se leagă de un anumit tip de receptor sau moleculă celulară, așa cum o cheie specifică se potrivește unei încuietori.
Virusul poate pătrunde în celulele tuturor speciilor prin acest receptor/ moleculă.
De exemplu, virusul rabiei poate infecta toate mamiferele, deoarece acestea au receptorul potrivit, iar mamiferele au alte caracteristici care permit infecția, în timp ce alte specii non-mamifere nu.
Când receptorul se găsește doar pe un tip de celulă, atunci virusul va infecta acel tip de celulă, care poate fi găsit doar la una sau un număr limitat de specii.
Virusul hepatitei B infectează cu succes celulele hepatice în principal la oameni și la cimpanzei.
Putem folosi această proprietate pentru a viza specii de plante invazive (reducerea nevoii de erbicide chimice) și insecte dăunătoare (reducerea nevoii de insecticide chimice).
Baculovirusurile, de exemplu, sunt folosite pentru a controla omizile.
În mod similar, bacteriofagii pot fi utilizați pentru a controla bolile bacteriene ale tomatelor și viței de vie.
Alte virusuri reduc daunele plantelor cauzate de fungi.
Virusul mixoma și calicivirusul reduc populațiile de iepuri și impactul acestora asupra mediului și îmbunătățesc producția agricolă.
La fel cum oamenii pot fi protejați prin vaccinare, plantele pot fi „imunizate” împotriva unui virus care cauzează boli, prin expunerea la o versiune mai puțin agresivă.
Traducere și adaptare după Viruses aren't always harmful
