Kada pročitate kako se koronavirus ponaša u ljudskom telu, biće vam jasno zašto ga zovu LUKAVI MUTATOR KOJI NOSI OGRTAČ

Naučnici su do sada istraživali koronavirus i o njemu otkrili razne stvari, a na ovom mestu su skupili one najznačajnije informacije.

Hiljadama godina, parazit bez imena živeo je među populacijom šišmiša na jugu Kine. Šišmiši su se razvili do te mere da ih nisu primijetili. Jednog dana parazit – predak koronavirusa, SARS-CoV2, imao je priliku da proširi svoje područje. Možda ga je proširio na pangolina, jedinog sisara koji ima kožu prekrivenu velikim ljuskama, ugroženu vrsta koja je stalna žrtva trgovanja divljim životinjama i prodaje se ilegalno na tržištima živih životinja u jugoistočnoj Aziji i Kini.

Genetski put ostaje nejasan. Da bi preživeo u novoj vrsti, virus je morao mutirati, razviti svoj hibrid - snažniju verziju sebe. U današnje vreme je koronavirus pronašao novu vrstu – ljude. Bilo je dovoljan jedan čovek za uzrok današnje pandemije. 

U roku od nedelju dana potvrđeni slučajevi bolesti COVID-19, bolesti uzrokovane virusom Sars-CoV-2 udvostručili su se u sedam dana, zatim su se utrostručili i učetverostručili u vrlo kratkom roku. Više od 50 hidalja smrtnih slučajeva zabeleženo je širom sveta, a broj zaraženih je prešao milioun. Sjedinjene Američke Države trenutno imaju najveći broj potvrđenih slučajeva s preko 238.000 zaraženih osoba. Istraživanje koje su naučnici objavili početkom marta u časopisu Science razotkriva da se iza svakog potvrđenog slučaja krije verojatno 5 do 10 osoba s neotkrivenom zarazom.
Ovako američki magazin New Yorker započinje priču u kojoj navodi sva najpoznatija istraživanja vezana uz pitanje: ''Kako je koronavirus došao do ljudskih pluća?''.

Foto: Pixabay

Rođenje koronavirusa

Naučnici su prvo otkrili da koronavirusi potiču od šišmišima nakon izbijanja respiratornog sindroma SARSA 2003. Džonatan Epstajn, epidemiolog iz Njujorka koji proučava zoonotske viruse - one koji mogu prelaziti sa životinja na ljude - bio je deo istraživačkog tima koji je krenuo u lov na izvor zaraze u kineskoj provinciji Guangdong, žarište SARSA.

Sugerisao je da su postojali višestruki prelazi zaraze sa životinje na ljude. Isprva su zdravstveni radnici verovali da je za izbijanje SARSA bio odgovoran sisar imena azijska cibetka, životinja slična mungosu koja se takođe
prodavala na tržnicama. Ali cibetke uzgajane negde drugo u Guangdongu nisu imale antitiela na virus, što ukazuje na to da su životinje prodavane na tržnici mogle biti samo posrednik - visoko zarazan domaćin. Epstajn i drugi sumnjali su da su šišmiši, koji su sveprisutni na seoskim, poljoprivrednim brdima tog područja i koji su se u to vreme prodavali na ''mokrim pijacama" u Guangdongu, mogli biti prirodni rezervoar koronavirusa. Istraživači su postavili laboratorije unutar pećina i uzimali briseve sa šišmiša. Nakon višemesečne istrage, tim otkrio je četiri vrste šišmiša koji su nosili koronaviruse slične SARS-u, a jedna od njih imala je 90 posto isti genetski kod koronavirusa.

Nakon godina daljeg proučavanja šišmiša, istraživači su pronašli diretni koronavirus SARSA, kao i stotine drugih vrsta koronavirusa koji kruže među nekim od oko 1400 vrsta šišmiša koji žive na šest kontinenata. Čini se da koronavirus i ostale vrste virusa evoluiraju sa šišmišima kroz čitav raspon ljudske civilizacije, a možda i mnogo duže. Kako porodica koronavirusa raste različiti sojevi se stvaraju u telima šišmiša, ali ovaj proces događa se bez da se šišmiši razbole. To je prirodni fenomen jer je njihov imunološki sistem razvio bolji način za popravljanje oštećenja ćelija i borbu protiv virusa bez izazivanja daljnjih upala.

Ali kada ti virusi uskoče u novu vrstu – bilo da se to radilo o pangolinu, cibetki ili čoveku - rezultat može biti ozbiljna, ponekad smrtonosna bolest. Glavna Epstajnova saradnica u Kini, Ši Zeng-Li, je 2013. godine napravila putanju koronavirusa pronađenih kod šišmiša i u januaru je otkrila da oni dele 96% svog genoma s Sars-CoV-2.

Dolazak virusa na tržnicu

Kada se pojavilo oko 40-a slučajeva upale pluća u Vuhanu u decembru, mnogi od njih bili su povezani s 'mokrim tržnicama', posebice s ozloglašenim delom gde su se žive životinje držale, piše New Yorker.

- To je bila samo gravitirajuća razmena fekalija i virusa – rekao je Epstajn. Kineske vlasti su testirale životinje na pijaci a svi testovi na koronavirus su bili negativni. Ali, nisu precizirali koje životinje su testirali. Ta informacija je bila potrebna Epstajnovom timu. Vlasti su kasnije pronašle virus u uzorcima s tržišnih stolova i odvodnih kanala.

Analize Sars-CoV-2 genoma ukazivale su na jedan pojedinačni događaj, što znači da je virus samo jednom prešao sa životinje na osobu, zbog čega je verojatno da je virus cirkulisao među ljudima i pre decembra. Ako se ne objavi više informacija o životinjama na tržištu Vuhan, prenosni lanac možda nikada neće biti jasan. Postoje, međutim, brojne mogućnosti. Lovac na šišmiše ili krijumčar divljih životinja možda je virus doneo na tržnicu. Pangolini su slučajno nosili koronavirus koji su možda pokupili od šišmiša i koji je u jednom presudnom delu svog genoma gotovo identičan SARS-CoV-2. Ali još niko nije pronašao dokaze da su pangolini bili na tržnici u Vuhanu, ili čak da su tamošnji trgovci prodavali pangoline.

- Stvorile su se okolnosti u našem svetu koje su na neki način omogućile da se ti virusi, za koje inače ne bi bilo problema, nađu u ljudskoj populaciji – rekao je Mark Denison, upravnik odeljenja za dečje zarazne bolesti medicinskog instituta  Vanderbilt u SAD-u.

Foto: printskrin Youtube

Takvi virusi čine najviše štete

Budući da ljudi nikada ranije nisu svedočili sličnom prenosu, ostaje mnogo nepoznanica o novom koronavirusu. Istraživanja prethodnih vrsta koronavirusa, uključujući SARS i MERS (Respiratorni sindrom Bliskog Istoka) pomogli su istraživačima. Od janura se gotovo 800 radova posvetilo virusu. Više od hiljadu sekvenci gena koronavirusa iz različitih slučajeva širom sveta podeljeno je u naučnim bazama podataka.

- To je suludo. Sada je gotovo celokupno naučno područje fokusirano na ovaj virus. Govorimo o ratnoj situaciji – rekao je Kristian Andersen, profesor na Odeljenju za imunologiju i mikrobiologiju istraživačkog centra Scripps u SAD-u.

U našoj sredini postoje nebrojene vrsta virusa, sastavljene ili od RNA ili od DNK. DNK virusi, koji u mnogo većem broju postoje širom planete, sposobni su izazvati sistemske bolesti koje su endemske, latentne i postojane - poput herpes virusa, hepatitisa B i virusa papiloma koji uzrokuju rak. DNA virusi su ti koji žive s nama i ostaju s nama. Oni su celoživotni. Retrovirusi, poput H.I.V.-a, imaju RNA u svojim genima, ali ponašaju se poput DNK virusa u domaćinu. RNA virusi, s druge strane, imaju jednostavnije strukture i brzo mutiraju.

- Virusi  brzo mutiraju i mogu zadržati povoljne osobine. Virus koji se može nastavljati razmnožavati u većini drugih domaćina na kraju ima veće šanse za preživljavanje – rekao je Epstajn. Oni takođe imaju tendenciju da uzrokuju epidemije - poput ospica, ebole, Zika virusa i mnoštva respiratornih infekcija, uključujući gripu i koronaviruse.

Pol Tarner, profesor ekologije i evolucijske biologije supozorava: "Oni nas najviše iznenađuju i čine najviše štete."

Naučnici su otkrili porodicu koronavirusa u 50. godinama prošlog veka na uzorcima uzetim od pilića obolelih od zaraznog bronhitisa. RNA koronavirusa, njegov genetski kod, razgranat je u tri različite vrste proteina, od kojih jedan ukrašava površinu virusa šiljcima u obliku gljiva, što virusu daje prepoznatljiv izgled krune, piše New Yorker.

Od obične prehlade do monstruoznog hibrida

Naučnici su pronašli druge koronaviruse koji su uzrokovali bolest kod svinja i krava, a zatim, sredinom 60-ih, još dva koja su uzrokovala običnu prehladu kod ljudi. (Kasnije, široko rasprostranjeno otkrivanje identifikovalo je još dva ljudska koronavirusa odgovorna za prehlade.) Ova su četiri virusa obične prehlade možda davno poticala od životinja, ali oni su sada potpuno ljudski virusi odgovorni za petnaest do trideset posto sezonskih prehlada. Mi smo njihov prirodni rezervoar, baš kao što su i šišmiši prirodni rezervoar za stotine drugih koronavirusa. Ali, budući da se činilo da ne uzrokuju tešku bolest, uglavnom su se ignorisali. 2003. godine, konferencija o nidovirusima (taksonomski poredak pod koji spadaju koronavirusi) umalo je otkazana, zbog nedostatka interesa. Kada su se pojavio SARS,  konferencija je bila rasprodata.

Foto: Tanjug/AP

SARS je usko povezan s novim virusom s kojim se trenutno suočavamo. Dok koronavirusi obične prehlade imaju tendenciju da inficiraju samo gornje disajne ​​putove (uglavnom nos i grlo), čineći ih vrlo zaraznim, SARS prvenstveno inficira donji disajni sistemv (pluća), i zato uzrokuje mnogo smrtonosniju bolest s često fatalnim ishodom (stopa od otprilike 10%). Mers, koji se pojavio u Saudijskoj Arabiji 2012. godine, prenosi se sa šišmiša na kamile pa na ljude, takođe je uzrokovao tešku bolest u donjem disajnom sistemu, sa stopom smrtnosti od 37%. 

SARS-CoV-2 ponaša se kao monstruozni hibrid svih ljudskih koronavirusa koji su došli prije njega. Može zaraziti i razmnožavati se kroz naše disajne ​​puteve.

- Zato je tako loš. Uzrokuje manje ozbiljne respiratorne probleme od SARS i MERS koronavirusa ali mu je prenosivost kao kod prehladnih koronavirusa - rekao je Stenli Perlman, profesor mikrobiologije i imunologije koji proučava koronaviruse više od tri decenije. Jedan od razloga što je SARS-CoV-2 možda toliko raznovrstan, a samim time i uspešan, je povezan s njegovim posebnim talentom vezanja i spajanja s plućnim stanicama.

Brzo se razmnožava već u grlu i veže za ljudske stanice u dišnom sustavu

Ako zamislimo šiljak virusa kao pečurku, njena kapa deluje kao molekularni ključ koji se uklapa u brave naših ćelija. To su receptori virusa, a SARS-CoV 2 receptor ACE1 se savršeno veže za receptor zvan ACE-2 koji se može naći u različitim delovima ljudskog tela, uključujući pluća i bubrežne ćelije. Koronavirusi napadaju disajni sistem jer su ljudski ACE-2 receptori tamo dostupni. 
''Virus samo uskoči'' – rekao je Perlman.

- Virus SARS- CoV-2 se na receptore veže deset puta delotvornije od običnog virusa SARSA, veže se i čvršće što znači da je početak procesa infekcije učinkovitiji - rekla je Kizmekia Korbet, vođa naučnog programa za koronavirus na Nacionalnom institutu za istraživanje vakcine.

Čini se da SARS-CoV-2 ima jedinstvenu sposobnost, koju SARSi MERS nisu imali, a to je da koriste enzime iz našeg ljudskog tkiva. Jednom kada koronavirus uđe u osobu - smeštajući se u gornji disajni sistem, brzo se razmnožava. To može dovesti do čestih i slučajnih mutacija. Virus se razmnožava i u velikim količinama prelazi kroz sluz, grlo prema plućima.

Foto: Pixabay

Prema istraživanju Lise Gralinski, docenta za epidemiologiji u Severnoj Karolini, ova velika sposobnost virusa da se veže za ljudske receptore i koristi ljudske enzime za aktiviranje fuzije ''doprinosi prenosivosti ovog novog virusa i infekcije na većem nivou''.

Šta kada uđe u osobu? On se brzo prilagodi novom okruženju

Jednom kada koronavirus uđe u osobu – smeštajući se u gornji disajni sistem – brzo se razmnožava. Kada se RNA virusi repliciraju u domaćinu postupak je obično brz i to može dovesti do čestih i slučajnih mutacija koje odmah ubijaju virus - rekao je Andersen. Ali za razliku od ostalih RNA virusa, koronavirusi imaju mogućnost provere grešaka kada se repliciraju.

- Imaju enzim koji zapravo ispravlja pogreške - rekao je Denison. Denisonova laboratorija u Vanderbiltu, prva je u eksperimentima na živim virusima potvrdila postojanje enzima kod koronavirusa koji ga čini ''lukavim mutatorima''. Svaki puta kada virus uskoči u novu vrstu može se brzo preobratiti kako bi preživeo u novom okruženju, s novom fiziologijom i novim imunološkim sistemom.

- Nakon što se virus lako širi unutar vrste njegov stav je: Dobro sam, nema potrebe da se menjam – rekao je Denison.

To se izgleda sada događa među ljudima. Kako SARS-CoV-2 kruži svetom među njegovim sojevima postoje male varijacije, ali čini se da nijedna od njih ne utiče na ponašanje virusa.

- Ovo nije virus koji se brzo prilagođava. Nema prepreka na njegovom putu, dakle, nema koristi od promene - rekao je Denison.

Koronavirus je prikriveni napadač

Virus se razmnožava brzo kako bi  što pre u velikim količinama prešao u svom domaćinu kroz sluz, grlo u pluća, gde se nastavlja širiti. Istraživanje nemačkih istraživača, objavljeno ranije ovog meseca i jedno od prvih izvan Kine koje je pregledalo podatke o pacijentima s dijagnozom COVID-19, otkrilo je jasne dokaze da zaraženi ljudi propuštaju koronavirus u telu značajnim procentima pre nego što razviju simptome. To je zapravo verovatno zahvaljujući prevelikoj sposobnosti da se veže i stapa s našim ćelijama– on nosi nevidljivi ogrtač.

Naučnici su nedavno procenili da su nedokumentovani slučajevi COVID-a19 ili zaraženi ljudi s blagim simptomima u 55% posto slučajeva zarazni kao i teški slučajevi. Druga studija otkrila je da u težim slučajevima (koja zahtevaju hospitalizaciju) pacijenti istiskuju virus iz svojih disajnih puteva čak trideset sedam dana.

Izvan domaćina, virus je inertan - nije baš živ, ali nije ni mrtav. Sto miliona koronavirusnih čestica moglo bi se smestiti na uši od igle - obično je potrebno hiljade ili stotine hiljada da bi zarazili životinju ili osobu. Istraživači iz Laboratorije za virusnu ekologiju u Montani, institutu koji je povezan s američkim Nacionalnim institutom za alergije i zarazne bolesti, otkrili su da virus može četiri sata ostati na bakru, na komadu kartona 24 sata , a na plastici ili nerđajućem čeliku 3 dana. Takođe su otkrili da virus može preživeti tri sata, putujući vazduhom, prenoseći sitne respiratorne kapljice zaražene osobe kada ona izdahne, kine ili kašlje. (Druga istraživanja pokazuju da bi virus mogao postojati kao aerosol, ali samo u vrlo ograničenim uslovima). Čini se da većina virusnih čestica gubi virulenciju prilično brzo. Mogućnost za infekciju je najviša u prvih deset minuta.

Šta onda virus hoće?

Sve što virus želi je beskrajan lanac domaćina. Kontaminacija je evolucijski krajnji cilj. Na temelju dosadašnjih eksperimenata, istraživači procenjuju da Covid-19 ima malo veću stopu zaraze od obične gripe i manje je prenosiv od teže zaraznih virusa, poput ospica, s kojima jedna bolesna osoba može zaraziti oko dvanaest drugih ljudi. Verovatno postoje super-širitelji koronavirusa - ljudi koji su iz bilo kojeg razloga gotovo u potpunosti asimptomatski, ali prenose bolest na mnoge druge ljude.

Bolest ima najveće veze s imunološkim odgovorom. Budući da se virus može učvrstiti u donjim delovima disajnog sistema, dok osoba još ne pokazuje simptome u osnovi ''zadaje udarac na imunološki sistem koji počinje komplikovati'', rekao je Perlman. Kada imunološki sistem napokon registruje njegovu prisutnost, on se može preopteretiti i poslati sve u svom ''arsenalu oružja'' na napad jer nema specifičnog antitela kojim bi se odbranio. Tkivo pluća nabubri i napuni se tečnošću. Disanje je ograničeno kao i razmena kiseonika.

Foto: Tanjug/AP

- Imunološki odgovor domaćina jednostavno se aktivira na tako ekstremnoj razini, a zatim se nadograđuje i obnavlja sve do trenutka dok telo ne dođe u šok – rekla je Gralinski.

Odgovor tela je poput autoimune bolesti; imunološki sistem napada i ćelije koje ne treba. Ova vrsta odgovora imunološkog sistema može biti razlog zašto su starije osobe u podložnije obolenju, kao što je to bio slučaj i kod izbijanja SARSA 2003. godine.

Tokom proučavanja SARSA na miševima, Denison je rekao da je opazio fenomen poznat kao ''imunološku starost'' u kojem stariji miševi više nisu imali sposobnost uravnoteženo odgovoriti na novi virus. Prekomerna reakcija njihovog imunološkog sistema uzrokovala je još ozbiljniju bolest. To se dogodilo i kod nekih najgorih slučajeva tokom prve epidemije SARSA, objasnio je Denison. To je razlog zašto neki antivirusni lekovi mogu biti značajno korisniji u početku bolesti pre no što virus ima priliku da opustoši imunološki sistem.

Ima nade

U poslednjoj deceniji, laboratorija i saradnici Denisona u Severnoj Karolini istraživali su antivirusne tretmane kako bi pokušali pronaći nešto što bi delovalo protiv SARSA i MERSA, ali i protiv novog koronavirusa, koji su znali da će se kad tad pojaviti. Zajedno su napravili veliki deo ranih istraživanja leka koji je sada poznat pod nazivom Remdesivir, koji trenutno razvija američka kompanija Gilead,i u studijama na zaraženim pacijentima, kao i još jednog antivirusnog leka poznatog kao NHC. Oba su leka na životinjskim modelima uspela da blokiraju razmnožavanje koronavirusa.