Οι ιοί βρίσκονται σχεδόν σε κάθε οικοσύστημα της Γης μιας και αποτελούν έναν πολυάριθμο τύπο βιολογικής οντότητας. Είναι γνωστή η ιδιότητά τους ως υποχρεωτικά ενδοκυτταρικά παράσιτα, δηλαδή εξαρτώνται από τα κύτταρα των οργανισμών για να εξασφαλίσουν την αναπαραγωγή τους. Πως όμως οι ιοί καθίστανται παθογόνοι και μολύνουν τα κύτταρα;
Η διαδικασία αναπαραγωγής των ιών και τα ιοσωμάτια
Ερευνητές των πανεπιστημίων Leeds και York εντόπισαν για πρώτη φορά τον τρόπο με τον οποίο ιοί όπως της πολιομυελίτιδας και του κοινού κρυολογήματος, ανακατασκευάζουν το γενετικό τους κώδικα με σκοπό να μολύνουν τα κύτταρα. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στις 08 Ιανουαρίου του 2021 στο PLOS Pathogens και δίνουν πλέον τη δυνατότητα να αναπτυχθούν φάρμακα και αντιικοί παράγοντες που θα έβαζαν τέλος σε τέτοιες μολύνσεις.
Μόλις μολυνθεί ένα κύτταρο του ανθρώπινου οργανισμού, ο ιός προσπαθεί να διαδώσει το γενετικό του υλικό στα γειτονικά κύτταρα, μιας και αυτό του εξασφαλίζει την επιβίωση και την αναπαραγωγή. Πρόκειται για μια διαδικασία που περιλαμβάνει την κατασκευή των ιοσωμάτιων, δηλαδή των νεοσχηματισμένων μολυσματικών αντίγραφων του ιού. Κάθε ιοσωμάτιο αποτελείται από ένα πρωτεϊνικό κέλυφος που στο εσωτερικό του περιέχεται ένα αντίγραφο του γενετικού υλικού του ιού. Στην συνέχεια, τα ιοσωμάτια έχουν τη δυνατότητα να μολύνουν νέα κύτταρα, προκαλώντας ασθένεια. Όμως, ο τρόπος με τον οποίο ο ιός συγκέντρωνε τα ιοσωμάτια, ήταν κάτι που παρέμενε μέχρι σήμερα μυστήριο.
Ο Peter Stockley, καθηγητής και πρώην διευθυντής του Astbury Center for Structural Molecular Biology του πανεπιστημίου του Leeds, παρακολουθώντας μέρος της έρευνας με τον καθηγητή Reidun Twarock από το πανεπιστήμιο του York, δήλωσε: “Εάν μπορούμε να παρέμβουμε και να διαταράξουμε τον μηχανισμό σχηματισμού ιοσωμάτιων, τότε υπάρχει η πιθανότητα να σταματήσει μια λοίμωξη στις αρχές. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων μας υποδηλώνει ότι τα μοριακά χαρακτηριστικά όπου οι ιοί ελέγχουν την διαδικασία σχηματισμού ιοσωμάτιων διατηρούνται γενετικά, δηλαδή δεν μεταλλάσσονται εύκολα. Κάπως έτσι μειώνεται ο κίνδυνος που θα μπορούσε να καταστήσει αναποτελεσματικά τα νέα φάρμακα.”
Τα αποτελέσματα της μελέτης
Η μελέτη επικεντρώνεται σε έναν ακίνδυνο ιό των βοοειδών, ο οποίος δεν είναι μολυσματικός στους ανθρώπους, ο Enterovirus-E, ο οποίος είναι το καθολικό υποκατάστατο του ιού της πολιομυελίτιδας. Ο ιός της πολιομυελίτιδας είναι ένας επικίνδυνος ιός που μολύνει ανθρώπους προκαλώντας την σοβαρή ασθένεια της πολιομυελίτιδας. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας έχει ως στόχο την εξαφάνιση του ιού αυτού από τον πλανήτη και έχει ανακοινώσει ότι η Αμερική , η Ευρώπη , η Νοτιοανατολική Ασία καθώς και οι περιοχές του Δυτικού Ειρηνικού Ωκεανού είναι polio-free, ενώ η ασθένεια αυτή προκαλεί ακόμα επιδημίες σε χώρες όπως το Αφγανιστάν, το Πακιστάν και τη Νιγηρία. Επιπλέον, το γκρουπ των εντεροϊών περιλαμβάνει και τον ανθρώπινο Rhinovirus, δηλαδή τον ιό που προκαλεί το κοινό κρυολόγημα.
Τα αποτελέσματα της έρευνας περιγράφουν λεπτομερώς τον ρόλο των λεγόμενων σημάτων συσκευασίας του RNA, δηλαδή μικρών περιοχών του μορίου RNA που σε συνδυασμό με πρωτεΐνες του περιβλήματος, έχουν ως σκοπό να εξασφαλίσουν οι ιοί τον αποτελεσματικό σχηματισμό τους. Η μελέτη στο Leeds και το York συγκεντρώνει μοριακούς βιολόγους, ειδικούς στη μοριακή δομή των ιών, όπως και επίσης ειδικούς στη μικροσκοπία ηλεκτρονίων και τη μαθηματική βιολογία. Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό μοριακής και μαθηματικής βιολογίας, οι ερευνητές μπόρεσαν να εντοπίσουν πιθανές τοποθεσίες στο μόριο RNA που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως σήματα συσκευασίας. Χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά μικροσκόπια τελευταίας τεχνολογίας στο Astbury Biostructure Laboratory του πανεπιστημίου του Leeds, οι ερευνητές κατάφεραν για πρώτη φορά να οπτικοποιήσουν την διαδικασία αυτή στους ιούς αυτού του τύπου.
Ο καθηγητής Twarock σημείωσε: “Η λεπτομερής κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί η διαδικασία αυτή, θα επιτρέψει στη φαρμακευτική βιομηχανία να αναπτύξει αντι-ιικούς παράγοντες οι οποίοι θα μπορούν να εμποδίσουν αυτές τις βασικές αλληλεπιδράσεις και να αποτρέψουν ασθένειες.”
Πηγές Άρθρου:
Rebecca Chandler et al. Assembly of infectious enteroviruses depends on multiple conserved genomic RNA-coat protein contacts. PLOS Pathogens 2020, 16 (12) Ανάκτηση από: https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1009146 (Τελευταία πρόσβαση 24/01/2021 Ώρα: 14:03)
University of Leeds, Unravelling the mystery that makes viruses infectious. ScienceDaily 08/01/2021 Ανάκτηση από: www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210108142145.htm (Τελευταία πρόσβαση 24/01/2021 Ώρα: 14:15)
