Wirus – znaj swojego wroga

Autorem tekstu jest Maciej Kołodziejczyk
https://www.facebook.com/maciek.kolodziejczyk

Jutro ważny dzień w walce z pandemią – na masową skalę mają się zacząć szczepienia w Wielkiej Brytanii. W USA, Europie i Polsce poczekamy jeszcze od kilku dni do kilku tygodni, oczywiście o ile co najmniej jedna ze zgłoszonych szczepionek zostanie zatwierdzona przez odpowiednie instytucje. Dojrzałem opinię kilku lekarzy, którzy zamartwiali się, że wciąż nie jest prowadzona w Polsce odpowiednia kampania informacyjna dotycząca szczepień – ich bezpieczeństwa oraz znaczenia w zakończeniu pandemii. Jest to szczególnie ważne w sytuacji, gdy w kraju panuje wysoki poziom sceptycyzmu wobec szczepionek i sporo dezinformacji. W związku z powyższym postanowiłem napisać kilka dłuższych postów, żeby temat albo przybliżyć, albo przynajmniej uporządkować. Planuję pięć sekcji, jak poniżej. Mam nadzieję, że uda mi się zmieścić w tym tygodniu, ale nie obiecuję, bo trzeba też trochę popracować – pieniądze na chleb, wodę i lot na Marsa same się nie zarobią.

1. WIRUS
2. SZCZEPIONKA
3. BADANIA NAD SZCZEPIONKĄ I JEJ ZATWIERDZANIE
4. PORÓWNANIE EFEKTÓW CHOROBY I SZCZEPIONKI
5. DALSZA TRAJEKTORIA PANDEMII

Ok, lecimy:

1. WIRUS
Aby mieć dobre zrozumienie tego jak działa szczepionka i jak jej działanie jest podobne lub różne od przebiegu choroby, warto na początku przedstawić trochę informacji nt. budowy wirusa. Mam nadzieję, że podzielę się jedynie wiedzą niezbędną i że język będzie w miarę przystępny i zrozumiały.

Zamieszczam modele budowy wirusa – pierwszy jest bardzo wierny (ale też bardziej złożony), drugi nieco uproszczony, ale zawierający podstawowe szczegóły budowy. Z pierwszego modelu wybrałem 6 spośród 20 elementów – te będą nas interesować najbardziej. Na rysunku widzimy cząsteczkę wirusa (wirion), który próbuje się wkraść do komórki ludzkiej. U dołu jest wnętrze komórki („Cell cytoplasm”) wraz z błoną komórkową (membraną). Tuż powyżej zamieszczono receptor ACE2 (zaznaczony kolorem żółtym i opisem „Human ACE2”)), zaczepiony w błonie jednej z naszych komórek, który umożliwia przyjmowanie przez nią enzymu ACE2. Receptor jest swego rodzaju „zamkiem”, komórka jest pomieszczeniem a enzym jest kluczem. Niestety, wirus SARS-2 wyewoluował w taki sposób, że pewna jego część ma niemal taki sam kształt, jak enzym. To powoduje, że komórka „sądząc”, że przyjmuje pożyteczny enzym tak naprawdę wpuszcza do siebie bezlitosnego mordercę.

Miejsce wiązania się wirusa z receptorami zaznaczyłem kolorem fioletowym. Nazywa się ono, niezbyt kreatywnie, domeną wiążącą receptory (ang. Receptor Binding Domain, czyli RBD). Znajduje się ono na końcu białka S, opisanego na diagramie jako „Spike glycoprotein (S)” i, jako że białko S składa się z trzech identycznych części, na końcu każdego są trzy takie miejsca.

Po połączeniu „klucza” (RBD) z „zamkiem” (receptorem ACE2) następuje proces fuzji wirusa z komórką. Zauważcie, że otoczka wirusa (membrana) ma taką samą budowę jak błona komórki (obie są zaznaczone na rycinie na szaro i składają się z wielu „słupków”). To oznacza, że łatwo może dojść do połączenia obu struktur. Błona/otoczka stworzona jest z podwójnej warstwy tłuszczów (lipidów), co pozwala na odseparowanie dwóch środowisk wodnych. Wiem, wiem, następnym razem jak ugotujecie sobie rosół będziecie w inny sposób patrzeć na oka tłuszczu na powierzchni wody i pewnie nawet jakieś dwa ze sobą połączycie dotykając nożem czy łyżką miejsce ich styku. Po rozszyciu błony komórki są do niej uwalniane białka wirusa oraz jego materiał genetyczny – czerwona nić (opis: „Single-stranded RNA”), która jest nawinięta na białko N (opis: „Nucleocapsid (N)”). Następnie dochodzi do skomplikowanego procesu namnażania się wirusa w komórce, którego tu nie będę opisywał, bo nie jest nam to do szczęścia potrzebne.

Skupimy się na białku S. To najbardziej interesująca nas część wirusa, z kilku powodów:

– znajduje się na zewnątrz membrany wirusa,
– jest największym, najczęściej występującym i najbardziej wystającym poza obrys białkiem „poza” wirusem,
– znajduje się na nim „klucz”, czyli RBD, co potencjalnie czyni to białko celem interwencji: leków lub przeciwciał.

Kolor czerwony: białko S (zauważcie trzy części oznaczone nieco innymi odcieniami)
Kolor zielony: membrana
Kolor żółty (wewnątrz wirusa): białko N, na które nawinięty jest materiał genetyczny wirusa (kolor liliowy).

Wyobraźmy sobie, że jakaś część układu odpornościowego człowieka miałaby spróbować zaatakować wirusa. Większość jego powierzchni jest pokryta błoną z tłuszczów (lipidów), która jest identyczna z błonami naszych komórek, więc od nich nieodróżnialna. Pozostałe struktury (białka) „wystające” poza obrys wirusa to: E, M oraz ORF7a. Jak widzimy, jest ich znacznie mniej, mają mniejsze rozmiary i ledwie wychylają się poza błonę, co czyni je mniej atrakcyjnymi celami dla układu odpornościowego. W związku z tym naukowcy, którzy zajęli się opracowywaniem szczepionki skupili się przede wszystkim na białku S.

Na zakończenie jeszcze jeden temat. Jednym z problemów, z którymi borykają się nasze ciała jest fakt, że wirusy „ukrywają” swoje białka przed układem odpornościowym. Mają one taką strukturę, że do ich powierzchni mogą przyczepiać się cukry. Stąd nazwa „glikoproteina”, czyli połączenie cukrów (gliko-) oraz białek (proteina). Nie jest to cecha jedynie SARS-2, czy koronawirusów, dotyczy wielu innych wirusów a także naszych własnych, ludzkich, białek. Wirus HIV jest tu szczególnie przebiegły, w znacznym stopniu jest pokryty z zewnątrz cukrami, ukrywając się za nimi.

Pokrycie powierzchni białek różnych wirusów cukrami.

Można by rzec, że białka wirusów są „polukrowane”. Jako że idą święta zamieszczam odpowiedni model w skali makro.

Jak bardzo pomocny był ten artykuł?

Kliknij na gwiazdkę aby ocenić

Średnia ocena 0 / 5. Podsumowanie głosów 0

Brak głosów! Bądź pierwszym, który oceni ten artykuł.

PODZIEL SIĘ
Poprzedni artykułReumatoidalne zapalenie stawów – RZS – leczenie, zabiegi, dieta
Następny artykułCo to jest prostata? Leki i zioła na prostatę

ZOSTAW KOMENTARZ

Please enter your comment!
Please enter your name here