Dlaczego koronawirus jest tak niebezpieczny i trudno z nim walczyć

Koronawirus, który z taką siłą wywrócił życie miliardów ludzi na całym świecie do góry nogami, jest tak naprawdę dobrze poznany. Pomimo tego wciąż jest wielką tajemnicą. Odkrywamy te sekrety SARS-Cov-2 i tłumaczymy dlaczego każdy z nas inaczej na niego reaguje.

Z koronawirusem lub wirusem w ogóle jest trochę tak jak ze wszechświatem. Naukowcy twierdzą, że wszechświat jest nieskończony i ciągle się powiększa, ale dla większości z nas kluczowe jest pytanie, co jest za tym wszechświatem? Tak samo jest z wirusem. Nie jest to organizm żywy. Czy to znaczy, że jest martwy? Jak nie żyje to nie można go zabić? To dlaczego w ogóle jest niebezpieczny, skoro nie żyje?

Koronawirus nie żyje, ale nie jest martwy

Prawdę mówiąc granica między tym, czy coś jest organizmem żywym (żyje) a nim nie jest została ustalona przez naukowców. Uznali oni, że organizm żywy musi posiadać jądro komórkowe. Wirusy nie posiadają go. W ogromnym skrócie same są uproszczonym jądrem, bez komórki. Na pierwszy rzut oka to bardzo prymitywna forma. Materiał genetyczny owinięty jest w odrobinę białka i warstwę tłuszczu, który ma chronić zawartość. Na tej warstewce zewnętrznej są specjalne grupki aminokwasów, które układają się w coś w rodzaju wypustek, kolców. Na obrazkach w uproszczeniu przedstawia się go więc jako kulkę pokrytą wypustkami. Płaski obraz przywołuje na myśl głowę z koroną. Stąd nazwa: koronawirus.

Siła prostoty SARS-Cov-2

Dlaczego trudno zabić koronawirusa? Między innymi dlatego, że jest to tak prymitywna forma. Z zakażeniami bakteryjnymi łatwiej jest walczyć. Nawet najprostsza bakteria musi coś jeść. Pokarm potrzebny jest jej do produkcji energii, która podtrzymuje funkcjonowanie całej struktury. Pobranie pokarmu to dopiero połowa sukcesu, potrzebna są kolejne substancje chemiczne, często pobierane z otoczenia, jak np, enzymy pozwalające na rozłożenie pobranego pokarmu. Tych związków chemicznych zaangażowanych w funkcjonowanie bakterii jest bardzo dużo. Dlaczego to ważne? Bo to są także słabe strony mikroorganizmu. Naukowcy mogą poszukiwać substancji charakterystycznych dla danej bakterii, a potem sprawdzać w jaki sposób są one wchłaniane przez naszego przeciwnika. Dzięki temu mogą go pozbawić pożywienia lub je zatruć.
Z wirusami sprawa jest znacznie bardziej skomplikowana. Przez większą część czasu pozostają niemalże całkowicie nieczynne. Już pisaliśmy, że nie żyją, ale od czasu, do czasu się aktywują (o tym za chwilę). Jak więc widać, wirusy, mają nie tylko prostą budowę, ale i funkcjonują w maksymalnie uproszczony sposób. Ten kłębuszek materiału genetycznego jest zadziwiający także pod innym względem. Aby zrozumieć dlaczego znów trzeba wrócić do organizmów żywych.

Szukanie słabych punktów koronawirusa

Najprostsza bakteria (Mycoplasma genitalium) ma około 577 genów (czyli jest to jej cały genom). Genom myszy poznaliśmy lepiej w 2009 r. dzięki badaniom, które kosztowały aż 100 milionów dolarów. Okazało się, że mamy około 75% takich samych genów co mysz. Szacuje się, że mamy z nią też wspólną liczbę genów (około 43 162). Czy to ważne? Tak! Każdy gen może kodować jedno białko. To także możliwość do odnalezienia słabych punktów w tych białkach.

Ile zatem genów ma koronawirus SARS-Cov-2? Około 10! Skąd to wiemy? W Wuhan, gdzie rozpoczęła się pandemia, naukowcy dokładnie go przebadali. 17 stycznia pełen zapis genomu został opublikowany na łamach serwisu National Center for Biotechnology Information (NIH) w Bethesda.
Zawiera on 29903 nukleotydów. Jakie to ma znaczenie?
3 nukleotydy (literki w zapisie) to kodon, czyli aminokwas. Z nich z kolei składają się białka. Trudno to sobie wyobrazić, ale w jednym białku może być kilka tysięcy aminokwasów, ale zawsze pierwszym z nich jest metionina. To ona pozwala naukowcom na wyodrębnienie poszczególnych białek. Wiemy więc też, że w cząsteczce SARS-COV-2 jest najprawdopodobniej około 10 różnych białek. Moglibyśmy więc zakrzyknąć: mamy go!
Nic podobnego koronawirus wywołujący chorobę Covid-19 nadal stanowi dużą zagadkę. Wiemy bowiem dosyć dobrze jak zachowuje się w organizmie człowieka, ale nie wiemy dlaczego tak się dzieje i za co odpowiadają poszczególne białka. Badacze przyjmują więc różne scenariusze na podstawie poznanych wcześniej wirusów i próbują wykorzystać je do szukania słabych punktów w strukturze zabójczego sprawcy pandemii.

Rysopis sprawcy pandemii

No dobrze. Tyle już o nim wiemy, to dlaczego nie ma jeszcze leku? Trochę już na to odpowiedzieliśmy. Lek jest substancją, która działa na słabe punkty przeciwnika. Odcina mu pokarm, wnika w strukturę wroga i niszczy go od środka, mobilizuje sojuszników z układu immunologicznego do walki. Najpierw musi do niego jednak jakoś dotrzeć.
Gdybyśmy zabawili się w detektywa śledzącego koronawirusa, najpierw potrzebny byłby nam rysopis, żeby zlokalizować go unoszącego się w wydychanym powietrzu osoby zainfekowanej lub przyczajonego gdzieś na klamce w sklepie.
Taki rysopis mógłby wyglądać następująco: na pierwszy rzut oka to niewiarygodnie mała, okrągła kropeczka o wielkości około 0,3 mikrona. Jeśli wytropimy go na klamce zobaczymy tylko te kropeczki z koronkami. Tam najlepiej będzie widać, że nie są to organizmy żywe. Po prostu unoszą się w płynie. Jeśli będą na tej klamce zbyt długo stracą zdolność do aktywowania się. Napisalibyśmy, że umrą, ale przecież nie żyją więc nie byłoby to precyzyjne. Ten czas, jaki mogą przebywać poza organizmem człowieka może być różny w zależności od temperatury czy nawet powierzchni na jakiej się znajduje. Najdłużej, bo ok. 72 godziny przetrwa na powierzchniach plastikowych i ze stali nierdzewnej. Na kartonie – 24 godziny, w powietrzu może unosić się do 3 godzin.

Skuteczna broń przeciw koronawirusowi

W tym miejscu dochodzimy do pierwszej, skutecznej broni przed koronawirusem. Nasz organizm ma bowiem dwa rodzaje odporności: swoistą (wrodzoną) i nieswoistą (nabytą). Wśród systemów obronnych wrodzonych, pierwszą barierą jest odporność wrodzona bierna, czyli skóra i błony śluzowe. Wiemy już, że koronawirus może przez określony czas czaić się na nas na zewnątrz. Właśnie dlatego tak ważne jest, by nie przedarł się przez pierwsze przeszkody. Maseczka ma ograniczyć możliwość dotarcia SARS-Cov-2 do wnętrza naszego organizmu przez nos lub usta. Mycie rąk, dezynfekcja ich lub noszenie rękawiczek, to także tak naprawdę trzymanie go z dala od ust i nosa. Nie jest on bowiem w stanie przedrzeć się do wnętrza ciała przez skórę. Dotykając okolic twarzy palcami z wirusami na powierzchni zwiększa ryzyko zachorowania.

Nieboszczyk musi się rozmnażać

Cały czas nie wyjaśniliśmy jednak jak to jest, że koronawirus to, z grubsza, nieboszczyk a może być dla nas taki niebezpieczny. Właśnie dlatego, że jest tak prymitywny. W ogrmonym skrócie w tym niewielkim materiale genetycznym jest zapisany główny cel wirusa – rozmnażanie. Do tego jest mu potrzebna komórka, w przypadku koronawirusa SARS-Cov-19 jest to komórka człowieka.

Cała budowa wirusa jest zorientowana na to, żeby przylgnąć do komórki (stąd np. biorą się te wypustki), przeniknąć do jej wnętrza i w środku uwolnić swój materiał genetyczny (RNA). Wtedy dochodzi do replikacji (namnożenia) RNA, a potem sformowania osłonki i uwolnienie się z komórki już w większej ilości, tylko po to, by znaleźć kolejne miejsce do replikacji.

Kolec w koronawirusie

Na nasze szczęście nowy koronawirus nie atakuje każdej komórki. Na końcu kolców ma specyficzny aminokwas nazywany „S” (od ang. słowa „spike”, czyli kolec). Badacze odkryli, że to cząsteczka, który rozpoznaje tylko jeden rodzaj innej substancji znajdującej się w specyficznym enzymie ACE. Ten enzym przekształca inną substancję: angiotensynę z postaci I do II. Angiotensyna II (ACE2) znajduje się w płucach, nerkach, sercu oraz w jelitach.
Podsumowując: koronawirus SARS-Cov-19 musi pokonać długą drogę i ominąć wiele zabezpieczeń. Dopiero gdy zetknie się z ACE2 robi się naprawdę niebezpieczny. Wówczas rozpoczyna bowiem to, co potrafi najlepiej: mnożyć się.
Za pomocą białka „S” przekonuje ofiarę (ACE2) do wpuszczenia do środka. Tam rozpoczyna się najpierw proces rozmnażania, który może trwać do 14 dni. Właśnie dlatego kwarantanna trwa 14 dni, bo w tym czasie mogą nie występować objawy choroby. Wirus po cichu siedzi sobie w komórce i dzieli swój materiał genetyczny.

Musimy obudzić żarłoków

Nasz organizm nie jest jednak bezbronny. O pierwszej linii, czyli odporności wrodzonej, już pisaliśmy. Teraz do walki wkraczać mogą już wszystkie mechanizmy. Wśród komórek układu odpornościowego wyróżniamy np. fagocyty (do nich zaliczamy makrofagi i granulocyty). To straszne żarłoki. Ich głównym celem w życiu jest pochłanianie patogenów (czyli substancji, które zostaną uznane za zagrożenie, a więc koronawirus staje się dla nich kolejnym patogenem). Aby jednak taki żarłok zabrał się do ucztowania, musi się dowiedzieć, że w pobliżu jest posiłek. Mogą go powiadomić o tym własne receptory lub substancje zwane cytokinami.

Cała nadzieja w naszej odporności

Tu dochodzimy do sedna problemu walki z koronawirusem. Jeśli nasz układ immunologiczny jest bardzo sprawny, szybko rozpozna zagrożenie, szybko wypuści dużo żarłoków. To koronawirus polegnie zanim zacznie się panoszyć w człowieku. Dlatego przebieg choroby może mieć różną intensywność. Gdy zdusimy na samym początku SARS-Cov-2, możemy nie zauważyć nawet objawów tej walki. Im więcej wirusów się namnoży, tym pole bitwy jest bardziej rozległe, pojawiają się substancje wywołujące stan zapalny (cytokiny prozapalne), które mają zmobilizować większe zasobu układu odpornościowego, limfocyty T, B, komórki NK. Wojna w płucach, gdzie jest ACE2 staje się coraz bardziej poważna.

Gdzie drwa rąbią, tam wióry lecą, a w przypadku koronawirusa produkowane są spore ilości płynu. Im więcej przeciwników, tym więcej płynu, który zaczyna wypełniać płuca. Dlatego pacjenci skarżą się na problemy z oddychaniem. Słabnący układ immunologiczny może zacząć przegrywać. Płuca wypełniają się gęstym płynem, a w najgorszym scenariuszu jest go tak dużo, że człowiek się dusi i umiera. Oczywiście to mocno uproszczona relacja wojenna, pokazuje jednak jak wielkie znaczenie ma sprawność naszego systemu odpornościowego i wydolność całego organizmu.

Dlaczego różnie reagujemy na koronawirusa

Każdy z nas ma specyficzne zdolności do samoobrony. Właśnie dlatego różnie reagujemy na koronawirusa. Zdaniem badaczy (statystycznie) dzieci posiadają najsilniejszy układ immunologiczny. Wraz z wiekiem może on ulegać osłabieniu. Do tego dochodzą inne choroby, które „korzystają” na tym, że ostrze obronne wycelowane jest w SARS-Cov-2. Stąd doniesienia o śmierci z powodu chorób współistniejących.

Lek na koronawirusa

W tej chwili testowanych jest wiele różnych leków. co związane jest z innymi strategiami wojennymi. Jedni lekarze próbują wzmacniać układ immunologioczny, aby ten sam mógł walczyć. Inni szukają substancji zdolnej do przerwania procesu replikacji w komórkach ACE2. Trwają próby nad zablokowaniem białka „S”, czy podawaniu osobom chorym komórek układu immunologicznego osób, które już bitwę wygrały i noszą w sobie wyspecjalizowane substancje przeciwko SARS-Cov-2. Nadal jednak mamy bardzo dużo różnych scenariuszy rozwoju choroby w zależności od wielu czynników wewnętrznych. Prymitywny wirus okazuje się przeciwnikiem o wielkiej sile przetrwania. Paradoksalnie część badaczy upatruje w tym… szansy.

Wirusy mutują

Podczas procesu replikacji może dojść do drobnych zmian w budowie RNA. Ta struktura w nie do końca jeszcze zrozumiały sposób „uczy się” przeżycia. Dlatego są z nami choroby wirusowe znane od setek lat. Im mniej śmiertelna choroba, tym większa szansa, że jakoś „dogada się” z człowiekiem. Najbardziej śmiertelne wirusy, wywołują epidemii o stosunkowo małym zasięgu. Zbyt szybko zabijają bowiem nosicieli, by ci byli w stanie zarazić innych. Mutacje mogą więc prowadzić do zmniejszenia zdolności do zabijania, aby dłużej przetrwać. Taki talent ma SARS-Cov-2. Długi czas inkubacji daje szansę na przeniesienie się na większą liczbę komórek zanim te umrą. Nowy koronawirus już to umie. Zabija jednak zbyt gwałtownie z punktu widzenia zdolności do przetrwania całej populacji tego wirusa. Istnieje prawdopodobieństwo, że mutacja będzie zmierzała do zmniejszania siły rażenia organizmu ludzkiego. Wiemy, że SARS-Cov-2 potrafi się zmieniać. Zdołał zmutować z wirusa zwierzęcego do ludzkiego. Sęk w tym, że genetycy nie wiedzą, w którym stopniu zmierzają zmiany w obrębie zaledwie około 10 genów…
Nam pozostaje wzmacniać odporność, myć ręce, nosić maseczki i czekać na lek lub szczepionkę.