Le dober mesec pred izbruhom koronavirusne epidemije na Kitajskem so v prestižni zdravniški reviji Lancet objavili razmišljanje o upravičenosti raziskav virusov, ki iz tako imenovanih živalskih rezervoarjev ogrožajo človeštvo. Zanimivo je in sploh ne presenetljivo, da je Trumpova administracija le leto pred začetkom aktualne pandemije, poimenovane covid-19, ukinila financiranje projekta, vizionarsko poimenovanega Predict. V desetletju pred eno od mnogih Trumpovih ignorantskih potez so namreč raziskovalci na območjih tropske Afrike in Azije odvzeli in preiskali na desettisoče vzorcev bioloških materialov živali. V tem doslej najcelovitejšem pristopu identifikacije virusnih povzročiteljev so raziskovalci izolirali več kot 2000 potencialno nevarnih virusov, torej takšnih, ki lahko povzročijo zoonoze - bolezni, ki se z živali prenesejo na človeka. Se bo Predict nadaljeval kot projekt globalnega viroma (GVP)?

Projekt globalnega viroma

V kolikšni meri nas lahko pred zoonozami zaščiti projekt globalnega viroma? Raziskovalci s kalifornijske univerze UC Davis so projekt globalnega viroma primerjali s projektom odkrivanja človeškega genoma (Human Genome Project, HGP), ki se je začel v 80. letih prejšnjega stoletja in je v novem tisočletju omogočil začetek ere personalizirane genomike in posamezniku prilagojene medicine.
Podobno naj bi projekt globalnega viroma sprožil intenzivnejši razvoj tehnologij za odkrivanje patogenih mikroorganizmov in svetu ponudil ogromno podatkovno zbirko o doslej neznanih virusih. Projekt globalnega viroma naj bi zgradili prav na raziskovalnih temeljih in desetletnih izkušnjah nedavno ukinjenega projekta Predict. Idejni oče projekta je doktor Dennis Carroll, ki je desetletje in pol vodil ameriško agencijo za mednarodni razvoj (USAID), do iskanja nevarnih virusnih rezervoarjev pa so ga privedli izkušnje z virusom ptičje gripe (virus H5N1) in jasno zavedanje nevarnosti, ki prežijo iz globin vse bolj ogroženih živalskih združb.

Virusna temna snov

Dennis Carroll je vizionar, ki je množico virusov, o katerih vemo zelo malo, poimenoval virusna temna snov. Epidemiologi ocenjujejo, da poznamo le slab odstotek potencialno nevarnih virusov, z razvojem projekta globalnega viroma pa naj bi se začelo stanje spreminjati. Z ogromno količino novih podatkov naj bi bili na morebiten izbruh epidemije bolje pripravljeni, boljše poznavanje "nasprotnika" pa naj bi nam omogočilo proaktiven pristop. Carroll in raziskovalci s kalifornijske univerze verjamejo, da bodo kompleksne raziskave omogočile tudi hitrejši razvoj novih diagnostičnih orodij in učinkovitih vakcin oziroma terapevtskih učinkovin. Opozarjajo, da je do vseh novejših virusnih epidemij prišlo zaradi prehoda virusnih povzročiteljev z živali na ljudi, in ocenjujejo, da v populaciji ptic in sesalcev obstaja okoli 1,6 milijona različnih virusov. Potencialno grožnjo človeštvu naj bi predstavljalo od 650.000 do 840.000 različnih virusov, cilj projekta globalnega viroma pa je zelo ambiciozen - želi namreč identificirati večino teh virusov. Sicer pa o obsegu virusne temne snovi priča podatek, da trenutno poznamo le okoli 260 človeku nevarnih zoonotskih virusov, torej le desetino odstotka potencialno nevarnih virusov, ki nas ogrožajo iz tako imenovanih živalskih rezervoarjev.

Neprecenljive izkušnje iz prejšnjih vojn

Kako pomembni so podatki o strukturi in profilu virusa, kaže trenutni boj proti pandemiji covida-19. V nasprotju z nekaterimi političnimi voditelji, ki so v času kitajske stiske s koronavirusom pokazali neverjetno stopnjo ignorance in celo nemoralno pomanjkanje korektnosti, so raziskovalci - na srečo - zelo kooperativni. Kitajski raziskovalci so podatke o strukturi in nekaterih bioloških lastnostih novega koronavirusa SARS-CoV-2 zelo hitro posredovali kolegom in tako omogočili skoraj takojšen razvoj vakcin v številnih centrih po svetu. To ne bi bilo mogoče, če raziskovalci ne bi imeli obsežnih podatkov iz predhodnih koronavirusnih izbruhov.

S prvo lekcijo do razvoja vakcine

Raziskovalci biotehnološke družbe Moderna Therapeutics, ki leži neposredno ob priznanem bostonskem inštitutu MIT, so razvoj vakcine pričeli še isti dan, ko so od kitajskih kolegov dobili podatke o strukturi novega virusa. V platformo, ki so jo razvili za vakcino sars, so vstavili nove podatke in zelo hitro izdelali gensko informacijo v obliki sporočilne RNK-molekule (mRNK). Ta je temelj cepiva proti novi različici virusa.
Poleg vakcin, zasnovanih na kratki genski informaciji - nekakšnem receptu, s katerim naše telo ustvari imunogeno virusno beljakovino, so v številnih centrih po svetu začeli razvijati tudi vakcine po bolj tradicionalnih postopkih. V vakcinah, kot je PittCoVacc, ki je v laboratorijih univerze v Pittsburghu pravkar pokazal učinkovitost pri testnih miškah, je namesto genske informacije vgrajen že pripravljeni virusni antigen. Ta je pravzaprav ključnega pomena, saj mora biti imunogen in v telesu prejemnika sprožiti proizvodnjo zadostne količine protiteles, usmerjenih v nevtralizacijo virusa.
Lekcija predhodnih koronavirusnih epidemij je raziskovalce v samem začetku usmerila v beljakovino S, s površine konic (angleško "spike") tipične krone, ki je pri koronavirusih lepo vidna pod elektronskim mikroskopom. Seveda je pred učinkovito in klinično uporabo vakcine še veliko korakov in testiranj, vendar je jasno, da bi bil brez podatkov in izkušenj o sorodnih koronavirusih njen razvoj neprimerno težji in dolgotrajnejši.

V celico skozi ista vrata kot sars

Druga pomembna lekcija iz predhodnih izkušenj s koronavirusnimi epidemijami je povezana z načinom okužbe oziroma z receptorjem, ki predstavlja nekakšna vrata za vstop virusa v človeško celico. Že povzročitelj epidemije sarsa - prav tako koronavirus - si je namreč za vdor v telo gostitelja izbral receptor ACE2, ki ga danes tako učinkovito uporablja tudi povzročitelj aktualne pandemije covida-19. ACE2 je pravzaprav encim, ki ima sicer v telesu človeka povsem drugačno vlogo. Inaktivira namreč poseben peptid, tako imenovani angiotensin 2, in na ta način pomaga v telesu zmanjšati krvni tlak. Zakaj so si nevarni koronavirusi za vstop v naše telo izbrali prav ACE2, ne vemo, nam pa ta virusna strategija pomaga razumeti potek bolezni sars in covid-19. V obeh primerih je namreč središče okužbe v pljučih, organu, na sluznici katerega je razpršenih največ receptorjev ACE2, kot kaže, pa so tudi zapleti na pljučih in drugih vitalnih organih v neki meri povezani s količino teh receptorjev pri posameznem bolniku.

Kaj vse se skriva v virusni temni snovi?

Čeprav še nismo uspeli razviti učinkovitega cepiva ali pa zdravila za okužbo z novim koronavirusom, se zdi, da so raziskovalci naredili že zelo veliko. Hkrati je na dlani, da bo vzorno sodelovanje raziskovalnih centrov verjetno radikalno skrajšalo čas do trenutka, ko se bomo lahko pandemiji covida-19 postavili po robu tudi s povsem specifičnim orožjem. Le predstavljamo si lahko, pred kakšnim izzivom bi se znašli, če podatkov, ki so jih raziskovalci pridobili ob epidemijah sarsa in mersa, ne bi imeli. Izkušnja, ki jo pravkar doživljamo, zato govori v prid virusne podatkovne baze, ki bi jo stalno nadgrajevali in bi nam pomagala bolje razumeti področje, ki mu lahko danes povsem objektivno rečemo virusna temna snov.
Kaj vse se torej skriva v populaciji enega milijona in pol različnih virusov? Vse bolj se zavedamo, da so virusi nekakšni evolucijski biološki inženirji, visoko specializirane molekulske naprave, ki so v teku evolucije preučili svoje gostitelje (torej tudi nas) veliko temeljiteje kot mi njih.