ΚΕΙΜΕΝΟ: Μυρτώ Μπότσιου, Βιολόγος

«Αν γνωρίζεις τον εχθρό σου και τον εαυτό σου, μην φοβάσαι, θα νικήσεις ακόμα και σε εκατό μάχες» Σουν Τζου- Η τέχνη του πολέμου

Παρά την κοινή αίσθηση ότι είμαστε ο κυρίαρχος οργανισμός του πλανήτη, τα νούμερα είναι συντριπτικά. Ένας «αόρατος» κόσμος είναι αυτός που επικρατεί και δεν είναι άλλος από την ομάδα οργανισμών που, λόγω του πολύ μικρού τους μεγέθους, αποκαλούμε μικροοργανισμούς. Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί όχι μόνο δεν είναι βλαβεροί, αλλά είναι ωφέλιμοι ή και απαραίτητοι, καθώς διεξάγουν διεργασίες ανεκτίμητης αξίας όπως η αναγκαία ανακύκλωση χημικών στοιχείων και η παραγωγή χρήσιμων ουσιών. Έχουν πολύ σημαντικό ρόλο στη γεωργία, στη βιομηχανία τροφίμων, στην παραγωγή χρήσιμης για τον άνθρωπο ενέργειας και στην καταπολέμηση της ρύπανσης. Ωστόσο, υπάρχουν μικροοργανισμοί που προκαλούν ασθένειες σε άλλους ζωντανούς οργανισμούς είτε πάντοτε (παθογόνοι μικροοργανισμοί) είτε κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες (δυνητικά παθογόνοι).

Στο φόντο της πανδημίας που βιώνουμε, μία συγκεκριμένη κατηγορία μικροοργανισμών βρίσκεται στο επίκεντρο, αυτή των ιών. Η εμφάνιση των ιών στη Γη είναι τόσο παλιά όσο και η εμφάνιση της ίδιας της ζωής, ίσως και περισσότερο. Οι ιοί καταχρηστικά αποκαλούνται μικροοργανισμοί, καθώς στην πραγματικότητα αποτελούν ένα όριο μεταξύ ζωντανών και μη ζωντανών δομών. Ένας ιός δεν αποτελείται από κύτταρα, αλλά είναι γενετικό υλικό κλεισμένο μέσα σε έναν σάκο από πρωτεΐνες. Οι περισσότεροι έχουν και ένα επιπλέον περίβλημα φτιαγμένο από λιπίδια. Είναι οι μικρότεροι απ’ όλους τους μικροοργανισμούς και δεν εμφανίζουν κανένα από τα χαρακτηριστικά της ζωής, έξω από τον ξενιστή τους, εκτός δηλαδή του οργανισμού τον οποίο προσβάλλουν. Δεν κινούνται, δεν αναπαράγονται, δεν επιτελούν καμία μεταβολική διεργασία και μπορούν να «επιβιώσουν» εκτός ξενιστή για κάποιο χρονικό διάστημα που διαρκεί από λίγες ώρες έως κάποιες ημέρες. Οι ιοί «ζωντανεύουν» μόνο όταν βρεθούν μέσα στα κύτταρα του ξενιστή τους, τους κυτταρικούς μηχανισμούς των οποίων χρησιμοποιούν για να παράξουν τις πρωτεΐνες τους και να αναπαράξουν το γενετικό τους υλικό, συχνά με καταστροφικές συνέπειες για τον ξενιστή. Οι ιοί, συνολικά, μπορούν να προσβάλλουν όλους τους ζωντανούς οργανισμούς.

Σε γενικές γραμμές, οι διάφοροι ιοί εμφανίζουν εξειδίκευση τόσο στο είδος οργανισμού που αποτελεί τον ξενιστή τους όσο και στον τύπο κυττάρων που μολύνουν. Κάποιοι ιοί έχουν τη δυνατότητα να μολύνουν ένα μεγαλύτερο εύρος ξενιστών, ενώ κάποιοι άλλοι έχουν πιο περιορισμένες επιλογές. Η οριζόντια μετάδοσή τους ανάμεσα στους ξενιστές τους, δηλαδή από το ένα άτομο στο άλλο, μπορεί να ακολουθεί μία ή και περισσότερες από τις παρακάτω οδούς, ανάλογα με τον ιό. Άμεση επαφή με ιστούς ή υγρά του σώματος μολυσμένου ατόμου, επαφή με μολυσμένες επιφάνειες (έμμεση επαφή), αερομεταφορά μέσω εισπνοής σταγονιδίων που περιέχουν ιούς, διά της κατάποσης (είτε μέσω κατανάλωσης μολυσμένου κρέατος/νερού είτε μέσω της επαφής του στόματος με ιικά σωματίδια) ή μέσω ενός ενδιάμεσου ζωντανού φορέα (π.χ. κουνούπι). Υπάρχουν ιοί που μπορεί να μεταφέρονται από ζώα στους ανθρώπους ή που μεταφέρθηκαν κάποια στιγμή στο (λιγότερο ή περισσότερο μακρινό) παρελθόν και προκαλούν κάποιες από τις ασθένειες που αποκαλούμε ζωονόσους. Ένα περίπου 60% των ανθρώπινων ασθενειών που προκαλούνται από μικροοργανισμούς είναι ζωονοσικές. Κάποιες από τις γνωστές μας τέτοιες ασθένειες είναι η γρίπη τύπου Α (H1N1, H1N2 κ.λπ.), o ιός του Ebola, το AIDS/HIV, το σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο (SARS) και φυσικά η λοίμωξη από COVID-19.

Η επιτυχημένη είσοδος και πολλαπλασιασμός ενός ιού σε έναν οργανισμό εξαρτάται από μία πληθώρα παραγόντων, μεταξύ των οποίων τα στοιχεία του ανοσοποιητικού συστήματος του οργανισμού και η ικανότητα εισόδου στα κύτταρά του. Η ικανότητα εισόδου στα κύτταρα εξαρτάται από τη δομή και τη σύσταση του ιικού περιβλήματος, η οποία καθορίζεται από το γενετικό υλικό του ιού. Σε αντίθεση με την πλειονότητα των οργανισμών, οι ιοί μπορούν να έχουν είτε DNA (δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ) είτε RNA (ριβονουκλεϊνικό οξύ) ως φορέα της γενετικής τους πληροφορίας, δηλαδή ως γενετικό υλικό. Όπως και όλων των υπόλοιπων οργανισμών, το γενετικό υλικό των ιών (όποιο και αν είναι αυτό) υφίσταται μικρότερες ή μεγαλύτερες αλλαγές στον χρόνο, επιτρέποντας την εμφάνιση μίας ποικιλίας στους ιούς.

Οι αλλαγές μπορούν να προκύψουν κυρίως από σφάλματα κατά τον πολλαπλασιασμό του ιού (μεταλλαγές) ή από ανταλλαγή γενετικού υλικού (γενετικός ανασυνδυασμός), για παράδειγμα μεταξύ δύο ιών που βρίσκονται στο ίδιο κύτταρο. Οι αλλαγές αυτές μπορούν να οδηγήσουν και στην ικανότητα του ιού να προσβάλει έναν διαφορετικό ξενιστή απ’ αυτόν που μέχρι τώρα προσέβαλλε. Η «μετάβαση» ενός ιού σε έναν διαφορετικό τύπο ξενιστών έχει ως προϋπόθεση την επαφή των δύο πληθυσμών ξενιστών (του «παλιού» και του «νέου») και ενέχει τον κίνδυνο ξεσπάσματος μεγάλης κλίμακας επιδημιών ή και πανδημιών, καθώς το ανοσοποιητικό σύστημα των νέων ξενιστών δεν έχει ακόμα τα κατάλληλα εφόδια για να καταπολεμήσει με τον βέλτιστο τρόπο τον νέο του εχθρό.

Η οικογένεια των κορωνοϊών και συγκεκριμένα ένα μέλος της (SARS-CoV-2) είναι οι πρωταγωνιστές αυτής της περιόδου στον πλανήτη. Οι κορωνοϊοί είναι μία, από χρόνια γνωστή μας, οικογένεια ιών που προσβάλλει διάφορα είδη ζώων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, και προκαλεί ασθένειες του αναπνευστικού, του εντερικού και του κεντρικού νευρικού συστήματος. Έχει υπάρξει και στο πρόσφατο παρελθόν ζωονόσος προκαλούμενη από κορωνοϊό, το SARS, που μας απασχόλησε το 2003. Οι κορωνοϊοί έχουν ως γενετικό υλικό RNA και όπως και άλλοι RNA-ιοί χαρακτηρίζονται από μεγάλη μεταλλαξιμότητα, δηλαδή μεγάλο ρυθμό συσσώρευσης μεταλλάξεων στο γενετικό τους υλικό, που τους προσφέρει μεγάλη ποικιλομορφία και σε συνδυασμό με την τάση τους να ανασυνδυάζουν το γενετικό τους υλικό, παίζει κρίσιμο ρόλο στην εξέλιξή τους. Μαζί με τα παραπάνω, το γεγονός ότι έχουν μικρό χρόνο γενιάς (αναπαράγονται γρήγορα) και μεγάλο αριθμό απογόνων, αυξάνει την πιθανότητα να προκύψουν μεγάλες αλλαγές σε μικρότερο χρονικό διάστημα σε σχέση με άλλους οργανισμούς και να αποκτήσουν και νέους ξενιστές.

 

 

Βιβλιογραφία

Domingo, E. (2010). Mechanisms of viral emergence. Veterinary research, 41(6), 38.

Fleischmann Jr, W.R.(1996) Viral Genetics. In Medical Microbiology. 4th edition. University of Texas Medical Branch at Galveston.

He, F., Deng, Y., & Li, W. (2020). Coronavirus Disease 2019 (COVID‐19): What we know?. Journal of Medical Virology.

Knobler, S., Lemon, S. M., Najafi, M., & Burroughs, T. (2003). Institute of Medicine (US). Forum on Emerging Infections. The resistance phenomenon in microbes and infectious disease vectors: implications for human health and strategies for containment. In Workshop summary. Washington, DC: National Academies Press.

Li, W., Wong, S. K., Li, F., Kuhn, J. H., Huang, I. C., Choe, H., & Farzan, M. (2006). Animal origins of the severe acute respiratory syndrome coronavirus: insight from ACE2-S-protein interactions. Journal of virology, 80(9), 4211–4219.

Lilienfeld, D. E., Lilienfeld, D. E., Stolley, P. D., & Lilienfeld, A. M. (1994). Foundations of epidemiology. Oxford University Press, USA.

Nasir, A., Kim, K. M., & Caetano-Anollés, G. (2012). Viral evolution: Primordial cellular origins and late adaptation to parasitism. Mobile genetic elements, 2(5), 247–252.

Parrish, C. R., Holmes, E. C., Morens, D. M., Park, E. C., Burke, D. S., Calisher, C. H., Laughlin, C. A., Saif, L. J., & Daszak, P. (2008). Cross-species virus transmission and the emergence of new epidemic diseases. Microbiology and molecular biology reviews : MMBR, 72(3), 457–470.

Parvez, M. K., & Parveen, S. (2017). Evolution and emergence of pathogenic viruses: past, present, and future. Intervirology, 60(1-2), 1-7.

Shereen, M. A., Khan, S., Kazmi, A., Bashir, N., & Siddique, R. (2020). COVID-19 infection: origin, transmission, and characteristics of human coronaviruses. Journal of Advanced Research.

Venkatesan, G., Balamurugan, V., Gandhale, P. N., Singh, R. K., & Bhanuprakash, V. (2010). Viral zoonosis: a comprehensive review. Asian Journal of Animal and Veterinary Advances, 5(2), 77-92.

Weiss, S. R., & Navas-Martin, S. (2005). Coronavirus pathogenesis and the emerging pathogen severe acute respiratory syndrome coronavirus. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 69(4), 635-664.

Καραγκούνη A.,(1999) Μικροβιολογία, Εκδόσεις Σταμούλης

Βιολογία Γενικής παιδείας Γ’ ενιαίου Λυκείου, ΟΕΔΒ

κετ