In perioada aceasta, cand societatea umana se confrunta cu pandemia cauzata de un coronavirus deosebit de agresiv ar fi util sa incercam sa aflam mai multe despre acest dusman redutabil. Intelegerea virusurilor in general ne poate fi de folos mai ales acum, cand lupta a devenit dramatica? Pare oare inutil demersul de a explica ce este un virus, cum actioneaza, cat este de periculos? Nu, nu este inutil, intotdeauna in istoria noastra, ori de cate ori am avut de-a face cu boli grave care au secerat milioane de vieti, cunoasterea agentului patogen a condus la gasirea unui remediu. Si nu este vorba doar de medici sau cercetatori, fiecare om, cunoscand acesti inamici nevazuti poate actiona mai eficient in viata de zi cu zi pentru a se feri sau pentru a se insanatosi.
CE SUNT VIRUSURILE?
Pentru multi dintre noi lumea vie inseamna plante (de la muschi si ierburi la copaci) si animale, dintre cele pe care le putem vedea cu ochiul liber. Dar lumea microorganismelor este mult mai bogata decat cea a organismelor vizibile fara un aparat optic de marire (lupa, microscop): bacterii, alge microscopice, protozoare (folosim o denumire veche dar inca utila), multe nevertebrate, drojdii, mucegaiuri, ciuperci microscopice.
Dar virusurile, unde ar fi locul lor intr-un arbore al vietii? Sunt rude cu bacteriile ori poate sunt forme de viata cu totul deosebite? Originea lor este controversata: ar putea fi fragmente de material genetic “evadate” din celulele procariote sau eucariote si devenite independente; ar putea fi cele mai simple forme de viata, ramase din timpuri stravechi.
Virusurile sunt entitati incapabile de reproducere (multiplicare) in afara unei celule gazda. Schema de mai sus ne arata ca un virus este format dintr-un lant de ARN sau ADN, protejat de invelisuri de proteine cu o structura mai simpla sau mai complicata. Virusurile nu au structura celulara, nu au membrana, citoplasma si nucleu. Le-am numit entitati si nu organisme pentru ca virusurile se afla cumva la limita dintre viu si neviu. In afara celulei gazda virusurile rezista putin, atat cat sa ajunga intr-o noua celula gazda.
Virusurile sunt foarte mici, de pilda, cele din grupul poliovirusuri au diametrul de 30 nm (nanometri), adica de 10.000 de ori mai mici decat un graunte de sare. Exista si virusuri gigantice: mimivirusurile (descoperite in amoebe) au diametrul de 400-500 nm iar pithovirusul depaseste 500 nm in diametru (acesta din urma a fost descoperit in Siberia, in stratul de permafrost, intr-un strat vechi de 30.000 ani; numele vine de la vasele grecesti antice, foarte mari in care se depozitau cereal sau diferite lichide).
ROLUL VIRUSURILOR IN LUMEA VIE
Stim ca multe bacterii sunt absolut necesare organismului uman, locuiesc in corpul nostru si ne ofera, de pilda, vitamina K, in cazul florei intestinale. Stim ca administrarea de antibiotice perturba comunitatea de bacterii si trebuie sa-I asiguram refacerea. Alte bacterii sunt factori esentiali pentru industria alimentara: fermentatia laptelui sau fermentatia alcoolica. Si sa nu uitam bacteriile care contribuie la descompunerea reesturilor organice, in sol sau in ape.
In ciuda renumelui lor de agenti patogeni foarte periculosi, virusurile reprezinta in natura factori de control pentru populatii din foarte multe specii.
Viespea Cotesia congregata, din familia Braconidae, este o specie care paraziteaza omizile de Manduca sexta, daunator al plantelor de tutun. Viespea isi depune ouale in corpul omizii si larvele care vor iesi din oua se vor hrani cu tesuturile acesteia. In aceasta relatie parazit-gazda mai apare un factor: un bracovirus! Acesta este injectat, din corpul viespii, odata cu ouale, in hemolimfa omizii. Virusul va reduce raspunsul imun al omizii ceea ce va avntaja viespea: larvele iesite din oua vor avea un mediu favorabil de dezvoltare, pana la transformarea in insecte adulte (1).
Baculovirusurile (contin AND) infecteaza multe specii de fluturi. Omizile de Trichoplusia sunt daunatoare culturilor de varza din zonele subtropicale iar un baculovirus poate functiona ca factor de control (2).
Dar si virusurile pot fi controlate de unele specii parazite: atat de cunoscuta Giardia reduce patogenitatea rotavirurusurilor; unele nematode parazite reduc efectele pulmonare ale virusurilor gripale. In schimb, alti paraziti pot favoriza virusurile (3).
Dar virusurile nu sunt paraziti? Termenul parazit se foloseste pentru a desemna organisme eucariote care depind de existenta unei gazde (sau mai multe) pentru a-si desfasura ciclul biologic. Pot trai in afara gazdei ( cu cateva exceptii). Virusurile sunt paraziti obligatorii depinzand de celula gazda in totalitate pentru a-si desfasura procesele vitale. In afara celulei gazda supravietuiesc foarte putin sau deloc.
Exista o categorie de virusuri, bacteriofagii, caracteristica bacteriilor. Acestea se aseaza pe suprafata unei bacterii si printr-un tub (ca o seringa) de proteine contractile injecteaza AND sau ARN viral in celula care se va atasa materialului genetic bacterian comandand sintetiza de molecule virale.
Acesti bacteriofagi, contribuie, impreuna cu organismele marunte care se hranesc cu bacterii la controlul populatiilor bacteriene din mediile natural (4). In oceane, virusurile controleaza populatiile de diatomee, dinoflagellate si cianobacterii si totodata cele ale bacteriilor care se hranesc pe seama algelor. Astfel, virusurile sunt implicate in reglarea productiei primare, a descompunerii si a circuitului nutrientilor.
Desi percepute in general ca fiind agenti patogeni, unele virusuri din corpul uman dar si dinn corpul altor speecii de vertebrate si nevertebrate s-au dovedit a avea rol protector: in mucoase se dezvolta comunitati de bacterii iar bacteriofagi specifici limiteaza inmultirea acestor bacterii – se vorbeste chiar de un fel de imunitate asigurata de aceste virusuri (!) si o relatie de simbioza, virusurile reducand numarul de bacterii iar gazda “oferind” virusurilor proteinele de care au nevoie pentru a-si construi capsula protectoare (5, 6).
Lumea in care traim este plina de virusuri: mamiferele au vreo 320.000 virusuri cunoscute dar se apreciaza ca numarul lor ar depasi 3,5 milioane. In toata lumea vie ar putea fi peste 100 milioane (7), un numar inca subapreciat (!). Asa ca, in afara de cunoasterea lor ca agenti patogeni este necesara si cunoasterea lor ca elemente componente ale naturii de pe Terra.
E. Espagne, V. Douris, G. Lalmanach, B. Provost, L. Cattolico, J. Lesobre, S. Kurata, K. Iatrou, J.-M. Drezen, E. Huguet 2005 A Virus Essential for Insect Host-Parasite Interactions Encodes Cystatins. Journal of Virology,
Tseng M, Myers JH (2014) The Relationship between Parasite Fitness and Host Condition in an Insect – Virus System. PLoS ONE 9(9)
Shen, S., Qu, X., Zhang, W. et al. 2019 Infection against infection: parasite antagonism against parasites, viruses and bacteria. Infect Dis Poverty 8, 49
Forest Rohwer David Prangishvili Debbie Lindell 2009 Roles of viruses in the environment. Environmental Microbiology.
Matthew Cynthia 2019 Viruses aren’t all nasty – some can actually protect our health. The Conversation.
Jeremy J. Barr, Rita Auro, Mike Furlan, Katrine L. Whiteson, Marcella L. Erb, Joe Pogliano, Aleksandr Stotland, Roland Wolkowicz, Andrew S. Cutting, Kelly S. Doran, Peter Salamon, Merry Youle, and Forest Rohwer 2013 Bacteriophage adhering to mucus provide a non–host-derived immunity. PNAS June 2
Racanielli Vincent 2013 How many viruses on Earth?. Virology blog
