Flegr: Jak na viry? Musíme pomáhat těm liniím viru, které jsou na hostitele hodné a škodit těm, které jsou zlé
"Jak moc bude parazit svému hostiteli škodit, záleží na tom, co je pro něj z hlediska přenosu nejvýhodnější. Pro parazita je důležité, aby se ve svém hostiteli množil rychle a produkoval velké množství infekčních stádií. Tím pochopitelně svému hostiteli ubližuje a často výrazně zkracuje dobu jeho přežití," vysvětluje evoluční biolog profesor Jaroslav Flegr
Jakým způsobem se vlastně viry adaptují na život s lidmi?
Viry, stejně tak jako jiné typy parazitů, se na svého hostitele adaptují prostřednictvím mutací, tedy prostřednictvím chyb, které vznikají při kopírování jejich genetické informace. Viry mutují velmi rychle, což platí zejména o virech s genetickou informací tvořenou RNA, tedy třeba u koronavirů. U RNA je totiž přesnost kopírování dosti nízká. Ostatní typy parazitů, kteří využívají jako genetickou informaci DNA, mutují pomaleji. Ale vzhledem k tomu, že mají mnohem více genů, vytvářejí v přepočtu na jednu generaci podobný počet mutací jako RNA viry.
První změny, ke kterým v novém druhu hostitele dochází, se obvykle týkají schopnosti napadat buňky hostitele. Virus si prostřednictvím mutací mění své receptory, které mu slouží k pronikání do buněk hostitele. Také se zřejmě postupně zbavuje ve svých bílkovinách těch částí, které se nevyskytují v bílkovinách hostitelského druhu a které by tak mohly být rozpoznávány jako cizí imunitním systémem hostitelského druhu - konkrétně jeho T-buňkami. V další fázi vylaďuje rychlost svého množení na hodnotu, která mu zajistí nejúčinnější přenos z hostitele na hostitele.
Je pravda, že ze začátku je virus drsnější a postupně se zmírní? Je to pravidlo nebo to může být i naopak?
Určitě tomu může být i naopak. To, jak moc bude parazit svému hostiteli škodit, záleží na tom, co je pro něj z hlediska přenosu nejvýhodnější. Pro parazita je důležité, aby se ve svém hostiteli množil rychle a produkoval velké množství infekčních stádií. Tím pochopitelně svému hostiteli ubližuje a často výrazně zkracuje dobu jeho přežití. To ovšem zároveň snižuje dobu, po kterou může svého hostitele využívat. Každý parazit prostřednictvím náhodných mutací, tedy metodou pokusu a omylu, optimalizuje rychlost svého množení v hostiteli. Důležité pro něj je, aby produkoval co nejvíc infekčních částic po co nejdelší dobu - jak moc při tom svému hostiteli škodí ho v podstatě příliš "nezajímá".
Mohou v rámci jednoho druhu viru existovat i různě virulentní, tedy různě „drsné“ kmeny?
Je to dokonce pravidlem. V populaci virů existují jednotlivé linie, které se liší svými biologickými vlastnostmi. Pro nás je zřejmě nejdůležitější vlastností právě virulence, tedy to, jak moc nám škodí. Jednotlivé linie virů se vyskytují v hostitelské populaci v různém zastoupení. To se v průběhu času mění v závislosti na tom, kterým se daří v daném okamžiku nejlépe - tedy které se momentálně nejvíce šíří. Jestliže je v hostitelské populaci mnoho nenakažených a neimunních jedinců, jsou zvýhodněné ty linie, které se množí co nejrychleji. A to i v případě, že přitom hodně poškozují svého hostitele a zkracují mu dobu dožití. I když jejich hostitel brzy zemře, nebo je izolován v karanténě, takže nemůže danou linii viru šířit, virus dokáže už v počátku infekce nakazit mnoho dalších jedinců. V případě, že je většina jedinců v populaci již imunních, nebo populace přijala účinná protiepidemiologická opatření, například poté, co jsme si nasadili roušky, jsou naopak zvýhodněné linie parazitů, které si svého hostitele šetří a příliš mu neubližují. Zastoupení jednotlivých linií v populaci se může měnit velmi rychle a virus tak nemusí čekat na výskyt příslušných mutací. Všechny už jsou v populaci vlastně přítomny, takže změnou jejich zastoupení může virus velmi rychle účelně přizpůsobovat své vlastnosti momentální epidemiologické situaci. Proto také stačí sundat roušky a virulence parazita se opět zvedne.
Jaké vlastnosti musí mít virus, aby v lidské populaci vydržel dlouhodobě?
Takových vlastností a ně navázaných úspěšných strategií je celá řada. Virus může například vsadit na to, že svému hostiteli nebude příliš škodit a nakažení tak nebudou vyhledávat žádné léčení. Náš imunitní systém je totiž nastaven tak, aby neútočil na parazity, které nám neubližují. Opakem je strategie "udeř a uteč". Virus se začne v těle infikovaného člověka množit a produkovat infekční stádia maximální rychlostí. Tím se mu podaří nakazit dost osob v jeho okolí ještě před tím, než ho zničí imunitní systém nemocného, nebo než jeho hostitel v důsledku těžkého průběhu nemoci zahyne. Další strategii je například využití rezervoárového hostitele. Tím je jiný živočišný druh, u řady koronavirů například netopýr, jehož příslušníkům příliš neškodí, a z kterých se tu a tam dostane do lidského hostitele. Mnozí paraziti zase dokáží ve svůj prospěch pozměnit chování nakaženého hostitele. Nejznámějším příkladem je virus vztekliny. Ten přinutí třeba nakaženou lišku pobíhat na dlouhé vzdálenosti, a navíc potlačí její přirozený strach z člověka. Nakažená liška pak přijde do vesnice, přátelsky se lísá k lidem, nechá se i hladit, ale občas zničehonic někoho kousne. Jsou dokumentovány případy, kdy jedna vzteklá liška infikovala a tím odsoudila smrti snad stovku obyvatel jediné vesnice. Z našich běžných parazitů je zdatným manipulátorem moje oblíbená toxoplasma. Ta dokáže u nakažené myši snížit její vrozený strach z kočky a zpomalovat její reakce. Obojím výrazně zvýší šance, že skončí v žaludku svého definitivního hostitele - kočkovité šelmy. Toxoplasma manipuluje i chováním člověka. U něho se to však tyto změny v moderní době projeví "jen" velmi výrazným zvýšením pravděpodobnosti, že se stane obětí dopravní nehody. Tím si toxoplasma příliš nepomůže.
Jakým způsobem můžeme my ovlivňovat případné mutace viru a jeho chování v našich tělech?
Jakákoli změna podmínek, kterým je virus vystaven, ovlivní i to, které jeho linie budou úspěšnější a v populaci tak převládnou. Už jsem zmiňoval, že když zavedeme opatření snižující pravděpodobnost přenosu parazita z jedince nakaženého na jedince zdravého, budeme selektovat ve prospěch méně virulentní kmenů. Právě tak zafunguje, když prostřednictvím očkování snížíme procento vůči viru vnímavých jedinců v populaci. To, že neštovice v současnosti obvykle nezabíjejí své oběti, je způsobeno především tím, že v rozvinutých zemích je vysoká proočkovanost populace, tedy vysoká kolektivní imunita. Virulentní linie zde proto prakticky vymizely. V okamžiku, když v některé zemi procento neočkovaných jedinců v populaci vzroste, začne zde tato nemoc propukat častěji, a bude mít postupně horší a horší průběh. Další opatření, které může snižovat virulenci, je včasná izolace jedinců, u kterých se vyskytl těžký průběh nemoci. Musíme zkrátka pomáhat těm liniím viru, které jsou na svého hostitele hodné a ztěžovat život těm liniím, které jsou na své hostitele zlé.
