Viry nemusejí jen škodit. Jak jsme si je ochočili?

Jednoduché nebuněčné organismy

Viry jsou ve své podstatě velmi jednoduché. Tvoří je genetická informace (molekula DNA nebo RNA) zabalená do proteinové obálky (kapsidy). Některé viry mohou mít ještě vnější obal. Všechny však fungují jako nitrobuněční parazité – po vazbě na receptor hostitelské buňky pronikají do jejího nitra, kde využijí její replikační aparát pro své množení. Nakonec hostitelskou buňku zničí a uvolní se do okolí.

V různých biotechnologických přístupech se nejčastěji využívá právě schopnost virů proniknout do hostitelské buňky. K čemu všemu se dá tato superschopnost využít?

Opravy genů

Viry se používají v některých technikách genové terapie pro opravy nefunkčních genů. Kapsidy s odstraněnou genetickou informací viru lze „naplnit“ jinou molekulou DNA a poté použít pro přenos funkční genetické informace do buněk příjemce. Za pomoci těchto tzv. virových vektorů lze léčit např. hemofilii, srpkovitou anémii nebo β-talasémii – vektory odvozené z adenovirů či lentivirů se nacházejí v klinickém zkoušení fáze II. Pro léčbu těžké hemofilie A již byl Evropskou lékovou agenturou (EMA) podmínečně schválen adenovirový vektor nesoucí gen pro faktor VIII.

Onkologická léčba

Virové vektory se využívají i v terapii nádorových onemocnění. Jednou z možností je náhrada nefunkčního genu pro protein p53, čímž u nádorových buněk dochází k zastavení replikace a aktivaci apoptózy. Virové vektory lze také využít pro specifické cílení neaktivního léčiva do nádorových buněk, kde pak dochází k jeho aktivaci.

Některé typy nádorů lze léčit pomocí tzv. onkolytických virů. Nádorové buňky totiž často ztrácejí schopnost obrany proti virové infekci. Např. rychle se množící buňky melanomu lze „zabít“ pomocí upraveného viru herpes simplex, do kterého byl vložen gen pro faktor stimulující kolonie granulocytů a makrofágů (GM-CSF). Podává se intralezionálně, v nádoru poté dochází k jeho replikaci, vytváří se protein GM-CSF, jenž stimuluje imunitu, a dochází ke smrti nádorových buněk. Předpokládá se, že tato schválená léčba podporuje systémovou protinádorovou imunitní odpověď a efektorovou odpověď T buněk.

Očkování

Viry běžně využíváme i pro aktivní imunizaci proti nim samotným. Oslabené viry lze přímo aplikovat jako atenuovanou vakcínu (např. proti planým neštovicím), která zdravému hostiteli nezpůsobí infekci, ale virus je stále schopen se pomnožit a aktivovat imunitní odpověď. Na podobném principu fungují vakcíny s inaktivovanými celými viry, například proti dětské obrně. Podjednotkové vakcíny využívají k imunizaci jen malou část viru, např. jeden z proteinů kapsidy, zatímco u mRNA vakcín si tělo proteinový antigen samo vyrobí na základě podané genetické informace viru. 

Antibakteriální účinky

Existují dokonce viry, které napadají bakterie, tzv. bakteriofágy, přičemž daný typ fága má obvykle svého specifického hostitele. Bakteriofágy proto lze využít pro léčbu bakteriálních infekcí rezistentních k antibiotikům. Ve specifických případech se používá například intranazální nebo intravenózní podání fága napadajícího stafylokoky, testováno bylo i profylaktické podání koktejlu bakteriofágů u pacientů po transuretrální resekci prostaty či doplňková léčba fágy u pacientů s infekcí po endoprotéze kyčle.

I o virech tedy platí, že jsou dobrými sluhy, ale špatnými pány. Až vás příště napadne rýmička, snad vás může těšit alespoň pomyšlení na to, kolika různými způsoby jsou nám viry vlastně užitečné.

(este)

Zdroje:
1. Lundstrom K. Viral vectors in gene therapy: Where do we stand in 2023? Viruses 2023; 15 (3): 698, doi: 10.3390/v15030698.
2. Petrovic Fabijan A., Lin R. C. Y., Ho J. et al. Safety of bacteriophage therapy in severe Staphylococcus aureus infection. Nat Microbiol 2020; 5 (3): 465–472, doi: 10.1038/s41564-019-0634-z.
3. Leitner L., Ujmajuridze A., Chanishvili N. et al. Intravesical bacteriophages for treating urinary tract infections in patients undergoing transurethral resection of the prostate: a randomised, placebo-controlled, double-blind clinical trial. Lancet Infect Dis 2021; 21 (3): 427–436, doi: 10.1016/S1473-3099(20)30330-3.
4. Fedorov E., Samokhin A., Kozlova Y. et al. Short-term outcomes of phage-antibiotic combination treatment in adult patients with periprosthetic hip joint infection. Viruses 2023; 15 (2): 499, doi: 10.3390/v15020499.
5. Van de Mortel T. Viruses aren’t always harmful. 6 ways they’re used in healthcare and pest control. The Conversation, 2024 Jan 09. Dostupné na: https://theconversation.com/viruses-arent-always-harmful-6-ways-theyre-used-in-health-care-and-pest-control-217379