Ένας δολοφόνος στο μικροσκόπιο

Μέσα από τον φακό ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, ο ιός δείχνει εντυπωσιακά
όμορφος. Έχει μια 20εδρη γεωμετρική μορφή που βρίθει από 60 αιχμηρές
απολήξεις. Μοιάζει με μπάλα ποδοσφαίρου. Όμως ακόμη κι αν είναι τόσο
μικροκαμωμένος, το μπόι του δεν ξεπερνά τα 100 δισεκατομμυριοστά του μέτρου,
δεν παύει να αποτελεί ένα δολοφόνο παιδιών.

Ο ροταϊός ανακαλύφθηκε το 1973 από Αυστραλούς επιστήμονες. Ενεδρεύει στο παχύ
έντερο και συνιστά τη συχνότερη αιτία σοβαρών ασθενειών, όπως η αφυδατική
διάρροια και ο έμετος, στα παιδιά όλου του κόσμου. Ευθύνεται για το 6% των
θανάτων παγκοσμίως που σημειώνονται σε παιδιά ηλικίας κάτω των 5 ετών.

Τις τελευταίες ημέρες, επιστήμονες από το Νοσοκομείο Παίδων της Βοστώνης και
της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, υπό τον δρα Φίλιπ Ντόρμιτζερ,
έχουν απομονώσει «στιγμιότυπα» από τη δράση του ιού, σε μια προσπάθεια να
κατασκευάσουν δεύτερης γενιάς εμβόλια ώστε να σώζονται κάθε χρόνο περίπου μισό
εκατομμύριο παιδιά κυρίως στον αναπτυσσόμενο κόσμο.

Στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature», οι ειδικοί δημοσίευσαν τα αποτελέσματα
των ερευνών τους, από τα οποία φαίνεται μια σημαντική προσπάθεια για την
κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο ιός δρα και παράλληλα υποδεικνύει τα πιο
κατάλληλα μέρη του ιού που μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή
εμβολίων.

Όπως κάθε άλλος ιός, ο ροταϊός είναι μια χημική ουσία που βρίσκεται στη
«μεθόριο» της ζωής. Το μείγμα του από πρωτεΐνες και γονίδια (στη μορφή του
πρωταρχικού γενετικού υλικού RNA) έχει μια απλή αποστολή: να προσβάλλει τα
κύτταρα στο παχύ έντερο, να καταλαμβάνει τον μηχανισμό τους και να τα
μετατρέπει σε εργαστήριο παραγωγής ιών.

Τρεις στρατηγικές. Ο ιός μπορεί να σκοτώσει μέσα από έναν
αποτελεσματικό τρόπο που ο ίδιος έχει αναπτύξει για να μεταδίδεται από άνθρωπο
σε άνθρωπο. Χρησιμοποιεί τρεις στρατηγικές για την πρόκληση διάρροιας και
έμετου. Μετατρέπει μια πρωτεΐνη σε τοξίνη η οποία επιφέρει διάρροια. Σκοτώνει
κύτταρα τα οποία φυσιολογικά απορροφούν τα υγρά στο έντερο και αναμειγνύεται
στα νεύρα που ελέγχουν την πέψη. Ως αποτέλεσμα, κάθε γραμμάριο περιττώματος
από έναν προσβεβλημένο άνθρωπο εμπεριέχει πάνω από 100 δισεκατομμύρια ιούς.

Αρκετοί ιοί καλύπτονται από λίπος ώστε να μπορούν να «υγροποιούνται» μέσα από
μία μεμβράνη του κυττάρου που έχουν βάλει στο μάτι. H απώλεια αυτής της
λιπώδους μεμβράνης κάνει τον ροταϊό πιο ανθεκτικό στις συνθήκες υγιεινής. Το
κλειδί για την εισβολή του συγκεκριμένου ιού κρύβεται στο απώτερο από τα τρία
εξωτερικά του στρώματα, στα οποία επικεντρώθηκε η δουλειά των επιστημόνων.

«Το στρώμα αυτό», εξηγεί ο δρ Ντόρμιτζερ, «μοιάζει με σύστημα προσεδάφισης. H
δουλειά του είναι να προσκολληθεί σε εσώτερο τμήμα του κυττάρου όπου
βρίσκονται τα γονίδια και ο μηχανισμός του». Το σύστημα «προσεδάφισης»
χρησιμοποιεί 60 αιχμηρές απολήξεις – καθεμιά από τις οποίες αποτελείται από
ένα σύμπλεγμα μορίων της πρωτεΐνης VP4 – για να ξεκινήσει την εισβολή του.

Περισσότερα από 900.000 παιδιά πεθαίνουν κάθε χρόνο από τη δράση του ροταϊού

Με ακτίνες X. Για να μελετήσουν οι ειδικοί αυτή την «κρίσιμη» πρωτεΐνη
που χρησιμοποιεί ο ιός για να διαρρήξει τα κύτταρα, στηρίχθηκαν στη μέθοδο της
κρυσταλλογραφίας ακτίνων X. Αρχικά, ο δρ Ντόρμιτζερ και οι συνάδελφοί του
έφτιαξαν κρυστάλλους από τη VP4. Στη συνέχεια θέλησαν να υπολογίσουν τον τρόπο
με τον οποίο οι κρύσταλλοι σκέπαζαν τις ακτίνες X και από τη μακέτα να
συμπεράνουν τη δομή της πρωτεΐνης μέχρι το τελευταίο της άτομο.

Βρήκαν έναν τρόπο να παράξουν μαζικά τη VP4 τοποθετώντας τη γενετική συνταγή
της πρωτεΐνης σε έναν ιό που θα μπορούσε να αναπτυχθεί στα κύτταρα κάμπιας.
Όσο ο ιός αναπτυσσόταν το ίδιο έκανε και η πρωτεΐνη. Οι ειδικοί
κονιορτοποίησαν τη VP4 χωρίζοντας το μέρος που δημιουργεί την κεφαλή της
απόληξης από το υπόλοιπο σώμα της και σε συνδυασμό με άλλες τεχνικές βρέθηκαν
μπροστά σε μια αξιοθαύμαστη τεχνική που χρησιμοποιεί η πρωτεΐνη για να
επιτελέσει το επιβλαβές της έργο.

Είδαν λοιπόν πως όταν ο ιός φθάνει στο έντερο, τα ένζυμα της πέψης – όπως η
θρυψίνη – αναγκάζουν δύο από τα τρία μόρια της πρωτεΐνης σε κάθε σύμπλεγμα να
σχηματίσει μια άκαμπτη απόληξη που θα ενσφηνωθεί στα κύτταρα του εντέρου. Στη
συνέχεια οι απολήξεις σχηματίζουν ένα είδος ομπρέλας που επιτυγχάνει τη
διάτρηση των κυττάρων.

Από τη στιγμή που ο ιός μπει στο κύτταρο μορφοποιεί τη σύστασή του και έχει
πλέον την ικανότητα να απελευθερώνει γενετικού περιεχομένου εντολές που
μοιάζουν με το RNA. Οι εντολές αυτές αναγκάζουν τα κύτταρα να παράγουν
περισσότερους ιούς.

Σε αναζήτηση αντιβιοτικού

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η κεφαλή και το σώμα της πρωτεΐνης που
σχηματίζει τις αιχμηρές απολήξεις μπορεί να κρύβουν το μυστικό για τη
δημιουργία αντιβιοτικών φαρμάκων. Τα πρώτης γενιάς φάρμακα για τον ροταϊό
υπάρχουν ήδη. Το μόνο όμως που έχει πάρει άδεια, και λέγεται RotaShield,
απαγορεύτηκε από την αμερικανική αγορά πριν από 5 χρόνια επειδή αναφέρθηκαν
περιπτώσεις κατά τις οποίες προκάλεσε εγκολεασμό στο έντερο. Σύμφωνα με
κάποιους επιστήμονες που μετείχαν στο Έκτο Διεθνές Συμπόσιο για τον Ροταϊό
στην Πόλη του Μεξικού, η πάθηση αυτή μπορεί να εκδηλώθηκε σε μωρά τα οποία
ενδεχομένως να την πάθαιναν και χωρίς τη χορήγηση του φαρμάκου. Το
συγκεκριμένο φάρμακο είναι ένα μείγμα ροταϊών από πιθήκους μακάκο ρέζους.
Ορισμένοι από τους ροταϊούς αυτούς έχουν τροποποιηθεί με μετακίνηση γονιδίων
στον RNA ώστε να ενσωματώσουν μια επιφανειακή πρωτεΐνη από έναν ανθρώπινο
ροταϊό. Δύο ακόμη φάρμακα που παρασκευάζονται με την ίδια φιλοσοφία βρίσκονται
στο τελικό στάδιο των δοκιμών. Ο δρ Φ. Ντόρμιτζερ λέει πως η παρασκευή
φαρμάκων με τη χρήση πρωτεϊνών από ροταϊούς θα απαιτήσει μερικά χρόνια ακόμη
αλλά θα είναι ασφαλέστερη από τα ζωντανά εμβόλια.

Επιμέλεια: Στέφανος Κρίκκης, Εύη Ελευθεριάδου