Τα μυστήρια των ιών {LF}και οι μεταλλάξεις τους

Οι ιοί αποτελούν μικροοργανισμούς που είναι αρκετά διαδεδομένοι στη φύση και μπορούν να προσβάλουν διαφορετικά είδη του ζωικού και του φυτικού βασιλείου ή και άλλους μικροοργανισμούς, όπως τα βακτήρια. Μπορούν να πολλαπλασιαστούν μόνο στα κύτταρα του οργανισμού που προσβάλλουν και δεν διαθέτουν κυτταρική οργάνωση. Η προέλευσή τους δεν είναι γνωστή, αλλά εικάζεται ότι υπάρχουν από τα πρώιμα στάδια της ζωής στον πλανήτη μας. Οι ιοί, παρότι μπορούν να «επιβιώσουν» μόνο μέσα στα κύτταρα του ξενιστή, θεωρούνται ζώντες οργανισμοί, γιατί διαθέτουν γενετικό υλικό (DNA ή RNA) και μπορούν να πολλαπλασιάζονται. Οι ιοί χαρακτηρίζονται ως «λοιμογόνοι παράγοντες» (infectious agents) λόγω της ιδιότητάς τους να μπορούν να μολύνουν τα κύτταρα του ξενιστή. Εχουν την ιδιότητα, δηλαδή, να μπορούν να εισέρχονται στον οργανισμό που προσβάλλουν και να προκαλούν νοσήματα. Η μετάδοσή τους στον άνθρωπο πραγματοποιείται είτε άμεσα, π.χ. μέσω προσωπικής ή σεξουαλικής επαφής από άνθρωπο σε άνθρωπο (όπως ο ιός της γρίπης, ο ιός ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας HIV) είτε έμμεσα μέσω ενός διαβιβαστή, όπως το κουνούπι κ.λπ. Μέχρι σήμερα έχει χαρακτηριστεί μεγάλος αριθμός διαφορετικών ομάδων ιών που προσβάλλουν διαφορετικά είδη. Από τους πιο γνωστούς ιούς που μολύνουν τον άνθρωπο είναι αυτοί της ιλαράς, της ερυθράς, της ηπατίτιδας A, B, C, D και E, της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας HIV, της γρίπης, της ανεμοβλογιάς, καθώς και οι κορωνοϊοί.

Ενα χαρακτηριστικό των ιών – και ειδικά αυτών που περιλαμβάνουν RNA ως γενετικό υλικό – είναι η ικανότητά τους να «μεταλλάσσονται», δηλαδή να αλλάζουν το γενετικό τους υλικό με γρήγορο ρυθμό. Ενδεικτικά, οι ιοί – όπως ο HIV ή ο ιός της ηπατίτιδας C (HCV) – μεταλλάσσονται περίπου 1 εκατομμύριο φορές πιο γρήγορα από το ανθρώπινο DNA. Αυτός ο υψηλός ρυθμός αλλαγών αποτελεί φυσική διαδικασία των ιών και τους προσδίδει πλεονέκτημα επιβίωσης, αφού με αυτόν τον τρόπο είναι εφικτό να διαφεύγουν της φυσικής άμυνας του ξενιστή. Με άλλα λόγια, οι ιοί, ως «μικροσκοπικοί χαμαιλέοντες», αλλάζοντας το γενετικό τους υλικό τροποποιούν και τα χαρακτηριστικά τους, και έτσι καταφέρνουν να διαφύγουν της φυσικής άμυνας του οργανισμού που προσβάλλουν.

«Μεταλλαγές» ή «μεταλλάξεις» είναι οι τροποποιήσεις/αλλαγές στην αλυσίδα του γενετικού υλικού των ιών που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους. Πόσο σημαντικές, όμως, είναι οι αλλαγές αυτές για τις ιδιότητες των ιών και κατά πόσο επηρεάζουν χαρακτηριστικά όπως η μολυσματικότητα, η παθογένεια ή η δυνατότητα ανάπτυξης αντιιικών φαρμάκων; Πολύ συχνά αναφέρεται ότι ένα παθογόνο, ένας ιός, μπορεί να καταστεί πιο μολυσματικός ως συνέπεια «μετάλλαξης». Οπως προανέφερα, τα παθογόνα – και ειδικά οι ιοί – αλλάζουν με ταχύ ρυθμό και συνεπώς οι μεταλλαγές αποτελούν μια φυσική διαδικασία που συμβαίνει κατά τη μόλυνση και τον πολλαπλασιασμό τους σε έναν ξενιστή. Για παράδειγμα, σε έναν άνθρωπο που ζει με HIV λοίμωξη και δεν λαμβάνει αντιρετροϊκή αγωγή, ο ιός τροποποιείται γενετικά κατά μέσο όρο περίπου 1% ανά έτος.

Οι μεταλλαγές έχουν μεγάλη σημασία στην ανάπτυξη ή στη διατήρηση της «ανοσίας», της φυσικής προστασίας µας έναντι των ιών. Επί παραδείγµατι, όσον αφορά τον ιό της γρίπης, επειδή ανήκει στην κατηγορία παθογόνων που μεταβάλλονται με ταχύ ρυθμό, η ανοσία που αναπτύσσεται είτε μέσω έκθεσης στον ιό είτε μέσω εμβολιασμού, δεν διαρκεί διά βίου λόγω των μεταλλαγών. Η ανοσία που αναπτύσσεται είναι «ειδική», αναγνωρίζει δηλαδή τον συγκεκριμένο ιό και γενετικά συγγενή στελέχη του. Αν ο ιός τροποποιηθεί, όπως συμβαίνει στην πραγματικότητα, η ανοσία που έχει αναπτυχθεί παύει να είναι αποτελεσματική ή εξασθενεί, λόγω αποδυνάμωσης της χημικής συγγένειας μεταξύ του παθογόνου και των μηχανισμών ανοσίας (π.χ. αντισώματα). Προκειμένου να επιτύχουμε τη μέγιστη προφύλαξη του πληθυσμού από τον ιό της γρίπης, παρασκευάζεται νέο εμβόλιο κάθε χρόνο που περιλαμβάνει τα πιο πρόσφατα στελέχη που μολύνουν τον άνθρωπο. Με αυτόν τον τρόπο και αν ο εμβολιασμός επαναλαμβάνεται συχνά, επιτυγχάνεται ανάπτυξη ανοσίας έναντι στελεχών που κυριάρχησαν σε πρόσφατη επιδημία γρίπης. Θα πρέπει να σημειώσουμε ότι λόγω των συνεχών αλλαγών του ιού, των μεταλλαγών, δεν επιτυγχάνεται απόλυτη προστασία, η πιθανότητα δηλαδή κάποιος να μολυνθεί με τον ιό ενώ έχει εμβολιαστεί δεν είναι μηδενική. Η σημασία του εμβολιασμού, όμως, είναι καίρια, γιατί μειώνει σημαντικά την πιθανότητα του πληθυσμού να μολυνθεί με τον ιό της γρίπης.

Για παρόμοιο λόγο οι ιοί μπορεί να αναπτύσσουν αντοχή, να διαφεύγουν, δηλαδή, της θεραπείας με ειδικά αντιιικά φάρμακα που στοχεύουν σε συγκεκριμένες λειτουργίες, κατά τη διαδικασία του ιικού πολλαπλασιασμού.

Μπορεί ένας ιός να αλλάξει τα χαρακτηριστικά του, εκτός από την ανοσία του ξενιστή, σε σύντομο χρονικό διάστημα; Η εμπειρία μας έχει δείξει ότι χαρακτηριστικά, ένα εκ των οποίων και η θνητότητα (το ποσοστό, δηλαδή, των θανατηφόρων κρουσμάτων), εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες και γενικότερα από την πολύπλοκη αλληλεπίδραση παθογόνου και ξενιστή. Η διαδικασία των συνεχών μεταλλαγών μπορεί να επηρεάσει ιδιότητες, όπως η δυνατότητα ενός παθογόνου να μολύνει έναν συγκεκριμένο ξενιστή (μολυσματικότητα), τον κυτταρικό τροπισμό (τα είδη των κυττάρων που μπορεί να μολυνθούν από έναν ιό) ή την παθογένεια.

Συμπερασματικά, οι ιοί μάς ακολουθούν από το μακρινό παρελθόν και ως μικροοργανισμοί αλλάζουν, συνεχώς, τον «μανδύα» τους ως «μικροσκοπικοί χαμαιλέοντες». Η έρευνα των τελευταίων ετών έχει συμβάλει να κατανοήσουμε τις διαρκείς γενετικές αλλαγές των ιών που αποτελούν διαδικασία επιβίωσής τους. Τα «όπλα» που διαθέτουμε έναντι των «μεταλλαγών» είναι η δυνατότητα επιτήρησής τους και αποκάλυψης των χαρακτηριστικών τους και των συνεπειών αυτών. Η πρόβλεψη των πιθανών συνδυασμών αλλαγών στο γονιδίωμα των ιών και των πιθανών συνεπειών τους για τον άνθρωπο, προς το παρόν, μοιάζει με δαιδαλώδη λαβύρινθο. Ευτυχώς, η επιστήμη μάς δίνει τη δυνατότητα να ανακαλύπτουμε τον μίτο της Αριάδνης και να τιθασεύουμε τον μεταλλασσόμενο… Μινώταυρο!

Ο Δημήτριος Παρασκευής είναι αναπληρωτής καθηγητής Επιδημιολογίας – Προληπτικής Ιατρικής στο Εργαστήριο Υγιεινής, Επιδημιολογίας και Ιατρικής Στατιστικής της Ιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ