Viry žijí se zombie viry v nesnadném partnerství. Kredit: Yao et al. 2021.

Lidé mívají sklony vidět přírodu a procesy, které v ní probíhají, jako výkladní skříň perfekcionismu. Dokonalé přizpůsobení, dokonalá rovnováha a tak podobně. Ve skutečnosti je to samozřejmě přesně naopak. Příroda je plná nedodělků, omylů a chyb, které se vrší jedna na druhou. Výjimkou nejsou ani viry, které sice mohou být drsnými protivníky, ale i oni mají své problémy.

Marco Archetti. Kredit: Pennsylvania State University.

Už od padesátých let víme, že u prakticky všech skupin DNA i RNA virů spontánně vznikají, často ve velkých množstvích, defektní mutanti, kterým se malebně přezdívá DIPy, podle anglického Defective Interfering Particle (nebo též DVG, čili Defective Viral Genomes, případně DI RNA či DI DNA). Nejde přitom o mutace toho druhu, jaké teď vedou ke vzniku nových obávaných variant pandemického koronaviru a pumpují adrenalin do (doufejme) závěrečné fáze pandemie. DIPy mají často brutálně vykuchaný genom, v němž scházejí velké či přímo obrovské kusy sekvencí, často celé geny. Díky tomu nejsou DIPy považovány za infekční, i když se mohou dostat do hostitelské buňky. V buňce samy o sobě nefungují a potřebují, aby se tam dostaly další, plně funkční virové částice. Jsou to takové nemrtvé viry, virové zombie.

Vznik DIPů je přirozený, dochází k němu samovolně. Rovněž může být vyvolán v laboratoři, a také je možné vytvořit syntetické DIPy. Jak je u biologie virů bohužel stále ještě pravidlem, fungování DIPů a jejich vlivu na plně funkční viry a celou infekci stále ještě příliš nerozumíme. Postupně se ukazuje, že DIPy mohou stimulovat imunitu a protivirovou obranu hostitele, mohou se podílet na vytvoření dlouhodobé virové infekce a mohou také narušovat replikaci standardních virů.

Kompletní virus (WT) a defektní genomy (DI0 a DI1). Kredit: Yao et al. 2021.

Defektní viry se samy replikovat nemohou. Musejí parazitovat na virech s kompletním genomem. Pokud dojde ke společné infekci DIPu a funkčního viru, tak DIP může „ukrást“ potřebné součásti replikačního aparátu. Když k tomu dojde, tak je DIP najednou ve výhodě. Replikuje se totiž podstatně rychleji než kompletní virus, protože je díky vykuchanému genomu kratší. To infekci oslabuje. A my bychom to mohli využít v boji proti nebezpečným virovým infekcím, jako je právě covid-19.

Marco Archetti z americké Pennsylvania State University a jeho kolegové vyrobili syntetické DIPy pandemického koronaviru SARS-CoV-2. Tyto genomy neobsahují žádný funkční protein, ale zároveň jsou schopné replikace a sbalení do virové částice. Pokud se DIPy Archettiho týmu dostanou do buněk společně s kompletními pandemickými viry, tak na nich začnou parazitovat a replikovat se na jejich úkor. Výsledkem je, že se virová nálož v takových buňkách během 24 hodin sníží na polovinu.

Badatelé jsou přesvědčeni, že by podobné syntetické defektní genomy mohly fungovat jako účinná protivirová léčba. V tomto případě covidu-19. Podobné syntetické „zombie“ viry by zase měly účinkovat i v případě řady dalších viróz. Vývoj této léčby ale ještě potrvá. Bude nutné provést experimenty in vivo, vyladit způsob aplikace syntetických DIPů, a také sledovat koevoluci mezi DIPy a příslušnými kompletními viry. V tuto chvíli je to běh na dlouhou trať.

Literatura

PeerJ 9: e11686.

Nature Microbiology 4: 1075–1087.

Pennsylvania State University.