Na stope nezvyčajného triku chrípkového vírusu

Zdanlivo nevinný vírus chrípky, ktorý je pôvodcom takmer každoročných infekčných ochorení, z času na čas zapríčiní pandémiu. Na známu „španielsku chrípku“, ktorá besnila r. 1918, umrelo viac ako 20 miliónov prevažne mladých ľudí. Spôsobila viac obetí ako prvá svetová vojna. S pandémiami chrípky sa ľudstvo stretlo v r. 1890, 1900, 1918, 1957 a 1968–1970.

Úplnú genetickú informáciu vírusu chrípky prečítali vedci asi pred dvadsiatimi rokmi. Vďaka tomu vieme, že RNA-genóm kóduje syntézu desiatich vírusových bielkovín. Ľudské pandemické vírusové kmene obyčajne vznikajú včlenením niektorých génov vtáčieho chrípkového vírusu do genómu vírusu ľudského. Medzičlánkom pri tomto procese je infekcia svíň domácich, ktoré sú vnímavé na infekciu nielen prasacím, ale aj vtáčím a ľudským vírusom chrípky. Pri infekcii svíň môže teda nastať čiastočná výmena genetickej informácie (rekombinácia) medzi príbuznými vírusmi. Tieto genetické zmeny môžu vznikať v prostredí, kde sa v tesnom súžití vyskytuje domáca vodná hydina (kačice), ošípané i človek, ešte stále často v niektorých oblastiach preľudnenej Ázie (napr. v Číne). Vo vzácnejších prípadoch nepotrebujú vysoko virulentné kmene vtáčieho chrípkového vírusu sviňu domácu ako medzičlánok, časť genetickej informácie sa môže dostať priamo do genómu ľudského vírusu, opäť s nebezpečnými následkami pre ľudskú populáciu. Naposledy sa to stalo v Honkongu r. 1997 pri nebezpečnej chrípkovej epizoocii hydiny, spojenej so smrťou niekoľkých ľudí.

Napriek tomu, že virológovia nazhromaždili o vírusoch chrípky už veľa poznatkov, stále nevieme, akým mechanizmom zabíjajú pandemické kmene vírusu chrípky svoje obete. Je to výzva, ktorá provokuje nejedného výskumného pracovníka v tejto oblasti. Zdá sa, že americko-nemecký výskumný tím poodhalil provokujúce tajomstvo. Svoje prekvapujúce poznatky publikovali v minuloročnom decembrovom čísle popredného vedeckého časopisu Nature Medicine (7, 1306–1312, 2001).

Podrobnejšou analýzou vírusového genómu zistili, že kóduje nielen 10 doteraz známych bielkovín, ale aj ďalšiu bielkovinu, ktorú pomenovali PB1-F2. Ako je možné, že nová bielkovina nebola objavená už dávnejšie? Ukazuje sa, že pri syntéze tejto bielkoviny je gén kódujúci jednu z podjednotiek (PB1) vírusového enzýmu polymerázy čítaný dvoma spôsobmi. Bežné prečítanie nukleotidovej sekvencie vyústi do syntézy známej vírusovej polymerázy. Pri alternatívnom spôsobe čítania vírusovej sekvencie, ktoré sa môže uskutočniť len za určitých podmienok, je čítací rámec posunutý o jeden nukleotid dopredu, takže sa syntetizuje ďalšia bielkovina PB1-F2, ktorú tvorí 87 aminokyselín. Alternatívnu kódujúcu sekvenciu zistili pri viacerých hostiteľoch vrátane takmer všetkých ľudských kmeňov vírusu chrípky.

Zopakujme si základný učebnicový poznatok, že pri syntéze bielkovín sa gén číta po troch nukleotidoch, ktoré určujú, aká aminokyselina sa pripojí k reťazcu tvoriacej sa bielkoviny. Keď sa čítanie pôvodného génu začne o jeden nukleotid neskôr, zväčša nastane „tragický“ koniec – takáto informácia kóduje nezmyselný proteín, ktorý je rýchle ukončený terminačným kodónom. Vo vzácnych prípadoch, napr. pri niektorých vírusoch, však môže pri alternatívnom čítaní nastať syntéza zmysluplnej bielkoviny s biologickým účinkom. A to je aj prípad PB1­F2, novej bielkoviny vírusu chrípky. Popri syntéze jednej podjednotky vírusovej polymerázy kóduje tá istá časť nukleotidovej sekvencie, ktorej čítanie je posunuté o jeden nukleotid, aj PB1-F2.

Novoobjavená bielkovina nie je potrebná na množenie vírusu. Netradične je lokalizovaná v mitochondriách, ktoré sú energetickým agregátom buniek. V modelových pokusoch PB1-F2 poškodzuje práve túto dôležitú súčasť bunky, čím ju zabíja. Bielkovina útočí aj na monocyty, dôležité bunky imunitného systému organizmu. Ak domyslíme dôsledky týchto reakcií do konca, výsledkom pôsobenia PB1-F2 v bunke je totálne oslabenie ľudského organizmu a napokon smrť. To vysvetľuje pandemické šírenie vysoko virulentných kmeňov vírusu chrípky v ľudskej populácii.

Zatiaľ sú to iba dedukcie na základe výsledkov základného výskumu na bunkovej úrovni v laboratórnych podmienkach. Zaiste budú zaujímavé výsledky analýz úlohy bielkoviny PB1-F2 v prípade smrtiacich chrípkových epidémií hydiny. Dôležité údaje môžu poskytnúť analýzy nukleotidových sekvencií vírusu chrípky, ktorý spôsobil r. 1918 známu pandémiu v ľudskej populácii. Kódoval vírusový genóm aj v tomto prípade novoobjavenú bielkovinu PB1-F2? Aký mechanizmus spúšťa aj alternatívnu fázu čítania genetickej informácie pre PB1 so syntézou novej bielkoviny PB1-F2? Na zodpovedanie týchto otázok si pravdepodobne ešte chvíľu počkáme.