Budeme léčit virové nemoci světlem?

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 06. září 2007

Napsal Stanislav Obruča

Viry jsou neobyčejně zajímavé, ale také nebezpečné útvary. Už svým způsobem existence se ocitají na pokraji živého a neživého světa. Po většinu svého „životního cyklu“ jsou to naprosto pasivní útvary, které nevyvíjejí žádnou aktivitu, kterou známe od jiných živočišných druhů. Nemají svůj vlastní metabolismus, nevykonávají aktivní pohyb ani se nemnoží.

To se ovšem změní, jakmile se setkají s hostitelem. V tu chvíli se mění v dravce. Pomocí speciálních útvarů dokáží infiltrovat do buňky svého hostitele svou genetickou informaci a zde využít jeho enzymový aparát ke svému namnožení. Z jedné virové částice tak můžou vzniknout stovky až tisíce nových částic.

Buňka, kterou dokáží viry tímto způsobem využít, obvykle umírá a rozpadá se. Díky tomu se vzniklé virové částice uvolní do prostředí a jsou schopny infikovat další hostitelské buňky.

Pro tuto parazitickou strategii jsou viry dokonale vybaveny. Heslem většiny virů by mohlo být v jednoduchosti je síla. Virová částice se skládá pouze z bílkovinného obalu a nukleové kyseliny. Bílkovinný obal se nazývá kapsida a má dvojí funkci. Jednak mechanicky brání nukleovou kyselinu před poškozením, umožňuje rozpoznat hostitelskou buňku a také do ní pomocí mechanismu, který můžeme přirovnat k injekční stříkačce, vpravit nukleovou kyselinu. Nukleovou kyselinou může být DNA i RNA a to v dvouřetězcovém nebo i jednořetězcovém „provedení“. 

 
Morfologie viru ( v tomto případě se jedná o bakteriální T fág)

Právě tato jednoduchost je velkou zbraní, umožňuje virům obrovskou variabilitu a díky své jednoduché struktuře mají viry velice málo slabých míst, které je možné napadnout. Není možné použít jed nebo látku, která by nějakým způsobem blokovala metabolismus viru, protože viry vlastní metabolismus nemají.

Použití antibiotik je také velmi omezeno, prakticky lze použít jen speciální antibiotika a to jen na úzce omezenou skupinu virů. Většina farmaceutických přípravků (například známé Tamiflu) nějakým způsobem blokuje funkci bílkovinného obalu, ale tento postup je také vysoce specifický (jeden lék – jeden typ viru) a ne pro každý vir disponujeme potřebným přípravkem. Spíše je situace taková, že pro velkou část virových onemocnění nejsou k dispozici potřebné léky.

Univerzálnějším způsobem likvidace virů je použití fyzikálních metod, především různých forem elektromagnetického záření. Účinným prostředkem pro likvidaci nejen virových částic je UV záření. To má ovšem velkou nevýhodu v tom, že způsobuje mutace. Ty jsou ve většině případů pro viry smrtelné, ale mohou také způsobit nežádoucí evoluci viru, tedy například vznik rezistence nebo vyšší infekčnost. UV záření také poškozuje okolní buňky a je tedy nemožné použít jej pro léčbu již infikovaného organismu. Možnost použití mikrovlnného záření, které je pro viry také smrtelné, je silně omezena tím, že toto záření se silně absorbuje ve vodném prostředí, které se díky tomu se silně zahřívá. Tato skutečnost by také byla pro lidské tkáně tragická.

Se zcela novým nápadem přišli američtí vědci. Kong-Thon Tsen z Arizonské státní university, který se zabývá fyzikou, spojil své síly se svými kolegy z Lékařské university Johna Hopkinse. Toto zdánlivě podivné spojení medicíny a fyziky přineslo nadějné výsledky. K ničení virů použili viditelné světlo, které překonává nedostatky tradičních fyzikálních metod.

Pro viry smrtící záření poskytuje nízkovýkonný  laser, vlnová délka použitého světla bylo 425 nm (světlo má tedy červenou barvu). Světlo bylo v experimentu dávkováno po pulsech, přičemž jeden puls trval pouhých 10 femtosekund (femtosekunda = 10-15 s). Nízký výkon laseru zaručuje, že lidské buňky a tkáně zůstanou nedotčeny. Naopak vibrace způsobené tímto zářením způsobí rozpad obalové struktury viru – kapsidy. Vědci věří, že jediný impuls postačí k úplné inaktivaci virového zárodku, tedy dávka by měla být pro vir vždy smrtelná. Tato skutečnost, společně s faktem že viditelné světlo nezpůsobuje mutace, by mělo zabránit vzniku rezistence virů vůči této léčbě.

Kong-Thon Tsen a kolektiv věří, že již dnes je možno použít nízkovýkonný laser jako sterilační zařízení pro sterilaci biologického materiálu kterým je například krev nebo krevní plasma. To by výrazně snížilo přenos virových nemocí touto cestou například při transfuzích.

Revoluci při léčbě virových chorob by však mohlo přinést spojení s dialýzou. V průběhu dialýzy by se pomocí světelných pulzů „vydesinfikovala“ krev nemocného, čímž by byly usmrceny přítomné virové částice. Poté by byla krev vrácena zpět do těla pacienta. Tímto způsobem by bylo možno redukovat mortalitu chorob jakými jsou například HIV nebo hepatitida C.

V současné době vědecký tým prověřuje účinek nízkovýkonného laseru na různé typy virů (v centru zájmu jsou především již zmíněné HIV a hepatitida C), přičemž se však předpokládá, že účinek bude stejný jako u testovacího bakteriofágu M13.

Také je ještě třeba podrobně prozkoumat důsledky dopadu světelných pulzů na savčí buňky, aby se předešlo vedlejším účinkům a definitivně potvrdilo, že světelné záření nízkovýkonného laseru specificky zabíjí jen viry. Pokud všechny testy dopadnou podle očekávání, je pravděpodobné, že lidé dostanou brzy do rukou velmi účinnou a zároveň levnou zbraň v boji proti virovým chorobám.