Jak se svět na vlastní kůži přesvědčil, varianta delta pandemického koronaviru se šíří lépe než původní virus SARS-CoV-2. Čím to je, však doposud nebylo jasné. Až nová laboratorní strategie umožňující rychle a bezpečně studovat účinky mutací ve variantách viru SARS-CoV-2 přináší alespoň částečnou odpověď.
Nový systém vyvinutý nositelkou Nobelovy ceny Jennifer Doudnaovou z Kalifornské univerzity v Berkeley a jejími kolegy má být účinným nástrojem k poznání současných variant viru SARS-CoV-2. A mohl by pomoci odpovědět i na otázku, jak by mohly pandemii ovlivnit varianty budoucí.
Nejde jen o špičku Většina výzkumníků, kteří analyzují, jak mutace v genomu koronaviru ovlivňují jeho aktivitu, se soustředili v první řadě na jeho „hrotovou“ bílkovinu (spike protein). Ta je pro funkci viru samozřejmě klíčová, protože jí umožňuje připojit se k lidským buňkám a proniknout dovnitř. Jak se nedávno ukázalo, hrot varianty delta se dokáže připojit k povrchu lidských buněk výrazné účinněji než hrot původního „wuchanského“ viru. Hrot viru lze zkoumat snadněji než vir samotný. Pracovat s virem SARS-CoV-2 je totiž možné pouze v laboratořích s vysokou úrovní biologického zabezpečení. Takových zařízení je omezený počet. Pokud tedy není po ruce vhodná laboratoř, musí si vědci pomoci jinak. Vhodným nástrojem na zkoumání mutací viru je např. tzv. pseudovirus (v podstatě upravený jiný virus, např. lentivirus, který má část genů z nového koronaviru, který je třeba zkoumat). Možnosti pseudovirů jsou však omezené. Není problém upravit je tak, aby vytvářely „hrot“ viru SARS-CoV-2, další důležité díly, ze kterých se skládá původce současné pandemie, však vytvářet neumí. Studiu dalších „stavebních dílů“ viru se proto mohl věnovat jen omezený počet týmů. Doudnaová s kolegy ale možnosti výzkumu rozšířili. Použili v podstatě „prázdné“ viry: částice, které zvenčí vypadají přesně jako skutečný SARS-CoV-2. Tvoří je stejné bílkoviny jako skutečný virus, ale uvnitř není žádný genetický materiál (RNA). Tyto „virům podobné částice“, jak se označují, mohou tedy napadat buňky a připojit se k nim, nemohou však žádnou nakazit, protože nemají čím. Částice tedy odemkne buňku, ale nemá jí jak ublížit. „Virům podobné částice“, označované také anglickou zkratkou VLP (virus-like particles), nejsou vynálezem Doudnaové a jejích kolegů. Používají se již dlouho, kalifornský tým si je ovšem velmi šikovně uzpůsobil. Vložili do jejich vnitřku látku, o které jsme díky vakcínám proti covidu všichni slyšeli: mRNA (messenger RNA — posel RNA), tedy kousek genetické informace zabalený tak, aby mohl předat zprávu dále. Tato konkrétní mRNA nese ovšem pouze „návod“ k vytvoření slabého světélka. Když se úspěšně dostane do buňky, způsobí slabé světélkování. Čím více těchto „poslů“ pronikne do dané buňky, tím jasněji bude tato zářit. Díky tomu lze pohledem do mikroskopu zjistit, jak dobře dokáže „vyprázdněný“ virus dopravovat svůj náklad do nitra buňky. Autoři logicky předpokládali, že částice odvozené od nových variant, které evoluce naučila lépe infikovat člověka, by měly při zkouškách „rozsvítit“ napadené buňky účinněji než původní varianta SARS-CoV-2. Tímto způsobem je možné vytvořit řadu různě upravených „vyprázdněných“ virů. Změny mezi nimi mohou být veliké, nebo naopak jen velmi malé — třeba jen v jednom jediném detailu jedné konkrétní bílkoviny. Jednou z vyzkoušených změn byla i mutace v místě složení jednoho za základních stavebních kamenů viru, tzv. nukleokapsidu či jednodušeji N-bílkoviny. Ta v podstatě tvoří balení kolem nejcennějšího nákladu viru, jeho genetické informace. N-bílkovina přispívá dílem také k „invazi“ viru do napadené buňky. Což ostatně dobře ilustruje i příklad delty. Hned u několika novějších variant SARS- -CoV-2 se objevuje dost změn, tedy mutací, v jedné konkrétní oblasti N-bílkoviny. Velmi silně to naznačuje, že tady virus měl co zlepšovat a že došlo k jakési optimalizaci. Nebylo ovšem jasné, do jaké míry mu tyto změny mohly prospět. Experimenty s „vyprázdněnými“ viry ukázaly, že opravdu výrazně. Částice, které v sobě nesly tyto mutace, byly při invazi lidských buněk výrazně výkonnější. Jimi napadené buňky se v experimentech „rozzářily“ výrazně více než buňky napadené původním virem. To znamená, že se do nich dostávalo mnohonásobně více z materiálu, který tyto sterilní virové částice nesly. Například konkrétně mutace, kterou prošla delta (tzv. mutace R203M) zvýšila úspěšnost virové invaze zhruba desetinásobně. Mutace známé z dalších variant (alfa, gamma) měly podobný účinek. Při skutečné nákaze přitom zjednodušeně řečeno platí, že čím více RNA se do buňky dostane, tím pro virus lépe. Tím vyšší je pravděpodobnost, že ta se skutečně změní na „továrnu“ na nové viry. A tedy, že dojde k nákaze dalších buněk. Vědci se pak vrátili do zabezpečené laboratoře, kde už pracovali s kompletním virem SARS-CoV-2. Když virus nechali zaútočit na lidské buňky, rozdíl byl značný. Mutantem infikované buňky vyráběly cca 50× více viru než buňky napadené původním virem. Nevíme jistě, zda to tak je i ve skutečnosti, protože v živém těle nákaza přece jen probíhá jinak než v buněčné kultuře. Ovšem i údaje z reálného světa celkem jasně ukazují, že novější varianty SARS-CoV-2 se šíří lépe. Zatím není ani jasné, proč mají mutace takový vliv, to však není nijak neobvyklé. Když vědci začínají zkoumat nový virus, kterému nerozumějí, zpravidla nejprve pozorují to, co se děje, teprve poté to začínají vysvětlovat. Nových nástrojů pro sledování biologických pochodů navíc stále přibývá, a tak v některých případech pozorují věci, které předtím prostě pozorovat nemohli. Jednou z novinek je i zmíněná výroba virových částic s různými mutacemi. Díky ní by se nyní pozorování jejich vlivu na vlastnosti viru mohlo věnovat mnohem více očí než doposud. Stejně jako v tomto případě ovšem ověřování výsledku bude muset proběhnout na skutečném viru v dobře zabezpečené laboratoři. /jj/
