Jeden wystarczy

Ustalenie liczby wirusów koniecznych do zainfekowania komórki od lat stanowiło jedno z ciekawszych wyzwań dla biologów. Wydawało się, że z pokonaniem mechanizmów obronnych gospodarza powinna sobie poradzić pojedyncza cząstka patogenu, lecz nikt nie potrafił tego udowodnić. Przypuszczenia te zostały potwierdzone dopiero przez zespół badaczy z Holandii i Kanady.

Do przeprowadzenia eksperymentu wykorzystano gąsienice owadów oraz dwa szczepy wirusa, każdy "oznakowany" innym barwnikiem fluorescencyjnym. Larwy zakażano dwoma dawkami cząstek wirusowych (wirionów), a następnie analizowano efekty takiego postępowania.

Gdy owady infekowano niską liczbą wirionów, objawy zakażenia zaobserwowano u około 20% osobników. 86% z nich prezentowało symptomy obecności zaledwie jednego z dwóch szczepów wirusa. Dla odmiany, zwiększenie dawki patogenu powodowało zakażenie aż 99% owadów, z czego zaledwie 14% zostało zainfekowanych tylko jednym z dwóch wariantów wirusa.

Aby sprawdzić, czy pojedynczy wirion jest w stanie zakazić komórkę, badacze... przyjęli takie założenie. Mówiąc dokładniej: stworzyli model matematyczny, w którym każda cząstka wirusowa działa niezależnie od innych, przez co jest w stanie samodzielnie pokonać wszelkie mechanizmy obronne i zaatakować gospodarza.

Symulacja ataku wirusów na komórki gospodarza wykazała wysoką zbieżność z obserwacjami dokonanymi podczas eksperymentu. Wyraźnie sugeruje to, że do zainfekowania komórek owada wystarcza nawet pojedynczy wirion należący do jednego z dwóch szczepów wykorzystanych podczas doświadczenia.

Dokonane odkrycie dostarcza istotnych informacji na temat interakcji pomiędzy wirusem i organizmem gospodarza. Znacząco podważyło ono przypuszczenia niektórych badaczy, że do zakażenia komórki konieczne jest jednoczesne wniknięcie wielu wirionów. Zjawisko takie stwarzałoby idealną sytuację do rekombinacji (wzajemnej wymiany fragmentów materiału genetycznego) wirusów, przez co istniałoby ryzyko wytworzenia nowych, groźnych szczepów. Na nasze szczęście wygląda na to, że "mieszanie się" patogenów zdarza się nieco rzadziej, niż obawiała się część środowiska naukowego.

Dotychczas nie ustalono, czy wyniki eksperymentu udałoby się powtórzyć na komórkach ludzkich. Można jednak przypuszczać, że odpowiednie eksperymenty zostaną przeprowadzone w niedalekiej przyszłości.

wirus wirion infekcja zakażenie