Shkencëtarët: Sistemi imunitar prodhon ilaçin e tij antiviral dhe është një nga më të lashtët

Por kërkimet e fundit kanë zbuluar një aspekt të papritur të sistemit imunitar. Ai mund të sintetizojë molekulat e veta antivirale në përgjigje të infeksioneve virale. Larg nga një shpikje moderne njerëzore, natyra evoluoi qelizat për të bërë “ilaçet” e tyre si mbrojtja më e hershme kundër viruseve.

Si funksionojnë antiviralët

Viruset nuk kanë cikël të pavarur jetësor, ata janë plotësisht të varur nga qelizat që infektojnë për të furnizuar të gjitha blloqet e ndërtimit kimik të nevojshëm për t’u riprodhuar. Pasi hyn në një qelizë, virusi rrëmben makinerinë e tij dhe e kthen atë në një fabrikë për të prodhuar qindra viruse të reja.

Ilaçet antivirale janë molekula që çaktivizojnë proteinat thelbësore për funksionimin e virusit, duke shfrytëzuar dallimet themelore në mënyrën se si replikohen qelizat dhe viruset.

Një ndryshim kryesor midis qelizave dhe shumicës së viruseve është se si ato ruajnë informacionin e tyre gjenetik. Të gjitha qelizat përdorin ADN-në për të ruajtur informacionin e tyre gjenetik. ADN-ja është një molekulë e gjatë, në formë zinxhiri, e ndërtuar nga katër blloqe të ndryshme kimike, ku secili përfaqëson një “gërmë” të ndryshme të kodit gjenetik. Këto blloqe ndërtimi janë të lidhura me lidhje kimike në një mënyrë kokë e bisht për të prodhuar vargje prej miliona shkronjash. Rendi i këtyre shkronjave përshkruan planin gjenetik për ndërtimin e një qelize të re.

Megjithatë, shumë viruse ruajnë informacionin e tyre gjenetik duke përdorur ARN. ARN është ndërtuar nga një zinxhir prej katër shkronjash kimike, ashtu si ADN-ja, por shkronjat kanë struktura molekulare paksa të ndryshme. ARN-ja është me një zinxhir, ndërsa ADN-ja është me dy fije. Gjenomet virale janë gjithashtu shumë më të vogla se gjenomet qelizore, zakonisht vetëm disa mijëra shkronja të gjata.

Kur një virus replikohet, ai bën shumë kopje të gjenomit të tij ARN duke përdorur një proteinë të quajtur ARN polimerazë. Polimeraza fillon në njërin skaj të zinxhirit ekzistues të ARN-së dhe “lexon” vargun e shkronjave kimike një nga një, duke zgjedhur bllokun e duhur të ndërtimit dhe duke e shtuar atë në vargun në rritje të ARN-së. Ky proces përsëritet derisa e gjithë sekuenca e shkronjave të kopjohet për të formuar një zinxhir të ri ARN.

Një klasë e barnave antivirale ndërhyn në procesin e kopjimit të ARN-së në një mënyrë dinake. Ndërtimi kokë e bisht i zinxhirit të ARN-së kërkon që çdo shkronjë kimike të ketë dy pika lidhjeje, një kokë për t’u lidhur me shkronjën e mëparshme dhe një bisht për të lejuar shtimin e shkronjës së mëposhtme. Këta antiviralë imitojnë një nga shkronjat kimike, por në mënyrë thelbësore u mungon pika e lidhjes së bishtit. Nëse ARN polimeraza e ngatërron ilaçin për shkronjën kimike të synuar dhe e shton atë në zinxhirin në rritje të ARN-së, procesi i kopjimit ndalon sepse nuk ka asgjë për t’i bashkangjitur shkronjën tjetër. Për këtë arsye, ky lloj ilaçi antiviral quhet frenues që përfundon zinxhirin.

Viperin si prodhues antiviral

Më parë, studiuesit mendonin se barnat antivirale që përfundojnë zinxhirin ishin rreptësisht një produkt i zgjuarsisë njerëzore, të zhvilluara nga përparimet në kuptimin shkencor të riprodhimit viral. Megjithatë, zbulimi se një proteinë në qelizat tuaja e quajtur viperin sintetizon një antiviral natyral që përfundon zinxhirin, ka zbuluar një anë të re të sistemit tuaj imunitar.

Viperin funksionon duke hequr kimikisht pikën e lidhjes së bishtit nga një nga katër blloqet ndërtuese të ARN-së të gjenomit të një virusi. Kjo e konverton bllokun e ndërtimit në një ilaç antiviral që përfundon zinxhirin.

Kjo strategji ka rezultuar të jetë shumë efektive për trajtimin e infeksioneve virale. Për shembull, remdesivir antiviral COVID-19 funksionon në këtë mënyrë. Një ARN polimerazë virale duhet të bashkojë mijëra shkronja për të kopjuar gjenomën e një virusi, por një ilaç antiviral duhet ta mashtrojë atë vetëm një herë për të prishur kopjimin e tij. Një gjenomi jo të plotë i mungojnë udhëzimet e nevojshme për të krijuar një virus të ri dhe bëhet i padobishëm.

Për më tepër, megjithëse qelizat kanë gjithashtu polimerazat e tyre, ato kurrë nuk replikojnë ARN-në siç bëjnë viruset. Kjo potencialisht lejon që barnat antivirale që përfundojnë zinxhirin të pengojnë në mënyrë selektive replikimin viral, duke reduktuar efektet anësore të padëshiruara.

Është e qartë se viperina nuk mbron plotësisht kundër të gjithë viruseve ARN, përndryshe asnjë virus ARN nuk do t’ju sëmurte. Duket se disa polimeraza të ARN-së virale, të tilla si ato në poliovirus, kanë evoluar për të diskriminuar molekulat antivirale që sintetizojnë viperina dhe e zbehin efektin e tyre. Sidoqoftë, viperina është vetëm një krah i sistemit tuaj imunitar, i cili përfshin qeliza dhe proteina të specializuara që ju mbrojnë nga infeksioni në mënyra të tjera.

Antiviralët e lashtë

Shkencëtarët zbuluan viperin rreth 20 vjet më parë ndërsa kërkonin për gjene që aktivizohen si përgjigje ndaj infeksioneve virale. Sidoqoftë, zbulimi i asaj që bën në të vërtetë viperin doli shumë sfidues.

Funksioni i Viperin ishte veçanërisht i çuditshëm sepse i ngjan një grupi të lashtë proteinash të quajtura enzimat radikale SAM që zakonisht gjenden në baktere dhe myk. Veçanërisht, enzimat radikale SAM janë jashtëzakonisht të rralla tek kafshët. Ekspozimi ndaj ajrit i çaktivizon me shpejtësi dhe studiuesit menduan se ka të ngjarë të mos funksionojnë te njerëzit. Është ende e paqartë se si viperina shmang inaktivizimin. Studiuesit u vunë re në funksionin e viperinës se gjeni që kodon për viperin është pranë një gjeni të përfshirë në sintetizimin e një prej blloqeve ndërtuese të ARN-së. Ky vëzhgim i shtyu ata të shqyrtojnë nëse viperina mund të modifikojë këtë bllok ndërtimi të ARN-së.

Pas këtij zbulimi, studiuesit identifikuan proteina të ngjashme me viperin në të gjitha mbretëritë e jetës, nga bakteret e lashta deri te bimët dhe kafshët moderne. Kjo do të thoshte se viperina është një proteinë shumë e lashtë që ka evoluar herët në jetë, ndoshta shumë përpara ardhjes së organizmave shumëqelizorë, sepse edhe bakteret duhet të luftojnë infeksionet virale.

Ndërsa format më komplekse të jetës evoluuan, viperina u mbajt dhe u integrua në sistemet komplekse imune të kafshëve moderne. Kështu, ky krah i zbuluar së fundmi i mbrojtjes së sistemit tuaj imunitar kundër viruseve ka të ngjarë të jetë më i lashtë.

Top Channel