virus är bland de största hoten mot mänskligheten, med den nuvarande pandemin som visar hur dessa patogener kan stänga ner länder, stoppa hela industrier och orsaka outsägligt mänskligt lidande när de sprider sig genom samhällen.
virus har också utvecklats på ett sådant sätt att de är svåra att döda. Vad gör dem, inklusive coronavirus, så knepigt att bota?
en del av problemet är arten av virus själva., De finns som freeloading zombies – inte riktigt död, men absolut inte levande.
”virus gör egentligen ingenting – de är effektivt inerta tills de kommer i kontakt med en värdcell”, säger Derek Gatherer, en virolog vid Lancaster University i Storbritannien. ”Men så snart det händer, slår de på och kommer till liv.”
den udda sminken av dessa smittämnen är en del av det som gör dem svåra att besegra. Jämfört med andra patogener, såsom bakterier, är virus minuscule., Och eftersom de inte har något av kännetecknen för levande saker-en metabolism eller förmågan att reproducera sig själv, till exempel-är de svårare att rikta sig mot droger.
”det faktum att de inte lever betyder att de inte behöver spela med samma regler som levande saker spelar av”, säger Britt Glaunsinger, en virolog vid University of California, Berkeley.
fullständig täckning av coronavirusutbrottet
antibiotika, som används för att bekämpa bakterieinfektioner, attackera bakteriens cellväggar, blockera proteinproduktion och stoppa bakterier från att reproducera., Men de är inte effektiva mot virusinfektioner, eftersom virus inte utför någon av dessa processer på egen hand. Snarare måste virus invadera och ta över värdceller för att replikera.
men ett virus kan inte bryta sig in i någon cell i kroppen. I stället kommer ett av dess proteiner att binda till ett annat protein-som liknar en nyckelmontering i ett lås-vilket sedan gör det möjligt för viruset att kapa vissa celler., Med detta utbrott passar coronavirusets så kallade spikprotein i första hand ” lås ” som är närvarande på lungceller, varför COVID-19, den sjukdom det orsakar, huvudsakligen är en respiratorisk sjukdom.
När invasionen sker omvandlas cellen i huvudsak till en fabrik som spottar ut hundratals och hundratals kopior av viruset, baserat på instruktioner kodade i sitt genetiska material — RNA eller ribonukleinsyra, i fallet med coronavirus.,
”det fungerar i princip som en tjuv inuti cellen, stjäl alla cellulära maskiner och återanvänder dessa maskiner för att göra mer av viruset”, sa Glaunsinger.
människokroppen har utvecklat försvarssystem för att skydda mot dessa typer av infektioner.
först har celler ett inbyggt larmsystem för att upptäcka virala invaders., Närvaron av en inkräktare utlöser vad som kallas ett medfödd immunsvar, vilket kan innebära att värdcellen släpper ut ett protein som försöker störa virusets replikation eller kan involvera immunsystemet som försöker stänga av de kompromissade cellerna.
men ibland är dessa försvarsmekanismer inte tillräckligt.,
”Ibland om du har en hög dos av virus eller om ett virus har hittat sätt att undvika dessa skyddsåtgärder, kan detta medfödda svar kräva förstärkningar”, säger Charles Rice, chef för laboratoriet för virologi och infektionssjukdom vid Rockefeller University i New York City.
arbetet med dessa förstärkningar för att försöka besegra viruset är vanligtvis det som orsakar symtomen på en virusinfektion — med andra ord är det vid denna tidpunkt när en person kan komma ner med feber och börja känna sig sjuk.,
men virus är lömska, Glaunsinger sade, och de kan ofta flyga under radarn och orsaka en hel del skador innan några larm utlöses och eventuella förstärkningar kallas in. När ett immunsvar slår in är det ofta för sent.
”vid den tiden har viruset redan förstärkts, det har redan överförts från den personen till andra människor, och ingen känner sig hemsk ännu”, sa hon.,
när immunsystemet slutligen utlöses kan det också sparka in överväxeln, vilket orsakar det som kallas en cytokinstorm, som tros vara roten till några av de allvarligaste koronavirusfallen.
”det finns många data som kommer ut att en del av skadan kan bero på ett mycket starkt och livligt immunsvar, där kroppen kämpar tillbaka och slags kastar allt det har på viruset”, säger Dr.Adam Lauring, en docent i mikrobiologi och immunologi vid University of Michigan i Ann Arbor., ”Även om det kan kontrollera viruset, det orsakar också en hel del skador på lungorna.”
ladda ner NBC News-appen för full täckning och varningar om coronavirusutbrottet
det extrema immunsvaret kan förvärra lunginflammation och orsaka allvarlig inflammation hos de sjukaste patienterna, sa samlaren.
virusets förmåga att undvika upptäckt är en annan anledning till att det är svårt att behandla med mediciner.,
”ju tidigare du tar drogerna, desto bättre, men när någon kommer in i en klinik har det redan varit mycket tillväxt av viruset, så droger kan sakta ner viruset, men det kan vara för sent att stoppa skadan vid den tiden”, sa Lauring.
antivirala läkemedel är också utmanande att utveckla, eftersom de måste arbeta mycket specifikt för att bekämpa vissa virus. Det skiljer sig från antibiotika, som kan behandla en mängd olika bakterieinfektioner.,
”de funktioner som antibiotika riktar sig mot-cellväggen eller den skyddande beläggningen av bakterier — de sakerna är desamma för många olika typer av bakterier”, sa Glaunsinger. ”Det är därför du kan generera ett läkemedel som penicillin som inte fungerar mot en bakterie men många.”
men eftersom virus kapar mänskliga celler, kan antivirala läkemedel inte lätt rikta samma funktioner utan att göra ännu mer skada på värden., Virus är också mer varierade, så även patogener som är nära besläktade – som det nuvarande coronaviruset och coronaviruset som orsakar SARS — svarar inte nödvändigtvis på samma behandlingar. På samma sätt är läkemedel som används för att behandla herpes simplexviruset inte effektiva mot andra herpesvirus.
och eftersom virus har olika ”nycklar” för att bryta sig in i celler, finns det färre vanliga mål för droger för att blockera infektioner.
”det finns inte en vanlig akilleshäl för alla dessa virus”, säger Rice. ”Virus är bara för olika.,”
även när antivirala läkemedel är tillgängliga för vissa virus, botar de inte nödvändigtvis infektionen. Läkemedel som används för att behandla HIV, till exempel, är effektiva för att undertrycka virusreplikation men inte utrota det. Säsongsinfluensa kan behandlas med ett antiviralt läkemedel som kallas Tamiflu, vilket kan bidra till att förkorta sjukdomsperioden, men det är vanligt att kunna upptäcka viruset även efter att en patient återhämtar sig, säger Lauring.,
kanske är det enda viruset som verkligen kan botas av droger hepatit C, enligt ris, vilket resulterar i att viruset utrotas efter behandling.
virusets motståndskraft är vad som har gjort dem till ett sådant hot genom historien, från influensapandemik till utbrott av Ebola. Och deras förmåga att snabbt utvecklas, i kombination med utmaningarna att utveckla behandlingar och botemedel, kommer att se till att de förblir ett betydande hot.
”Virus vill bara göra mer av sig själva och hitta nya värdar att infektera”, sa Lauring. ”Det är verkligen den starkaste överlevnaden.,”