SARS-CoV-2 Koroonaviiruse Visuaalne Juhend

Mida teadlased teavad kogu maailma nakatanud patogeeni sisemisest toimimisest

Kõigi uudse koronaviiruse ja selle põhjustatud haiguse COVID-19 kohta allesjäänud saladuste kohta on teadlased üllatavalt lühikese aja jooksul genereerinud uskumatult palju peeneteralisi teadmisi.

Planeetil võivad elada tuhanded erinevad koronaviirused. Neist neli vastutavad paljude meie tavaliste külmetushaiguste eest. Kaks teist on juba vallandanud murettekitavad haiguspuhangud: 2002. aastal põhjustas koronaviirus raske ägeda respiratoorse sündroomi (SARS), mis tappis üle 770 inimese kogu maailmas, ja 2012. aastal alustas teine tüvi Lähis-Ida respiratoorse sündroomi (MERS) võtmist, võttes üle 800 elab. SARS põles aasta jooksul läbi; MERS viibib endiselt.

Uusim koronaviirus, SARS-CoV-2, on osaliselt tekitanud palju surmava pandeemia, sest kui inimene on nakatunud, võib see pikka aega märkamatult lebada. Isik, kellel oli SARS-i koronaviirus, edastas seda alles 24–36 tundi pärast selliste sümptomite ilmnemist nagu palavik ja kuiv köha; inimesed, kes tunnevad ennast halvasti, võivad olla isoleeritud, enne kui nad teised haigeks teevad. Kuid inimesed, kellel on COVID-19, võivad viiruse edasi anda enne, kui neil on selged sümptomid. Nakatunud mehed ja naised ei tunne end halvasti, töötavad, pendeldavad, ostlevad, söövad väljas ja osalevad pidudel, samal ajal hingates koronaviirust ümbritsevate inimeste õhuruumi. Viirus võib inimkehas jääda avastamata nii kaua, osaliselt seetõttu, et selle genoom toodab valke, mis viivitavad meie immuunsussüsteemi häiret andma. Samal ajal surevad kopsurakud, kui viirus salaja paljuneb. Kui immuunsüsteem kõnet kuuleb, võib see üle minna, lämmatades just need rakud, mida ta üritab päästa.

Järgnevas graafikas esitab Scientific American üksikasjalikud selgitused, mis kehtivad juuni keskpaigast, kuidas SARS-CoV-2 hiilib inimese rakkudesse, teeb endast koopiaid ja puruneb paljude teiste rakkude sisse imbumiseks, laiendades nakkust. Näitame, kuidas immuunsüsteem üritaks tavaliselt viirusosakesi neutraliseerida ja kuidas CoV-2 suudaks selle pingutuse blokeerida. Selgitame mõningaid viiruse üllatavaid võimeid, näiteks võimet korrigeerida uusi viiruse koopiaid, kui neid tehakse, et vältida mutatsioone, mis neid hävitavad. Ja me näitame, kuidas ravimid ja vaktsiinid võivad sissetungijatest ikkagi üle saada.

Kui viroloogid saavad rohkem teada, värskendame seda graafikat oma veebisaidil (www.scientificamerican.com). Suuremad teadmised võivad suurendada inimeste võiduvõimalusi.

Viiruste invasioon ja immuunreaktsioon

SARS-CoV-2 osake satub inimese ninna või suhu ja hõljub hingamisteedes, kuni see harjab vastu kopsurakku, mille pinnal on ACE2 retseptor. Viirus seondub selle rakuga, libiseb sisse ja kasutab raku masinat, et aidata endast koopiaid teha. Nad puhkevad, jättes raku surnuks, ja tungivad teistesse rakkudesse. Nakatunud rakud saadavad immuunsüsteemile häireid, et proovida haigustekitajaid neutraliseerida või hävitada, kuid viirused võivad signaale ennetada või kinni pidada, ostes aega paljunemiseks enne, kui inimesel sümptomid ilmnevad.

Narkootikumide ja vaktsiinide sekkumine

Kaubandus- ja ülikoolilaborid uurivad COVID-19 - SARS-CoV-2 viiruse põhjustatud haiguse vastu võitlemiseks - üle 100 ravimi. Enamik ravimeid ei hävitaks viirust otseselt, kuid häiriksid seda piisavalt, et keha immuunsüsteem saaks nakkuse puhastada. Viirusevastased ravimid peatavad tavaliselt viiruse seondumise kopsurakkudega, takistavad viiruse paljunemist, kui see rakku tungib, või summutavad immuunsüsteemi ülereageerimist, mis võib nakatunud inimestel põhjustada tõsiseid sümptomeid. Vaktsiinid valmistavad immuunsüsteemi ette tulevase infektsiooni kiireks ja tõhusaks võitlemiseks.

Tähelepanuväärne ja salapärane koronaviiruse genoom

SARS-CoV-2 genoom on RNA ahel, mis on RNA viiruste piiri lähedal umbes 29 900 alust. Gripil on umbes 13 500 alust ja nohu põhjustavatel rinoviirustel on umbes 8 000. (Alus on ühendite paar, mis on RNA ja DNA ehituskivi.) Kuna genoom on nii suur, võivad paljud mutatsioonid paljunemise ajal, mis viirust halvaks, kuid SARS-CoV-2 suudab koopiaid korrigeerida ja parandada. See kvaliteedikontroll on tavaline inimese rakkudes ja DNA viirustes, kuid RNA viiruste puhul väga ebatavaline. Pikal genoomil on ka lisageene, mida pole täielikult mõistetud, millest mõned võivad aidata meil immuunsüsteemi tõrjuda.

Koroonaviiruse puhangu kohta lugege lähemalt siit Scientific American. Ja lugege meie rahvusvahelise ajakirjade võrgustiku kajastusi siit.