Zakaj so virusi uporabni: zdravljenje raka, genska terapija, biotehnologija, industrija

Rak, ki ga nekateri primerjajo s kugo modernega časa, je pravzaprav oznaka za ogromno množico različnih obolenj, ki jih združuje ena skupna lastnost. Zaradi različnih razlogov se v določenem tipu celic v telesu zgodi mutacija, zaradi katere celice prenehajo opravljati svojo funkcijo in se začnejo nenadzorovano deliti. Na ta način porabljajo energijo in hranilne snovi v telesu in izrivajo zdrave celice, zaradi česar je nezdravljena bolezen smrtna. Vzroki za mutacije so nadvse različni, prav tako pa so različne metode zdravljenje. Klasične metode so kirurška odstranitev malignega tkiva, njegovo obsevanje in kemoterapija. V vseh primerih poizkušamo iz telesa odstraniti ali ubiti rakave celice, pri čemer se kolateralni škodi na zdravih celicah ne moremo izogniti; stranski učinki obsevanja in kemoterapije so strašni.

V zadnjih letih pa postaja vedno bolj aktivno področje raziskav tudi povezava med virusi in rakom. Čeprav mnogokrat rak vznikne zaradi genetskih ali okoljskih (sevanje ali izpostavitev kancerogenim snovem) vzrokov, ga lahko povzročijo tudi virusi. Najbolj znan primer so humani papilomavirusi (HPV), ki so znani povzročitelji raka materničnega vratu. Raziskovalci so za to ugotovitev in izdelavo cepiva leta 2008 dobili Nobelovo nagrado za medicino. Cepljenje proti nekaterim vrstam HPV je rutinsko in se izvaja tudi v Sloveniji. Niso pa HPV edini onkogeni virusi; zelo znan je še Epstein-Barr.

Narava ima smisel za ravnovesje, zato poleg onkogenih virusov obstajajo tudi onkolitični virusi. Gre za viruse, ki najraje napadajo rakave celice in jih uničujejo, zaradi česar so potencialno zelo uporabni za zdravljenje raka. Ideja je stara že nekaj časa, saj so že pred šestdesetimi leti opazovali, kako so bolniki z rakom po okužbi s hepatitisom B ali virusom zahodnega Nila kazali začasno izboljšanje stanja. Očitno torej virusi interagirajo z rakavimi celicami, čeprav omenjeni primerki že sami po sebi povzročajo dovolj škode.

Intenzivne raziskave pa so se začele pred približno dvajsetimi leti, ko se je izkazalo, da je virus prehlada v miših pobil 60 odstotkov tumorskih celic. Kazalo je, da smo na pragu revolucije, a na koncu se virus v ljudeh ni obnesel najbolje, tako da so predklinične teste ustavili. Izkazalo se je namreč, da imamo ljudje zaradi stalnega napadanja adenovirusov (kamor sodi prehlad) zelo razvito obrambo proti njim. Imunski sistem je zato zmlel virus, ki bi potencialno raje napadel rakave celice.

Sedaj pa znanstveniki na Univerzi Penn State spet optimistično raziskujejo nov adenovirus, ki napada izključno rakave celice. Virus AAV2 se je izkazal kot odličen napadalec rakavih celic. Znanstveniki so najprej opazili, da ljudje s tem virusom nimajo raka materničnega vratu, medtem ko so bili vsi oboleli za rakom neokuženi s tem virusom. Nadaljnje raziskave so pokazale, da AAV2 okuži zdrave človeške celice, a v njih miruje (podobno kot je večino svojega cikla latenten tudi virus herpesa). Ko pa AAV2 okuži rakave celice, jih v približno tednu dni popolnoma pomori. Rezultati so bili sprva le za celice raka materničnega vratu, a so tudi pri ponovitvah z drugimi rakavimi celicami ugotovili podobno opustošenje.

Na Kitajskem so zaradi manj strogih standardov ti preizkusi že dlje, tako da se virus H101 že uporablja. V ZDA trenutno potekajo klinični preizkusi na bolnikih z melanomom v zadnjem in predzadnjem stadiju, ki jih eksperimentalno zdravijo z modificiranim virusom herpesa. Toda kakršnikoli klinični testi AAV2 so še leta v prihodnosti. Poleg tega ima AAV2 še druge potencialne možnosti uporabe; uporabili bi ga lahko tudi za vnos popravljenega genskega materiala ljudi. Genska terapija je sveti gral medicine, s katerim se odprla povsem nova polja zdravljenja bolezni. Do tega nas po najbolj optimističnih scenarijih loči še vsaj 20 let, saj je postopek registracije zdravil pri FDA izjemno zapleten in terja obsežno predklinično testiranje in tri faze kliničnih testov.

Virusi imajo pravzaprav po krivem negativen prizvok. Ti majhni skupki genskega materiala (DNK ali redkeje RNK) s proteinsko kapsido, ki so tako poenostavljeni, da se naravoslovci še danes niso poenotili, ali sodijo med živo ali polživo naravo, imajo v naravi izjemno pomembno funkcijo. Najbolj poznani so sicer virusi, ki napadajo ljudi in živali, ker povzročajo največ škode, a številčno je celo več virusov, ki napadajo rastline ali bakterije (ti se imenujejo bakteriofagi). Rastlinski virusi so zaradi težavnega gojenja raziskani slabše, a prav tako pomembni - znamenit primer je virus tobačnega mozaika, ki povzroča škoda na nasadih tobaka. Bakteriofagi se danes rutinsko uporabljajo v biokemijskih laboratorijih za vnos genskega materiala v celice, njihova uporaba pa se povečuje tudi v industriji. Eden izmed manj znanih, a zelo zanimivih primerov uporabe, je konzervacija hrane. Sadje in zelenjavo lahko pred transportom in prodajo posujejo z bakteriofagi, ki uničijo bakterijo, ki povzročajo gnitje hrane in s tem veliko gospodarsko škodo. Uporaba virusov za zdravljenje raka je le še eden izmed mnogoterih načinov izrabe virusov v naš prid.