Sunt virușii vii, nu vii sau ceva între ele? Și de ce contează?

Ticălos. Ucigaş. Ameninţare. Din 2020, oamenii de știință și oficialii publici au folosit aceste cuvinte pentru a descrie SARS-CoV-2, virusul care provoacă COVID-19. Articole de știri, lucrări de cercetare și tweet-uri personifică în mod repetat virusul ca un tip rău care intenționează să ne omoare.

În același timp, intenționăm să-l omorâm, cu spălarea mâinilor, șervețele antiseptice, dezinfectant pentru mâini, înălbitor, chiar și roboți care distrug camerele de spital cu lumină ultravioletă. Cu toate acestea, conform celor mai mulți oameni de știință, am muncit din greu pentru a ucide ceva care nu este viu.

Oamenii de știință s-au certat de sute de ani cu privire la modul de clasificare a virușilor, spune Luis Villarreal, profesor emerit la Universitatea din California, Irvine, unde a fondat Centrul de Cercetare a Virușilor. În anii 1700, se credea că virușii sunt otrăvuri. În anii 1800, ele erau numite particule biologice. Până la începutul anilor 1900, au fost retrogradați la substanțe chimice inerte.

De-a lungul timpului, virușii au fost rareori considerați vii. Peste 120 de definiții ale vieții există astăzi și majoritatea necesită metabolism, un set de reacții chimice care produc energie. Virușii nu se metabolizează. De asemenea, nu se încadrează în alte criterii comune. Nu au celule. Nu se pot reproduce independent. Virușii sunt pachete inerte de ADN sau ARN care nu se pot replica fără o celulă gazdă. Un coronavirus, de exemplu, este o sferă la scară nanometrică alcătuită din gene învelite într-un strat gras și îmbrăcate cu proteine ​​​​pic.

Totuși, virușii au multe trăsături ale ființelor vii. Sunt făcute din aceleași blocuri de construcție. Se replic și evoluează. Odată ajunși într-o celulă, virușii își modifică mediul pentru a se potrivi nevoilor lor – construind organele și dictând genele și proteinele pe care le produce celula. Virușii giganți descoperiți recent – ​​care rivalizează cu dimensiunea unor bacterii – s-au descoperit că conțin gene pentru proteinele utilizate în metabolism, crescând posibilitatea ca unii viruși să se metabolizeze.

În plus, aproape fiecare regulă care exclude virușii din țara celor vii are propriile sale excepții. De exemplu, Rickettsia bacteriile sunt clasificate ca fiind vii, dar, ca și virusurile, se pot multiplica numai în alte celule. Toate ființele vii, de fapt, se bazează pe alte viețuitoare. Un singur iepure nu se poate reproduce singur, dar un iepure este cu siguranță în viață, nu?

Din aceste motive și altele, dezbaterea dacă virușii sunt sau nu vii continuă și astăzi. În 2004, virologii Marc HV Van Regenmortel de la Universitatea din Strasbourg din Franța și Brian Mahy, pe atunci de la Centers for Disease Control and Prevention din SUA, au definit virușii drept „entitati infecțioase nevii despre care se poate spune, în cel mai bun caz, că conduc un fel de viață împrumutată.”

Sau poate un virus poate fi atât neviu și în viaţă. În 2011, biologul Patrick Forterre de la Institutul Pasteur din Paris a susținut că virușii alternează între o stare inactivă (în afara unei celule) și o stare vie, activă metabolic (în interiorul unei celule), pe care el o numește virocelulă.

Pentru Forterre, virusurile sunt ca semințele sau sporii. Ei au potențialul de acțiune și acel potențial poate fi stins. Cel puțin, asta se potrivește cu experiența noastră de a investi timp și bani nesfârșit în încercarea de a ucide HIV, Zika, SARS-CoV-2 și multe altele.

imagine microscop alb-negru a virușilor
Complexitatea genetică a unor viruși giganți, cum ar fi Tupanvirusul prezentat aici, i-a determinat pe unii cercetători să se întrebe dacă virușii ar trebui clasificați ca nevii. Raportat în 2018, virusul are o carte de instrucțiuni genetice care este mai mare decât cea a unor bacterii.J. Abrahão et al/Nature Communications 2018

În timp ce dezbaterile privind clasificarea pot fi uneori frivole, în realitate modul în care vorbim despre viruși afectează modul în care aceștia sunt cercetați, tratați și eradicați.

Personificarea virușilor ca răufăcători și amenințări interferează cu o înțelegere reală a evoluției și a naturii, spune Colin Hill, specialist în boli infecțioase la University College Cork din Irlanda. Cei mai de succes virusuri sunt persistente și benigne; ele rămân latente în celule sau se reproduc lent, pentru a nu deteriora mașina de replicare a celulei. „Virușii și prada lor nu se luptă, ci dansează”, spune Hill. Totuși, așa rar le percepem.

Mai mult, din moment ce virușii sunt frecvent clasificați ca nevii, multe tipuri de infecții virale – mai ales atunci când virușii colonizează cu succes o gazdă într-o manieră persistentă, pe tot parcursul vieții, fără a provoca boli acute – sunt ignorate ca știință „apăsată”, spune Villarreal. „Gândește-te la asta ca și cum ai avea murdărie pe pantof”, spune el. La fel ca murdăria, unii oameni de știință consideră infecțiile virale persistente ca fiind pur și simplu o pacoste și, prin urmare, nu este urgent de studiat. De exemplu, un virus ADN numit poliomavirus este folosit în mod obișnuit în laboratoare pentru a studia modul în care virușii provoacă cancer. Cu toate acestea, deoarece gazdele virusului macaci rhesus rareori, sau vreodată, primesc tumori de la acesta, se știe puțin despre cum și de ce poliomavirusul persistă într-o populație de animale.

Dar înțelegerea unor astfel de infecții este extrem de importantă pentru omenire. „Un virus persistent într-o gazdă este adesea destul de urât într-o altă gazdă și asta este ceea ce ne confruntăm cu COVID”, spune Villarreal.

Virușii au fost ignorați și în alte moduri. Luați în considerare arborele vieții, un model și un instrument de cercetare folosit pentru a descrie evoluția în timp. Virușii sunt opriți în mod obișnuit, inclusiv în versiunile populare, cum ar fi Arborele Vieții Interactiv. Fără viruși, nu se poate înțelege pe deplin mecanismele evoluției, spune Hill.

„Virușii și prada lor nu se luptă, ci dansează.”

Colin Hill, specialist în boli infecțioase

Virușii sunt extrem de abundenți. Ei infectează toată viața celulară, de la bacterii unicelulare la elefanți, și sunt deosebit de dense în ocean, unde funcționează ca o rețea de reciclare gigantică, distrugând 20% din bacterii și alți microbi de acolo în fiecare zi pentru a elibera tone de carbon. , care este apoi folosit de alte microorganisme pentru a crește.

Pe tot globul, virusurile nu doar infectează celulele, ci lasă în urmă material genetic. ADN-ul viral este transmis nu numai de la o particulă virală la descendența sa, ci și la alți virusuri și alte specii. Din această cauză, secvențele genetice virale și-au stabilit permanent reședința în genomul tuturor organismelor, inclusiv al nostru, și ne bazăm pe ele. ADN-ul viral este necesar pentru formarea placentei mamiferelor; este crucial în creșterea embrionilor timpurii; iar sistemul imunitar înnăscut uman este alcătuit, parțial, din proteine ​​virale străvechi. Când o persoană se luptă cu COVID-19, o face cu ajutorul virușilor care ne-au colonizat celulele cu mult timp în urmă.

De fapt, unii oameni de știință consideră virușii ca fiind principala sursă de inovație genetică din lume. Virușii nu sunt o ramură lipsă a arborelui vieții; sunt țesute în fiecare mădular și frunză.

Oamenii de știință pot contesta întotdeauna dacă virușii sunt vii sau nu, dar sperăm că pot fi de acord asupra importanței virușilor pentru viața așa cum o cunoaștem. „Oricât ai vrea să te gândești la viață”, spune Villarreal, „virușii vor fi acolo”.