Odgovori na postavljena pitanja - Biologija

Filovirusi virusi se ubrajaju u porodicu Filoviridae. Članovi ove virusne skupine dobili su naziv po nitastim virusnim česticama, a u fokus ljudskog interesa došli su 1967. godine kad su izbile prve epidemije hemoragijske groznice u Marburgu, Frankfurtu (Njemačka) i Beogradu (tada Jugoslavija) među zaposlenicima laboratorija koji su priređivali stanice bubrega afričkih zelenih majmuna za rast in vitro (tada uobičajen postupak za dobivanje poliovirusne vakcine). Zaraženi majmuni bili su dopremljeni iz Ugande i podlegli su bolesti prouzročene filovirusom Marburg. U ljudi je prosječna stopa smrtnosti u epidemijama virusa Marburg bila oko 30%. Kasnije je dolazilo do manjih epidemija prouzročenih virusom Marburg, ali 1976. se prvi put pojavio kao ljudski patogen u Zairu i Sudanu i drugi član obitelji Filovoridae, virus Ebola, nazvan po rijeci koja tuda protječe. Poznata su četiri soja (vrste) virusa Ebola, a soj Reston izoliran je na u istoimenom gradu u Virginiji (SAD) iz majmuna uvezenih s Filipina. Iako izaziva opasnu hemoragijsku groznicu u majmuna, nije patogen za ljude i razlikuje se od zairskog soja virusa Ebola koji kod ljudi može izazvati bolest sa stopom smrtnosti od 75%. Otkriće virusa Ebola-Reston inspirirao je Richarda Prestona za knjigu "The Hot Zone".

Istraživanje filovirusa vrlo je teško jer su uglavnom iznimno patogeni za ljude, pa se o molekularnoj biologiji filovirusa ne zna dovoljno. Usprkos tome uspjelo je određivanje nukleotidnog slijeda genoma virusa Marburg i Ebola. Genomi se uglavnom sastoje od oko 19 000 nukleotida koji su dio nesegmentiranog jednostrukog lanca ribonukleinske kiseline koja ne služi kao poruka za sintezu proteina odnosno kao glasnička (messenger ili mRNA). Ovakve genome nazivamo genomima negativne polarnosti (-)RNA upravo zato što ne mogu služiti kao izravna uputa za sintezu virusnih proteina u stanici, već se moraju prilikom ulaza u citoplazmu najprije prepisati u RNA suprotne polarnosti tj. (+)RNA. Prepisivanje genomske virusne (-)RNA u (+) tj. mRNA obavlja virusni protein, enzim RNA-ovisna RNA-polimeraza, koji u stanicu stiže pakiran u virusnoj čestici. Čestice filovirusa u genomu nose informaciju za sintezu ukupno 7 ili 8 virusnih proteina. Osim spomenute RNA-polimeraze koja služi u replikaciji, virusni proteini služe i za pakiranje i zaštitu virusnog genoma. Tako se proteini NP, VP30, VP35 i sama RNA-polimeraza blisko povezuju s virusnim genomom i tvore spiralnu nukleokapsidu. Postoje još dva proteina čiji položaj u čestici nije još točno određen, ali moguće je da tvore još jedan zaštitni sloj oko nukleokapside. Na površini čestice je omotač koji nastaje iz dijelova stanične membrane kad čestica pupanjem izlazi iz zaražene stanice. Taj vanjski lipidni omotač virusa je lipidni dvosloj u koji su umetnuti razni stanični i dva virusna proteina.

Opisani genom filovirusa zapravo je smješten u sasvim specifične čestice prepoznatljive u elektronskom mikroskopu. Čestice su promjera 80 nm, a duljine im variraju od 130 do 14000 nm. Ipak, prosječna duljina čestice za virus Marburg je 790, a Ebola 970 nm. Čestica virusa Ebola često na kraju niti ima djetelinastu strukturu, a kod čestica virusa Marburg na jednom kraju "zavijutak" može biti takav da cijela čestica izgleda kao pastirski štap, kuka, šestica, pa čak i kao prsten. Ovakve pojavu različitih oblika čestica neke virusne vrste nazivamo pleomorfizam. Elektronske mikrografije spomenutih čestica naći ćete na internet-adresama:

• www.cdc.gov/ncidod/dvrd/spb/mnpages/dispages/filoviruses.htm

Ukoliko su čestice različite duljine, znači li to da neke imaju potpuni, neke manjkavi, a druge pak genom s ponovljenim informacijama? To je vjerojatno jedno od objašnjenja ovoga fenomena, a ujedno i jedan od izvora raznolikosti i promjenjivosti filovirusa. Općenito govoreći, filovirusi bi se mogli svrstati u viruse koji brzo evoluiraju. Tome ima više uzroka. Jedan je svakako tip genoma ((-)RNA) koji posjeduju. U replikaciji takvog genoma sudjeluje RNA-polimeraza, a ona u pravilu proizvodi kopije koje imaju više pogrešaka od DNA-kopija jer enzimi koji sintetiziraju molekule DNA provjeravaju točnost novosintetiziranih lanaca. Štoviše, kod filovirusa se od ulaska virusa do izlaska nove čestice s novom kopijom genoma mora odvijati sinteza međuprodukta ((+)RNA), dakle, to je dodatna faza u virusnom ciklusu i dodatni izvor mutacija. Poznato je da kod zaraze stanice s dva različita soja virusa može doći do rekombinacije genoma tih sojeva, pa nastaju "mozaični" sojevi koje ljudski imunološki sustav ne prepoznaje i teško se od njih brani. Ujedno, mutacijski događaji se češće bilježe ako se replikacija virusa zbiva brzo. Iako je teško doći do konkretnih eksperimentalnih podataka o brzini evolucije filovirusa, indirektna potpora svemu navedenom je sličnost genomske strukture i organizacije filovirusa i brzo-evoluirajućih virusa iz reda Mononegavirales (virusi s jednostrukom RNA negativne polarnosti) u koje spada i virus gripe (porodica Orthomyxoviridae), ali virus gripe je jeko promjenjiv i još brže evoluira zbog toga što ima segmentiran genom tj. različiti sojevi kod pakiranja genoma u nove čestice mogu izmjenjivati komadiće genoma. Unatoč činjenicama koje govore u prilog razmjerno brze evolucije filovirusa, tješi činjenice da nije dokazan prijenos ovog virusa s čovjeka na čovjeka kapljično, da su izbijanja bolesti sporadična, da su ozbiljnije epidemije za sada geografski dosta ograničene na područja samo nekolicine afričkih država i da će takve, uz karantenske i ostale mjere, vjerojatno i ostati (www.who.int/disese-outbreak-news/).

Doc. Dr. Dijana Škorić
Botanički zavod
Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb