Latem ubiegłego roku, specjalista od chorób zakaźnych Gregory Poland poznał pacjenta w Mayo Clinic (Rochester w stanie Minnesota) u którego pomimo gorączki, wysypki i niewydolności nerek lekarze nie potrafili zdiagnozować choroby. Dopiero długie godziny rozmów z pacjentem, przekopywanie się przez jego historię medyczną oraz historię miejsc w których bywał pozwoliły specjaliście ustalić potencjalną przyczynę. Aby upewnić się co do swojej teorii, wysłał próbkę surowicy do naukowców z Amerykańskiego Centrum Kontroli Chorób i Prewencji w Atlancie. Instytut ten stwierdził, że pacjent Polanda zaraził się wirusem Chikungunya (wymawiane: “Czikungunja”).

VirScan

Takie sytuacje, jak wyjaśnia Poland nie należą do rzadkości. „Nie uwierzycie jak często nie wiemy, co się dzieje”. Gdy testy na wszystkie podejrzane infekcje wracają z  wynikiem negatywnym trudno ustalić, jakie kolejne kroki należy podjąć. Dodaje także, że niektóre czynniki chorobotwórcze są bardzo rzadkie. „Istnieją wirusy, które znam tylko z nazwy i nigdy nie miałem z nimi doświadczenia”.

Dzięki metodzie opisanej 4 czerwca w magazynie Science wkrótce możliwe będzie przebadanie pacjentów, stwierdzając czy ten zaraził się jakimkolwiek (ludzkim) wirusem tropikalnym wykrytym w przeszłości. Wirusolog Stephen Elledge z Harvard Medical School i Women’s Brigham Hospital w Bostonie i jego współpracownicy stworzyli taki test, zwany “VirScan,” z układu obrazowania ich autorstwa opartego na bakteriofagach zaprojektowanego w 2011 roku. Naukowcy zaprogramowali każdego faga w celu odwzorowania unikalnego peptydu wirusowego, produkując w ten sposób 100 peptydów każdej z 206 znanych próbek odmian wirusów tropikalnych.

Zespół łączy fagi z surowicy pobranej od 569 dawców w USA, Tajlandii, Peru i RPA, umożliwiając przeciwciałom w każdej próbce powiązać z ich docelowymi peptydami. Następnie badacze wyodrębnili kompleksowo przeciwciała peptydo-fag, potem wyodrębnili DNA każdego z nich. Sekwencje, które można odczytać miliony razy przedstawiają peptydy rozpoznane przez antyciała, wyjawiając, które wirusy były w przeszłości zwalczane przez układ odpornościowy dawcy.

„To daleko przekracza wszystko co sądziliśmy o reakcji ludzkich antyciał na wirusy” powiedziała Kristine Wyle, mikrobiolog z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis, która nie brała udziału w pracach.

Wylie i pozostali naukowcy jak ona katalogowali żywe wirusy żyjące wewnątrz oraz na ciele ludzkim od lat, zwykle szukając w krwi i innych tkankach ich sekwencji DNA oraz RNA. Jak twierdzi „Zdrowi ludzie są nosicielami wielu wirusów, nie wykazując jednocześnie żadnych objawów”. Wiedza o historii wirusowej może usprawnić opiekę nad zdrowiem pacjentów. Na przykład, dobrze jest wiedzieć, czy pacjent zmuszony rozpocząć chemioterapię jest nosicielem wirusa, który może dać o sobie znać podczas kuracji.

Wykrycie obecności wirusa zależy od znalezienia jego genów, jednakże muszą one występować w wysokich ilościach i w łatwo dostępnych płynach lub tkankach. Używając jedynie surowicy krwi wykrycie przeciwciał wyprodukowanych na skutek infekcji w odpowiedzi na wirusy możliwe jest po tygodniach lub dekadach. Zwykle ogranicza się to do badania przeciwko jednemu wirusowi za jednym razem. Zdaniem Polanda badania dla wielu wirusów na raz jest obecnie zbyt drogie i wymaga pobrania zbyt dużej ilości krwi od dawcy, aby wykonywać je rutynowo.

VirScan wymaga tylko jednej kropli krwi, żeby zrobić za około 25$ obrazy antyciał przeciwko 206 wirusom, obejmując przy tym 1000 różnych szczepów.  Stosując tą technikę zespół Elledge’a zidentyfikował wysoki współczynnik występowania popularnych wirusów takich jak wrius Epsteina-Barr (znaleziono w 87 procent dorosłych dawców matryc) i wirusa nieżytu nosa (w 70 procentach), z których jak powiedziała Wylie, wiedziała o takich statystykach, ale u dorosłych nie występowały widoczne objawy.

Niektóre wirusy pojawiały się w mniejszej częstotliwości, niż oczekiwano. Na przykład Grypa wydaje się mieć wpływ tylko na 53 procent dawców, a na ospę wietrzną tylko 24 procent. Zespół Elledge wskazuje jednak, że pozornie niskie występowanie w wynikach mogą być spowodowane ograniczeniami testu: zastosowane 56 aminokwasów peptydów użyte w VirScan mogą być za krótkie, aby przyciągnąć przeciwciała, które łączą się tylko z dłuższymi, zwiniętymi peptydami zwanymi potocznie epitopami konformacyjnymi. Mimo to zespół wykrył antyciała reagujące przeciwko 4,406 unikalnych epitopach, z których większość nigdy nie była opisana w immunologicznej bazie danych epitopów (Immune Epitope Database).

Niespodziewanie, każda osobna próbka wykazywała silną reakcje na zaledwie trzy lub mniej peptydów na wirusa, uodparniając te peptydy, a te stawały się Immunodominujące. Chociaż takie peptydy nie zawsze są najlepsze do samych szczepionek, zespół Elledge twierdzi, że nadal mogą być przydatne do zaprojektowania takiej szczepionki. „Brak efektów próby uzyskania odpowiedzi immunologicznej można wykorzystać na swoją korzyść” – powiedział.

Poprawki nad VirScan, takie jak dołączenie epitopów konformacyjnych oraz zmniejszenie reaktywności krzyżowej pomiędzy wirusami o podobnych białkach, są aktualnie opracowywane, twierdzi zespół Elledge. W przyszłości zespół ten chce poszerzyć swoje podejście do obrazowania innych patogenów.

Mówiąc o przyszłości, Poland widzi miejsce dla VirScan w klinikach. „Oni dokonali by realnego postępu, dzięki czemu ta technika mogłaby przestać być postrzegana jako wymysł”, powiedział. „Jeśli uda im się udoskonalić to i ruszyć do przodu wszystko się zmieni”.

 

Źródło: the-scientist.com

Polecane:

Jądro Ziemi może być o wiele gorętsze niż sądzono, może mieć temperaturę taką jak Słońce na powierzc...
Londyn, UK - Szyby w wieżowcu na kształt wklęsłego zwierciadła, skupiły wiązkę światła słonecznego n...
Kosmiczny teleskop Sentinel, będzie skanował w podczerwieni Układ Słoneczny w celu szukania groźnych...
Norwegia - W każdej chwili może się rozpaść góra Mannen
Japonia - W ciągu doby spadł ponad metr śniegu, nie żyją co najmniej 3 osoby
USA - W Kalifornii wystąpiły ogromne opady, tak mokro nie było od ponad 100 lat, pojawiły się błyska...
Australia - Superkomórka burzowa w Queensland [Video]
USA - Dwie strzelaniny w Austin w Teksasie, zginęła co najmniej jedna osoba, wiele osób rannych
Chile - Czwarty tydzień trwają największe pożary lasów w historii kraju, spaliło się już 290 tysięcy...