O zlých a hodných virech, a také jak nevypustit Krakena

Milý Micíku, jestlipak víš, proč jsou RNA viry, třeba právě koronaviry, na nás obvykle zlejší než DNA viry? Že ne? Tak nastav ouško, ano, jedno stačí, a poslouchej.

Nedávno jsme si tady povídali o superinfekcích. Při nich se dostane do jednoho hostitele dva nebo více geneticky odlišných kmenů parazita. Ty pak mezi sebou vlastně závodí, který z nich stihne nakazit víc nových hostitelů do doby, než jim ten jejich zemře, nebo než se uzdraví. Při jednoduché infekci si může parazit svého hostitele šetřit a rozmnožuje se proto pomalu. Říkáme, že si optimalizuje rychlost množení, aby tím maximalizoval své reprodukční číslo. Při superinfekci se parazitům jakékoli ohledy na zdraví hostitele nevyplácí. Proč by si měli svého hostitele šetřit a množit se kvůli tomu pomalu, když jim ho v mezičase zabije méně ohleduplný, rychle se množící konkurent? Při superinfekci zvítězí – tedy zanechají nejvíce potomků – ti paraziti, kteří se rozmnožují maximální, nikoli optimální rychlostí. I proto je tak důležité pomocí roušek a omezování hromadných akcí snižovat riziko, že bude jedinec nakažen větším množstvím kmenů parazita současně, tedy že bude docházet k superinfekcím. Pomalé promořování populace je pro nás zkrátka z mnoha důvodů mnohem lepší než promořování rychlé.

Úplně stejný důsledek jako superinfekce mají mutace. Při superinfekcích přicházejí geneticky odlišní konkurenti zvenku, při mutacích vznikají v důsledku chyb při kopírování nukleových kyselin přímo mezi potomky parazita. Při kopírování RNA vzniká víc chyb než při kopírování DNA. Proto viry, co mají geny zapsané v RNA (RNA viry), mutují mnohem rychleji než viry, co mají geny zapsané v DNA (DNA viry). Někteří z mutantů jsou zlejší, někteří naopak hodnější než jejich rodič. Ti zlejší, co se množí rychleji, se ovšem do okamžiku smrti či uzdravení hostitele namnoží více a nakazí tak víc hostitelů. Ti úplně nejzlejší, co by svého hostitele zabili skoro okamžitě, však mají také smůlu – nakažený jedinec obvykle stihne nakazit méně než jednoho nenakaženého, a tak se nákaza v populaci nemůže šířit. Závod nakonec vyhraje ten mutant, který má ze všech největší rychlost množení, a přitom ještě stihne nakazit alespoň jednoho nenakaženého – má reprodukční číslo alespoň o ždibíček vyšší než 1. Čím rychleji určitý druh parazita mutuje, tím častěji dochází uvnitř těla hostitele k závodu o co nejvyšší rychlost množení a v důsledku toho o co nejvyšší virulenci.

Tak, Micíku, to je pro dnešek všechno. Teď se běž popelit na sluníčko na dvorek. A ne abys zase pokousal sousedovic kocourka Jonáška. To hodní kocouři nedělají. Aspoň do včerejška jsem si to myslel.

Ívinko, kočko jedna přemoudřelá, hned se přestaň mračit. O mutátorech jsem Micíkovi neřekl schválně, aby se jich nebál. Ty jsi na mě tuhle syčela, tak ti o nich za trest povím. Mutátoři jsou většinou paraziti, kterým zmutoval některý gen řídící přesnost kopírování DNA či RNA. V důsledku toho mutují třeba stokrát častěji než nemutátoři. Druhy parazitů, u kterých se mutátoři vyskytují častěji, mívají v průměru vyšší virulenci (jsou zlejší) než druhy jiné. Hlavní nebezpečí mutátorů spočívá v tom, že se u nich mnohem častěji může u jednoho jedince vyskytnout více mutací najednou. Jestliže má totiž mutátor 100 větší pravděpodobnost vzniku jedné mutace než nemutátor, má automaticky i 10 000 větší pravděpodobnost současného vzniku dvou mutací než nemutátor. Pro vznik evoluční novinky je občas nutný současný vznik několika mutací. Jedinci s kteroukoli z nich se množí pomaleji než jedinec bez mutace. Když se však příslušné mutace vyskytnou současně, bude se příslušný mutant množit mnohem rychleji a bude tak škodit mnohem více. U nemutátorů je současný výskyt několika mutací vzácný, kdežto u mutátorů k němu tu a tam dojde. Jakmile tedy v těle hostitele vznikne mutací genu pro opravu DNA nebo RNA mutátor, hrozí nebezpečí vzniku mimořádně zlé varianty parazita.

Neříká se mi to Ívinko úplně snadno, ale slavný remdesivir sice hlavně způsobuje zastavení replikace virové RNA, ale údajně by mohl i zvyšovat mutační rychlost. Pacientovi se díky léku uleví, hrozí však riziko, že v jeho těle budou vznikat varianty viru, které by za běžných podmínek vzniknout vůbec nemohly. Při klinickém využití tohoto léku tak musí být lékaři velmi opatrní, aby nechtěně "nevypustili Krakena", nezpůsobili vznik mimořádně virulentního kmenu parazita. Spokojená? Tak a teď jdi a nesyč více.