Virusul gripal de tip A încearcă să preia controlul direct al nucleului, acest creier al celulei. Aici este stocat ADN-ul celular, manualul de instrucţiuni pentru toate proteinele ei, care conţine nu doar planurile de realizare ci şi programarea ciclurilor de producţie. Aceste proteine determină dezvoltarea, funcţionarea, creşterea, comportamentul şi reproducerea celulei tale. Aşadar, cine controlează producţia de proteine va controla celula însăşi. Cum funcţionează acest lucru? Ei bine, ADN-ul tău constă din secvenţe mai scurte, numite gene, iar fiecare genă conţine instrucţiunile pentru fabricarea unei anumite proteine. Pentru a transfera instrucţiunile de la genă la proteină, această informaţie trebuie să fie transmisă dispozitivului de producere a proteinelor din celulă.
Cum transmit genele informaţia? Ei bine, în realitate ele nu fac nimic pentru că genele nu sunt altceva decât secvenţe din ADN-ul tău. Pentru a comunica informaţia stocată într-o genă restului celulei, fiinţele vii se folosesc de ARN. ARN-ul este o moleculă complexă şi fascinantă care îndeplineşte o mulţime de roluri cruciale. Dintre acestea, cel care ne interesează în acest context este acela de mesager care transmite instrucţiunile de fabricare de la gene la fabricile de proteine ale celulelor tale.
Iar aici intervin virusurile şi strică totul. În funcţie de modul lor de operare, ele încearcă în mai multe feluri să preia controlul asupra acestui minunat proces natural. Virusul gripal de tip A, de exemplu, aruncă pur şi simplu în nucleu mai multe molecule de ARN, iar acestea pretind că au fost produse de propriile tale gene, păcălind astfel celula care începe să fabrice proteinele specifice virusului. Desigur, proteinele virale sunt nocive şi întrerup producerea proteinelor normale ale celulei, în locul cărora sunt fabricate componente ale virusului.48
În povestea noastră, virusul gripal de tip A care a infectat celula epitelială a avut succes, astfel încât soarta bietei celule este pecetluită. Pentru corpul tău, ea a devenit o periculoasă bombă cu ceas, un robot proteic care nu se mai află în slujba ta, ci a unui stăpân nou şi malefic.
Timp de câteva ore, procesele de fabricaţie şi liniile de producţie sunt treptat schimbate şi adaptate noului lor scop, înainte de a se declanşa producţia de masă a noilor virusuri. După unele estimări, o singură celulă infectată de virusul gripal de tip A este capabilă să producă în medie suficiente virusuri încât să infecteze cu succes alte douăzeci şi două de celule, înainte ca prima celulă victimă să moară de epuizare, după doar câteva ore.
Dacă presupunem că tot acest proces are loc fără vreo rezistenţă (şi că fiecare virus infectează doar o celulă neinfectată), atunci o celulă infectată devine 22, care apoi devin 484 de celule infectate. Apoi cele 484 devin 10.648, care devin 234.256, care la rândul lor devin 5.153.632. În doar cinci cicluri de reproducere, fiecare cu o durată de aproape jumătate de zi, un singur virus s-a transformat în milioane. În realitate, lucrurile nu se vor petrece întotdeauna chiar în acest fel, deoarece corpul tău nu va permite aşa ceva – dar, pe de altă parte, vor fi de la început mai multe virusuri care îţi infectează cu succes celulele, nu unul singur. Prin urmare, posibilitatea de a avea milioane de celule infectate nu e prea departe de adevăr.49
Virusurile chiar se pricep la creşterea exponenţială. Ele joacă într-o ligă specială, multiplicându-se exploziv în rafale masive, în comparaţie cu bacteriile, de exemplu, care se multiplică doar prin fisiune binară.
Şi dacă tot vorbim despre bacterii, în comparaţie cu situaţia cât se poate de clară de pe câmpul de luptă al cuiului ruginit, lucrurile sunt cu mult mai diferite în ceea ce priveşte virusurile.
Dacă te tai şi bacteriile îţi infectează rana, lucrurile sunt destul de simple: avem de-a face cu o leziune care declanşează imediat inflamaţia şi atrage sistemul imunitar şi cu o mulţime de inamici care nu se poartă într-un mod nu tocmai discret, ci mai curând asemenea unor puşti beţi într-un magazin de dulciuri.50
Virusurile nu vor să atragă atenţia. Începutul unei infecţii cu virusul gripal de tip A seamănă mai puţin cu un atac frontal şi mai mult cu o invazie a unui grup de comando care încearcă să rămână nedetectat în timp ce îţi elimină sistemele de apărare.
Aminteşte-ţi de legenda despre grecii din Antichitate care încercau să cucerească Troia, cu mii de ani în urmă, cu ajutorul unui cal din lemn. Dacă îţi imaginezi că Troia este corpul tău, atunci asediul şi atacurile în câmp deschis din faţa porţilor cetăţii se aseamănă cu acţiunea bacteriilor – invadatorii aleargă de jur împrejur urlând, iar capetele le sunt sparte de apărătorii care sunt extrem de porniţi împotriva lor.
Virusul gripal seamănă mai mult cu soldaţii ascunşi în calul troian, care încearcă să pătrundă în oraş pe furiş, făcând tot posibilul să rămână nevăzuţi. Odată intraţi în cetate, ei aşteaptă până la căderea nopţii, şi apoi încearcă să se strecoare din casă în casă şi să-i ucidă în somn pe cetăţenii Troiei, înainte ca aceştia să poată alerta garda oraşului. Fiecare casă pe care o ocupă devine pentru intruşi o bază care produce şi mai mulţi soldaţi invadatori şi în fiecare noapte din ce în ce mai mulţi atacatori încearcă să ocupe şi mai multe case şi să ucidă în somn şi mai mulţi cetăţeni. Bun, aici metafora nu prea mai corespunde, dar te-ai prins de idee.
De fapt, aceasta este o trăsătură majoră a unei infecţii produse de virusurile patogene. O abordare atât de vicleană are drept rezultat şi faptul că pe câmpul de luptă lucrurile se petrec cu totul altfel în cazul unei infecţii virale severe decât în cazul bacteriilor. Dacă ne uităm la un ţesut pulmonar recent infectat, nu vom vedea nimic ieşit din comun. Doar celule aparent sănătoase care îşi văd de treabă, dar în tot acest timp, inamicii ascunşi sunt ocupaţi să taie gâtlejuri şi să dezactiveze sistemele de apărare din interiorul celulelor. Din acest motiv putem spune că infecţiile virale sunt mult mai crude şi mai perfide decât bacteriile care dau năvală într-o rană deschisă.
Virusurile patogene sunt inamici cu adevărat înfricoşători. Ele îţi atacă punctele cele mai vulnerabile şi se ascund în interiorul celulelor tale civile, unde proliferează mult, mult mai exploziv decât alţi patogeni, fiind capabile să infecteze nenumărate celule cu fiecare nou ciclu de reproducere. În punctul culminant al unei infecţii virale poţi avea în interiorul tău miliarde de virusuri. Datorită acestor proprietăţi speciale este necesar ca sistemul tău imunitar să se apere de virusuri într-un mod diferit decât împotriva majorităţii bacteriilor.
Dar nu te speria prea tare. Sistemul tău imunitar a dezvoltat modalităţi de apărare speciale împotriva virusurilor.
În momentul de faţă au fost infectate doar câteva zeci de celule, dar primele măsuri de apărare au fost deja activate. În această fază timpurie a infecţiei are loc o luptă între celulele tale infectate, care vor să alerteze sistemul imunitar, şi virusul care încearcă să le reducă la tăcere.
Ca să ne întoarcem la metafora noastră cu Troia, paşnicii cetăţeni adormiţi ai oraşului sunt treziţi de sunetele făcute de soldaţii inamici care se strecoară în casele lor, încercând să le taie gâtul. Înainte ca aşa ceva să se întâmple, ei aleargă la ferestre încercând să dea alarma, iar intruşii îi trag cu violenţă de acolo şi îi reduc permanent la tăcere cu ajutorul armelor. În interiorul fiecărei case are loc o luptă disperată pentru control. Dacă cetăţeanul câştigă şi reuşeşte să strige după gărzi, sistemul imunitar se trezeşte; dacă înving viclenii intruşi, ei vor câştiga timpul de care au nevoie pentru a genera mai mulţi luptători, devenind astfel un adevărat pericol pentru întreaga cetate.
Avem aşadar de-a face cu soldaţi şi cetăţeni, urlete, încăierări şi înjunghieri. Ce se întâmplă aici şi la ce se referă de fapt această metaforă? Vom întâlni din nou o soluţie minunat de elegantă la o problemă incredibil de complicată.
Prima modalitate de apărare a corpului tău împotriva virusurilor este arma chimică!
46. Numele „influenza“ [gripă în limba engleză, n.tr.] înseamnă „influenţă“ în italiană şi provine dintr-o perioadă a Evului Mediu în care oamenii credeau că influenţa evenimentelor astronomice îţi putea afecta sănătatea, provocându-ţi diferite boli. Cum ar fi, de pildă, un lichid provenit din stele care s-ar îndrepta spre Pământ şi ar intra apoi, cumva, în oameni. O idee aproape la fel de stranie ca aceea că poziţia stelelor atunci când te-ai născut ar avea o influenţă asupra personalităţii şi trăsăturilor tale de caracter.
47. Gripa spaniolă a fost ieşită din comun pentru că a schimbat oarecum situaţia – de obicei, gripa ucide îndeosebi copii mici şi vârstnici, dar în acest caz lucrurile s-au petrecut altfel. Dacă erai un adult tânăr, în plenitudinea forţelor, aveai cea mai mare probabilitate de a muri de gripă spaniolă. Boala se manifesta cel mai agresiv la oamenii cei mai sănătoşi deoarece le făcea sistemul imunitar s-o ia razna şi să renunţe la orice constrângeri, producând o mortalitate generală de aproape 10%.
48. Odată cu virusurile, am intrat în intimitatea lumii uimitoare a biochimiei. Celulele sunt alcătuite din milioane de componente puse în mişcare de mii de procese care se petrec simultan, alcătuind un dans complex şi minunat pe care îl numim viaţă. Virusurile interferează cu aceste procese în moduri extrem de complicate. Dacă am intra în detaliu am da peste proteine virale şi molecule cu nume oribile, cum ar fi vRNP, complexe de polimeraze virale, cum ar fi PB1, PB2 sau PA, proteinele membranare virale HA, NA sau M2 şi polipeptide cum ar fi HA1 sau HA2. Aceste chestii sunt fascinante, dar pentru a le explica ar fi nevoie de un discurs de mai multe pagini despre mecanismele interne ale celulelor tale şi despre modul în care componentele virusurilor interacţionează cu ele şi le manipulează. Este un nivel suplimentar de complexitate de care nu avem neapărat nevoie pentru a înţelege principiile de care ne ocupăm. Trebuie să reţii un singur lucru: virusul declanşează practic o preluare ostilă a mecanismelor celulei tale.
49. Dacă tot vorbim despre milioane de celule infectate, ce înseamnă oare concret acest lucru pentru tine? Ce fracţiune din plămânul tău este infectată în acest moment? Ce suprafaţă acoperă un petec de un milion de celule epiteliale infectate? Un milion de celule epiteliale infectate ar avea o suprafaţă de aproximativ 1,2 centimetri pătraţi. Aceasta înseamnă mai puţin de jumătate din suprafaţa unei monede de un Eurocent. În total, plămânii tăi acoperă o suprafaţă de circa 70 de metri pătraţi, adică aproape cât un teren de badminton. Prin urmare, doar o suprafaţă infimă a plămânilor tăi a fost infectată până în acest moment. Dar lucrurile devin rapid înfricoşătoare dacă îţi aminteşti cât de minusculă este o celulă şi cât de repede s-a ajuns aici pornind practic de la nimic. Dacă virusului i s-ar permite să crească în acest ritm, întregul tău plămân ar fi infectat extrem de rapid şi, în curând, vei fi cât se poate de mort.
50. Bine, poate că am exagerat puţin. Nu toate bacteriile se poartă ca nişte idioţi împiedicaţi, din contră, unele bacterii patogene recurg la strategii geniale, ascunzându-se şi lovind agresiv doar la momentul potrivit. Un exemplu deosebit de interesant este aşa-numitul simţ al cvorumului. În esenţă, asta înseamnă că bacteriile patogene invadează un ţesut, dar într-un mod foarte discret. Ele îşi controlează strict reproducerea şi metabolismul în timpul diviziunii, reducând eliberarea de produşi metabolici (materia fecală bacteriană) şi ascunzându-şi armele periculoase care ar putea dezvălui sistemului imunitar prezenţa bacteriilor. În tot acest timp, ele aşteaptă un semnal chimic care le spune când este momentul optim de atac. Când numărul bacteriilor atinge un nivel critic, ele îşi încetează brusc şi simultan comportamentul secretos. Acum ele nu mai reprezintă un pericol minor care poate fi rezolvat cu uşurinţă, ci o armată formidabilă, aşa că toate renunţă dintr-o dată la orice fel de reţinere. Dacă ar fi făcut acest lucru de la început, ar fi fost atacate şi ucise rapid. Prin urmare, da, simţul cvorumului este cu adevărat special şi ne demonstrează că bacteriile au mai multe strategii la dispoziţie.
29. Arma chimică: Interferoni, interferaţi!
Asemenea cetăţenilor Troiei care s-au luptat cu disperare împotriva soldaţilor greci care s-au strecurat în cetate, celulele tale se luptă din toate puterile cu virusul gripal din interiorul lor.
Pentru celule, primul pas în această bătălie este să realizeze că au fost infectate. Şi deoarece celulele epiteliale care-ţi căptuşesc membranele mucoase sunt o ţintă predilectă pentru invaziile virale, ele sunt deja pregătite pentru o astfel de eventualitate! Aşa cum am menţionat, celulele epiteliale sunt ca un fel de miliţie. Prin urmare, ele posedă receptori de recunoaştere a tiparelor, asemănători cu receptorii Toll-Like pe care i-am întâlnit ceva mai devreme. Este vorba despre receptorii sistemului imunitar care pot recunoaşte cele mai obişnuite forme ale inamicilor, cum sunt virusurile. Celulele tale epiteliale posedă un număr de receptori diferiţi cu care îşi scanează interiorul, căutând steguleţe roşii.
Dacă aceşti receptori se conectează cu anumite proteine sau molecule virale, celulele vor şti că au fost invadate şi că ceva nu este în regulă, lucru care declanşează imediat o intervenţie de urgenţă.
În acest moment, corpul tău se confruntă cu o problemă serioasă în ceea ce priveşte infecţia virală. Sistemul imunitar înnăscut nu este nici pe departe la fel de eficient împotriva virusurilor patogene cum este împotriva bacteriilor. Aşadar, în cazul infecţiilor cu virusuri patogene (sau cu bacterii care se ascund în interiorul celulelor), corpul tău are nevoie disperată de ajutor din partea sistemului imunitar adaptativ pentru a avea o şansă să elimine invazia.
Dar, aşa cum am învăţat deja, sistemul imunitar adaptativ este lent şi are nevoie de câteva zile pentru a se trezi, ceea ce nu este ideal având în vedere cât de repede se multiplică virusurile. Prin urmare, în cazul unei infecţii virale serioase, sistemul tău imunitar înnăscut şi celulele civile infectate trebuie să se lupte pentru cel mai valoros lucru din univers: timpul. Ele trebuie să încetinească infecţia şi să îngreuneze pe cât posibil încercarea virusului de a se răspândi în mai multe celule civile.
Iar acum ajungem în sfârşit să discutăm despre felul în care celulele tale reuşesc acest lucru: folosind arma chimică.
Am discutat o grămadă despre citokine în această carte – minunatele proteine care transmit informaţie, activează celule, conduc celulele la locul bătăliei şi modifică activitatea celulelor imune. Pe scurt, citokinele sunt moleculele care îţi activează şi ghidează sistemul imunitar. Ele fac acest lucru şi în cazul unei infecţii virale, dar aici joacă un rol chiar mai important.
Dacă una dintre celulele tale realizează că a fost infectată de un virus, ea eliberează imediat o serie de citokine de urgenţă, adresate celulelor înconjurătoare şi sistemului imunitar. Aceste citokine sunt echivalentul strigătului dat de civilii care se trezesc cu intruşii la capul patului.
Există o mulţime de citokine diferite care sunt eliberate în această situaţie şi ele au multiple roluri, dar aici vrem să evidenţiem o categorie foarte specială: interferonii. Interferonii îşi trag numele de la „a interfera“. Ele sunt citokine care interferează cu virusurile.
Într-un anumit sens, îţi poţi imagina interferonii ca pe o alarmă care răsună pe străzile unui oraş, anunţând cetăţenii să-şi închidă uşile şi să aşeze mobila în faţa acestora, să-şi baricadeze ferestrele şi să se aştepte la un atac din partea soldaţilor. Interferonii reprezintă prin excelenţă semnalul „fiţi gata pentru virusuri“.
Prin urmare, atunci când celulele detectează molecule de interferoni, sunt declanşate căi de semnalizare care le modifică dramatic comportamentul. Un lucru important care trebuie înţeles aici este că în această fază corpului tău îi este imposibil să deducă numărul virusurilor prezente, câte celule au fost invadate, sau câte celule au început deja în secret să producă noi virusuri.
Una dintre primele provocări pentru celule este să oprească temporar producerea de proteine. În fiecare moment al vieţii, celulele tale îşi reciclează şi reconstruiesc componentele şi materialele pentru a fi sigure că toate proteinele sunt în regulă şi funcţionează cum trebuie. Interferonii le spun celulelor să se relaxeze puţin şi să încetinească producţia de noi proteine. Dacă o celulă nu construieşte multe proteine şi dacă se întâmplă să fie deja infectată, ea nu va putea fabrica multe proteine virale. Prin urmare, prin simplul fapt de a comanda celulelor să o ia mai încet, interferonul încetineşte considerabil producţia de noi virusuri.
Există mai multe exemple de intervenţii ţintite şi am putea intra şi mai mult în detaliu aici, deoarece există zeci de tipuri de interferoni care fac zeci de lucruri diferite, dar, într-un final, asta nu contează chiar atât de mult. Ceea ce este important de reţinut este că interferonii interferează cu fiecare etapă a replicării virale.