Mavzu: Viruslarning turli sohalardagi ahamiyati

Mavzu: Viruslarning turli sohalardagi ahamiyati
Viruslarning ahamiyati nimada?
Ular organizm mikrobiomasining bir qismini tashkil qiladi va sog'lig'imizni himoya qiladi. Ular kasalliklarni davolash, vaktsinalarni etkazib berish va infektsiyalarni tashxislash uchun ishlatilishi mumkin. Ular biologiya va kasalliklarni yoritish va yangi dorilarni ishlab chiqish uchun tadqiqot vositalari sifatida foydalaniladi.
Viruslar atrof-muhit uchun muhimmi?
Viruslar ko'lning uglerod aylanishi jarayonlarini ekologik tartibga solishda, xususan, ishlab chiqarilgan organik uglerodning oqimi va qayta assimilyatsiyasida muhim rol o'ynaydi.
Viruslar qiladigan yaxshilik
Viruslarning hayotga olib keladigan hayratlanarli va foydali hissalari
Bemordan yetishtirilgan Shigella bilan tajriba o'tkazgan mikrobiolog Feliks d'Herelle omon qolgan va o'lgan bemorlarning namunalari o'rtasidagi farqni aniqladi. Omon qolganlarda uning mikroskopida ko'rish uchun juda kichik mavjudot bakteriyalarni o'ldiradi. U hujumchilarni bakteriofaglar yoki bakteriyalar yeyuvchilar deb atagan.
D'Herelle sirli faglar bakterial infektsiyalarga qarshi kurashish usulini taklif qilishini tan oldi. 1919 yilda u tovuqlarda tif epidemiyasini qo'zg'atuvchi Salmonella bakteriyalaridan faglarni ajratib oldi va ularni qushlarni davolash uchun ishlatdi. Bir necha oy o'tgach, u og'ir dizenteriya kasalligi bilan og'rigan bolani davolay olishini o'yladi. Birinchidan, d'Herelle va uning jamoasi boshqa dizenteriya bemoridan ajratib olgan faglar aralashmasini ichishdi. Hech kim kiyishni yomon his qilmaganida, ular uni bolaga berishdi.

U tuzalib ketdi.

Keyinchalik mikroskopiyadagi yutuqlar faglarning nima ekanligini aniqladi: o'simliklar va hayvonlarni e'tiborsiz qoldirib, bakteriyalar va arxeya deb nomlanuvchi bir hujayrali mikroblarni yuqtiruvchi viruslar.
D'Hérel's kabi sa'y-harakatlar insoniyatga viruslar tibbiy va tadqiqot uchun foyda keltirishi mumkinligini ko'rsatishga yordam berdi.
#NotAllViruslar
Ikki yuzga yaqin turdagi viruslar bizni yuqtirishi, kasallantirishi yoki o'ldirishi ma'lum bo'lsa-da, SARS-CoV-2 ning paydo bo'lishi yaqinda uyga zarba bergan bo'lsa-da, bu rasmning faqat bir qismi. Viruslar ham bizni tirik qoldiradi. Ular organizm mikrobiomasining bir qismini tashkil qiladi va sog'lig'imizni himoya qiladi. Ular kasalliklarni davolash, vaktsinalarni etkazib berish va infektsiyalarni tashxislash uchun ishlatilishi mumkin. Ular biologiya va kasalliklarni yoritish va yangi dorilarni ishlab chiqish uchun tadqiqot vositalari sifatida foydalaniladi. Reproduktiv va asab tizimlarimiz qanday ishlashi uchun o'n millionlab yillar oldin DNKimizga kiritilgan virus genomlarining parchalariga rahmat aytishimiz mumkin.
Bizda bu ajoyib tasdiqlangan davolash usullari mavjud, ammo biz viruslar kasalliklarni o'zgartirish va davolash uchun nima qilishi mumkinligini aniqlaymiz.

Protovirus komponentlari, ehtimol, hatto Yerda hayotning paydo bo'lishiga hissa qo'shgan va viruslar bugungi kunda evolyutsiyani davom ettirmoqda. Ular global ekotizimning muhim qismini tashkil qiladi, bu bizga omon qolishimizga imkon beradi.

"Biz viruslarni zararli deb umumlashtira olmaymiz", deydi o'zgartirilgan virus komponentlaridan foydalanadigan eksperimental gen terapiyasini ishlab chiqishga rahbarlik qilgan Muhammadsharif (Sharif) Tabebordbar, PhD '16.
"Virusli kasalliklarning halokatli ta'siriga qaramay, hayotimizda eng ko'p hisoblangan viruslar kasallikda emas, balki sog'liq va hayotning barcha jabhalarida hal qiluvchi ahamiyatga ega", deydi Evgeniy Koonin, evolyutsiya genetikasi va viruslar bo'yicha Milliy institutlar Sog'liqni saqlash milliy biotexnologiya ma'lumot markazi.
HMS hamjamiyatidagi olimlar va shifokorlar bizni qiynayotgan viruslarga qarshi kurashish yo'llarini o'rganayotgan bir paytda, boshqa hamkasblar viruslarning potentsialini ochib, ulardan foyda olishmoqda. Ba'zilar, masalan, HMSdagi Blavatnik institutida genetika va nevrologiya bo'yicha Bullard professori Konni Cepko ikkalasini ham qiladi.
"Biz barcha ishimiz uchun viruslarni yaxshi ko'ramiz", deydi Cepko. Uning laboratoriya a'zolari miyadagi davrlarni xaritalash, irsiy ko'rlikning sichqoncha modellarida ko'rishni uzaytirish va SARS-CoV-2 uchun sinov uchun virusga asoslangan vositalarni ishlab chiqdilar.
"Viruslar tadqiqot va klinikada turli yo'llar bilan foydalidir", deydi Timoti Lu, MD '10, MITning biologiya muhandisligi va elektrotexnika va kompyuter fanlari dotsenti va Senti Biosciences bosh direktori. "Bizda bu ajoyib, tasdiqlangan davolash usullari mavjud, ammo biz viruslar kasalliklarni o'zgartirish va davolash uchun nima qilishi mumkinligini aniqlaymiz."
Eski yana yangi
Ajablanarlisi shundaki, faglarning davolanish sifatidagi g'oyasi hech qachon dastlabki skeptitsizmni yengib chiqmagan. Sharqiy Evropa kabi hududlardan tashqarida, asr o'rtalarida antibiotiklar paydo bo'lganda, tibbiyot hamjamiyati ularni tashlab yuborishdi. Biroq, bugungi kunda fagga asoslangan terapiya kuchayib bormoqda.
Bu qisman faglar bakteriyalarni antibiotiklardan farqli o'laroq o'ldiradi, bu esa potentsial hayot chizig'ini taklif qiladi, chunki antibiotiklarga qarshilik har yili dunyo bo'ylab 5 million odamning o'limida rol o'ynaydi. Faglar, shuningdek, aniq nishonni taklif qiladilar, chunki ko'pchilik faglar bir yoki bir nechta bakteriya yoki arxeya shtammlarini yuqtirish uchun rivojlangan. Bemorning kasalligiga sabab bo'lgan bakteriyani aniqlash va uni o'ldiradigan fagni topish muammo yaratuvchini yo'q qilishi va foydali bakteriyalarni zararsiz qoldirishi mumkin.
So'nggi bir necha yil ichida rahm-shafqatli foydalanish nafaqalari ostida ishlaydigan shifokorlar kam sonli odamlarni boshqa barcha davolash usullariga to'sqinlik qiladigan hayot uchun xavfli bakterial infektsiyalardan saqlab qolishdi. Fag terapiyasining klinik sinovlari soni ortib bormoqda. 2021 yilda AQSh FDA va Milliy Allergiya va Yuqumli Kasalliklar Instituti fagga asoslangan terapiyani ishlab chiquvchi guruhlarga 2,5 million dollar grant ajratdi.
MD-PhD talabasi sifatida Lu antibiotiklarga chidamlilik muammosini o'rgangandan so'ng fag muhandisligi tomon intilardi. "Bizda yechim yo'qligi aqldan ozgan deb o'yladim", deb eslaydi u. Maslahatchi Jeyms Kollinzning Boston universitetidagi laboratoriyasida Lu “faglar bilan juda qiziqib qoldi. Ular eski texnologiya bo'lishdek g'alati kayfiyatga ega edilar, ammo bu butunlay yangi asboblar to'plami bilan.
Kollinz va Lu faglar biofilmlarni, o'jar bakteriyalar to'rlarini va immun hujayralar va antibiotiklar kirib borishi qiyin bo'lgan hujayradan tashqari matritsani parchalashi mumkinligini ko'rsatdi. Antibiotiklar faolligini oshirish uchun bakteriyalarga genlarni etkazib berish uchun faglarni o'zgartirish va biofilm matritsalarini "chaynaydigan" boshqa faglardan fermentlarni qo'shish yanada yaxshi natijalar berdi. D'Herellega qaytib, 2019 yilda Lu va Massachusets umumiy kasalxonasidagi hamkasblari ichak organoidini qurishdi va Shigelladan ajratilgan fag infektsiyani qanday yengishini ko'rsatdilar.
Faglarning salohiyati juda katta, ammo to'g'risini topish oson emas. Har bir holat uchun kam fag kutubxonalari yoki bakteriya yashaydigan joydan, masalan, kanalizatsiyadan namuna olish kerak. Ko'pincha, ov muvaffaqiyatsizlikka uchraydi yoki ular bilan ishlash qiyin bo'lgan faglarni beradi. Lu kabi sintetik biologlar bir nechta bakterial eshiklarni ochish uchun fagning bir turini taklif qilishni xohlashadi, ammo fag "tanalari" ichida genetik kalitlarni siqish uchun cheklangan joy mavjud. Garchi bu to'siqlar va yana ko'p narsalar oldinda bo'lsa-da, Lu va bu sohadagi boshqalar ularni engib o'tish mumkinligiga optimistik qarashadi.
Mening odamimda emas
Tadqiqotchilarning yana bir guruhi odamlarga kasallik keltirmasdan yuqadigan va keyinchalik xavfli viruslar va bakteriyalarni daflaydigan viruslar bilan qiziqadi. GB virus C, asemptomatik qon orqali yuqadigan virus, OIV bilan kasallangan odamlarda OITSga o'tishni sekinlashtiradi va Ebola virusi bilan kasallanish o'limga olib kelishi xavfini kamaytiradi. Sichqoncha tadqiqotlari shuni ko'rsatadiki, ba'zi zararsiz herpesviruslar va sitomegaloviruslar bubon vabosini keltirib chiqaradigan Listeria va Yersinia pestis infektsiyasini oldini oladi. Hatto zararli viruslar ham olimlarga moslashish uchun kasalliklarga qarshi kurash strategiyalarini o'z ichiga olishi mumkin. Gepatit A virusi gepatit C dan himoya qilishi mumkin va tadqiqotchilar sichqonlarda 1-toifa diabetni davolash uchun limfoma bilan bog'liq viruslardan foydalanganlar.
Tarafdorlar inson viruslari infektsiyaga qarshi kurashuvchi sifatida kam o'rganilmaganligidan nolishadi. 2011-yilda Nature Reviews Microbiology jurnalida chop etilgan “Yaxshi viruslar” sarlavhali maqolasida “Tibbiyot oʻzaro viruslarni jiddiyroq qabul qilishdan foyda koʻrishi mumkin”, deyiladi.
Onkologiyaga omad kulib boqdi. Ming yillar davomida o'tkazilgan rekordlar gripp, suvchechak va qizamiq kabi kasalliklarni keltirib chiqaradigan viruslar bilan kasallangan odamlarning saraton kasalligini vaqtincha bartaraf etadigan g'ayrioddiy holatlar haqida gapiradi. Ba'zan halokatli natijalarga olib keladigan bir asrlik urinishlardan so'ng, so'nggi o'n yillikda tadqiqotchilar saratonni davolash yoki jilovlash yoki o'smalarni boshqa davolash usullariga sezgir qilish uchun viruslarni xavfsiz ishlatishga muvaffaq bo'lishdi.
Onkolitik viruslar - onko - massa yoki o'simta va parchalanish uchun lizis - saraton hujayralarini o'ldirish va immunitet tizimiga yordam berish orqali ishlaydi. Kimyoterapiya, radiatsiya va jarrohlikdan farqli o'laroq, onkolitik viruslar saraton hujayralaridan keyin o'tib, asosan sog'lom hujayralarni saqlaydi. Tadqiqotchilar viruslarni o'zlari kasallik qo'zg'atmasliklari va o'smalarga immunitet hujayralarini tortadigan molekulalarni etkazib berish uchun ularni ishlab chiqishlari uchun zararsizlantirishadi.
Qo'shma Shtatlarda tasdiqlangan T-VEC deb nomlangan yagona onkolitik virus 2015 yilda FDA ruxsatini oldi. Bu teri va limfa tugunlaridagi kechki bosqich melanomalariga kiritilgan o'zgartirilgan herpes virusi. O'nlab boshqa nomzodlar ko'plab saraton kasalliklarini davolash uchun sinovdan o'tkazilmoqda. Ular yakkaxon, an'anaviy muolajalar bilan tandemda yoki nazorat nuqtasi inhibitörleri kabi ilg'or immunoterapiya bilan birgalikda ishlashi mumkin. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, asosiy muammo immunitet tizimini viruslarni o'z ishini bajarishdan oldin yo'q qilishini to'xtatishdir.
"Men doktorlik dissertatsiyasini boshlaganimda, klinisyenlar bizni odamlarga virus yuqtirishni xohlayotganimiz uchun aqldan ozgan deb o'ylashdi", deydi Lu. “Endi bu butunlay boshqa dunyo. Odamlar bu turdagi muhandislik bemorlarning hayotini o'zgartirishi mumkinligini ko'rdi.
"Men ularning aql-idrokini, turli xil hayot davrlarini, uy egasining kuzatuvidan qochish usullarini qadrladim", deydi u. "Men ularni o'rganish uchun juda qiziqarli va qimmatli deb o'yladim."
Bu viruslarning barcha xilma-xilligi bitta maqsadga xizmat qiladi: hujayralarga yopishib olish, ularni DNK yoki RNK bilan yuborish va bu hujayralarni virusni nusxalash mashinalariga aylantirish. Shifokorlar va olimlar bemorlarning hujayralarini davolashning yangi va yaxshiroq usullarini, xususan, yangi gen terapiyasini izlashar ekan, Cepko ularga qo'shilib, nega viruslarning tug'ma qobiliyatlaridan foydalanmaslikni so'radi.
Endi, o'n yillik sinov va xatoliklardan so'ng, viruslar ajralmas tibbiy etkazib berish vositalariga aylandi.
Men ularning aql-idrokini, turli xil hayot davrlarini, uy egasining kuzatuvidan qochish usullarini qadrladim. Men ularni juda qiziq deb o'yladim.
"Agar biz viruslar va virusli vektorlardan foydalanmasak, gen terapiyasi yo'l, yo'l, orqada qolar edi", deydi Cepko.
Tadqiqotchilar birinchi navbatda virusni uning genomining bir qismini yoki barchasini virusning oqsil qobig'i yoki kapsididan olib tashlash orqali zararsizlantirishadi. Viruslar genetik tadqiqotlar va genlar va DNK replikatsiyasi, transkripsiyasi, RNK hosil bo'lishi, tarjima, oqsil hosil bo'lishi va immunologiya asoslarini tushunishda keng qo'llanilgan.
Tibbiyotda viruslar
Viruslar kasallikni davolash uchun zarur bo'lgan materialni turli maqsadli hujayralarga olib boradigan vektor yoki tashuvchi sifatida ishlatiladi. Ular irsiy kasalliklar va genetik muhandislik, shuningdek, saraton kasalliklarini boshqarishda keng o'rganilgan.

Bakteriofag terapiyasida viruslar

Bular patogen bakteriyalarni nishonga olishi, yuqtirishi va (agar to'g'ri tanlangan bo'lsa) yo'q qilishi mumkin bo'lgan o'ziga xos viruslardir. Bakteriofaglar viruslarning eng ko'p turi ekanligiga ishonishadi, ular Yerda mavjud bo'lgan viruslarning aksariyat qismini tashkil qiladi. Bular molekulyar biologiyaning asosiy vositalaridir. Ulardan terapiyada foydalanish uchun tadqiqot qilingan.

Nanotexnologiyada viruslar

Nanotexnologiya mikroskopik zarralar bilan shug'ullanadi. Ular biologiya va tibbiyotda turli xil foydalanishga ega va nanotexnologiya genetik muhandislikda qo'llanilgan. Viruslar mezbon hujayralarga genomlarning genetik jihatdan o'zgartirilgan ketma-ketligi uchun tashuvchi sifatida ishlatilishi mumkin.

Qurol va biologik urushda viruslar

Viruslar kichik bo'lishi mumkin, ammo epidemiyalar va pandemiyalarda katta populyatsiyalarga o'lim va halokatga olib kelishi mumkin. Bu viruslardan biologik urush uchun foydalanish mumkin degan xavotirga sabab bo'ldi.

Qishloq xo'jaligida viruslar

Modifikatsiya va genetik muhandislik usullari vektor yoki transport vositasi sifatida ishlaydigan viruslar tomonidan o'simliklar va hayvonlarga o'tkazilishi mumkin bo'lgan o'zgartirilgan genomlarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin. Bu usul ko'proq mahsuldor transgen hayvonlar va o'simliklarga olib kelishi mumkin.

Saraton kasalligida viruslar va oldini olish nazorati

Texnik va axloqiy sabablarga ko'ra odamlarning shunga o'xshash modifikatsiyalari (qishloq xo'jaligidagi o'simliklar va hayvonlar kabi) amalga oshirilmagan. Ammo odamlarning hujayralari genlarini o'zgartirish ko'p yillar davomida tekshirilmoqda. Bu gen terapiyasi sifatida tanilgan.
Viruslar va vaktsinalar
Viruslar Edvard Jenner davridan beri vaktsinalarda qo'llanilgan. Jenner odamlarni mayda chechak infektsiyasiga qarshi emlash uchun sigir pox viruslaridan foydalangan.

Poliomielit, qizamiq, suvchechak va boshqalarga qarshi vaktsinalar. kasallikni keltirib chiqaradigan jonli va zaiflashgan viruslardan yoki o'lik virus zarralaridan foydalaning. Ular sog'lom odamga kiritilganda, immunitet tizimiga virusga qarshi immunitetni aniqlashga yordam beradi. Tana organizmni eslab qoladi va keyinchalik infektsiyalangan taqdirda unga hujum qiladi, bu esa kasallikning oldini oladi.

Saraton kasalligining oldini olish uchun vaktsinalar
Gepatit B va inson papillomavirusiga qarshi vaktsinalar mos ravishda jigar va bachadon bo'yni saratonidan himoya qiladi. Ikkalasi ham virusning tanlangan oqsillaridan foydalanadi (subbirlik vaktsinalari).
Virusga yo'naltirilgan ferment preparatlari bilan davolash (VDEPT)
Bu maqsadli hujayralarga tizimli ravishda qo'llaniladigan sitotoksik preparatning faol bo'lmagan prekursorini yoki faol bo'lmagan shaklini faollashtiradigan ferment bilan kiritilganda terapiya. Shunday qilib, preparatning faol, sitotoksik shakli faqat tegishli ferment mavjud va faol bo'lgan joyda ishlab chiqariladi.

Misol uchun, gerpes simplex virusining timidin kinaz (TK) fermentini ifodalovchi adenovirus gansiklovirni tizimli yuborish bilan birlashtirilishi mumkin, bu TK tomonidan faqat ushbu ferment mavjud bo'lgan hujayralardagi faol shaklga aylanadi. Bu OIV infektsiyasini davolashda qo'llaniladi.

Viruslar va biologik zararkunandalarga qarshi kurash
Viruslar zararkunandalarga qarshi kurashish uchun ham ishlatilishi mumkin. An'anaviy ravishda bu qishloq xo'jaligida ishlatilgan, ammo inson salomatligi uchun muhim bo'lgan agentlarni nazorat qilishda ham mavjud.

Bu maqsadda qo'llaniladigan agentlar turlari maqsadli turlarni ovlashi, maqsadli zararkunandalarda parazit bo'lishi, patogen bo'lishi yoki maqsadli turlarda kasallik keltirib chiqarishi yoki raqobatdosh turlar bo'lishi mumkin.

Zararkunandalarga qarshi kurashda ishlatiladigan viruslar odatda maqsadli turlarning kasalliklarini keltirib chiqaradigan patogenlardir. Garchi ular pestitsidlarning umumiy iste'moli miqdorini kam bo'lsa-da, viruslar bir nechta hasharotlar va quyonlarni nazorat qilish uchun ishlatiladi.
Biologik vositalar uzoq muddatli ta'sir ko'rsatishi mumkin va ba'zi hollarda maqsadli populyatsiyalar orasida tarqalishi mumkin. Ular, shuningdek, AQSh atrof-muhitni muhofaza qilish agentligi tomonidan an'anaviy pestitsidlarga qaraganda kamroq zaharli deb tan olingan.
Ularning kamchiliklari orasida cheklangan ta'sir doirasi, kimyoviy vositalarga nisbatan sekin ta'sir, dastlabki davolashning yuqori xarajatlari, past ekologik barqarorlik, ayniqsa quyosh nuri va boshqalar kiradi.

Foydalanilgan manbalar:
https://www.news-medical.net/health/Virus-Uses.aspx#:~:text=Viruses%20have%20been%20used%20extensively%20in%20genetics%20research%20and%20understanding,formation%20and%20basics%20of%20immunology.

https://magazine.hms.harvard.edu/articles/good-viruses-do