2014-05-09

Вірус папіломи людини

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 голосів)

Вірус папіломи людини

Протягом століть передавалися легенди про існування рогатих кроликів. Їх навіть зображали на листівках – з парою оленячих рогів. Звичайно, все це нісенітниця. Але, як і більшість міфів, розповіді про рогатих кроликів несуть в собі зерно істини. Іноді дійсно зустрічалися кролики з наростами на голові, що нагадували роги.

На початку 30 х років XX століття Річард Шоуп (Richard Shope), вчений Університету Рокфеллера, почув про існування рогатих кроликів. Він попросив друга впіймати одного і відправити йому шматочки рогів для того, щоб встановити, з чого вони складаються. Колега Шоупа Франсіс Раус (Francis Rous), проводячи досліди з курчатами, зробив припущення, що певні види вірусів можуть викликати пухлини. Багато вчених того часу поставилися до цієї заяви скептично, але Шоуп зацікавився, чи могли «роги» бути пухлинами, викликаними невідомим вірусом. Щоб це перевірити, Шоуп подрібнив роги, зробив з них розчин і процідив отриману рідину через порцелянову глину. Через пори у фарфоровій глині могли проникнути тільки віруси. Потім Шоуп втирав відфільтрований розчин в голови здоровим кроликам. І в них також виросли роги.

Досвід Шоупа показав не тільки те, що роги кроликів містили в собі віруси. Він продемонстрував, що віруси створили роги із заражених клітин. Після цього відкриття Шоуп передав свої зразки заражених тканин Раус, який продовжував досліджувати їх протягом десятиліть. Раус впорснув заражену рідину в тіло кроликів і виявив, що це не призвело до виникнення нешкідливих рогів. Замість цього у кроликів розвинувся рак, і вони загинули. Завдяки своєму дослідженню, яке пов'язало рак і вірус, Раус отримав Нобелівську премію з медицини в 1966 році.

Відкриття, здійснені Шоупом і Раусом, змусили вчених більш пильно вивчати пухлини інших тварин. У корів іноді виникають жахливі нарости з видозміненою шкірною тканиною розміром з грейпфрут. У багатьох ссавців, від тигрів і дельфінів до людини, з'являються бородавки. У рідкісних випадках бородавки можуть зробити людину «рогатим кроликом». У 80-х роках XX століття хлопчик з Індонезії на ім'я Деде почав обростати бородавками, які з часом повністю покрили шкіру на руках і ногах. У підсумку він не зміг більше працювати і опинився у складі шоу виродків під прізвиськом «людина дерево». Повідомлення про Деде просочилися в ЗМІ, і в 2007 році лікарі видалили більше шести кілограмів бородавок з тіла Деде. З того моменту їм довелося продовжувати видаляти хірургічним шляхом бородавки, які з’являлися знову і знову. Нарости на тілі Деде, як і всі інші, що виникають на людях і інших ссавцях, як виявилося, викликані одним вірусом – тим самим, від якого у кроликів виростали роги. Його назвали «вірус папіломи», від латинського papilla (нирки або бутони).

У 1970 році німецький дослідник Гаральд фон Хаузен (Harald zur Hausen) виявив, що віруси папіломи можуть представляти набагато більш значну загрозу здоров'ю людини, ніж просто виникнення бородавок. Він задався питанням, чи здатні віруси викликати пухлини в шийці матки. Попередні дослідження випадків захворювання на рак шийки матки виявили, що його перебіг був схожий з венеричними захворюваннями. У черниць, наприклад, рак шийки матки виникає набагато рідше, ніж у звичайних жінок. Деякі вчені висували припущення про те, що рак шийки матки викликає вірус, який передається статевим шляхом. Хаузен вирішив з'ясувати, чи можна звинувачувати в цьому вірус папіломи.

Хаузен доводив, що якщо це правда, то гени ДНК вірусів можна виявити в ракових пухлинах. Він зібрав результати біопсії і не поспішаючи вивчав ДНК, що містилося в них, протягом декількох років. У 1983 році він виявив у зразках ДНК вірус папіломи. Продовжуючи досліджувати зразки, Хаузен виявляв все нові штами вірусу папіломи. З моменту публікації результатів дослідження вчені виявили сотню різних штамів вірусу папіломи людини (скорочено – ВПЛ). За свої заслуги Хаузен отримав Нобелівську премію з медицини та фізіології в 2008 році.

Це дослідження Хаузена вірусу папіломи опинилося під пильною увагою медиків через величезну кількість смертей, викликаних раком шийки матки. Пухлини, що викликаються вірусом папіломи людини, можуть виростати до таких розмірів, що ушкоджують матку або кишечник. Кровотеча, що виникає внаслідок цього, може привести до смерті. Рак шийки матки вбиває приблизно 270 тисяч жінок щороку, поступаючись лише раку грудей і раку легенів.

Всі випадки летального результату були у жінок, що заразилися вірусом папіломи людини. Зараження починається, коли вірус вносить ДНК у клітину носій. Вірус папіломи людини спеціалізується на зараженні клітин епітелію, з яких складається велика частина шкіри і слизових ободонок. У підсумку гени вірусів проникають в ядро клітини, в якому містяться власні гени клітини. Потім клітина зчитує гени вірусу папіломи людини і починає відтворювати білки вірусів. Ці білки, у свою чергу, починають видозмінювати клітину.

Багато інших вірусів, такі як риновіруси або віруси грипу, розмножуються дуже активно. Вони намагаються в короткий термін виробити якомога більше собі подібних, доки клітина-носій не переповниться вірусами. Зрештою оболонка клітини розривається, і клітина вмирає. Вірус папіломи людини використовує зовсім іншу стратегію. Замість того щоб вбивати клітину носія, вірус змушує її ділитися. Чим більше заражених клітин – тим більше і вірусів.

Прискорення процесу ділення клітин – велике досягнення для вірусу, що має всього вісім генів. Нормальний процес поділу клітини шалено складний. Клітина «вирішує» розпочати процес розподілу у відповідь на внутрішні і зовнішні сигнали, мобілізуючи цілу армію молекул для своєї реорганізації. Її внутрішній скелет розтягує вміст клітини до її протилежних кінців. У той же час клітина виробляє копію своєї ДНК – 3,5 мільярда «букв», організованих в 46 пучках, що звуться хромосомами. Потім клітина переміщує ці хромосоми до одного зі своїх кінців і вибудовує всередині себе перемичку. Під час всієї цієї суєти за процесом поділу «спостерігають» молекули наглядачі. Якщо їм здається, що процес поділу клітини пішов неправильно, наприклад, якщо у клітини був дефект, який робить її раковою, то молекули наглядачі змушують клітину вчинити самогубство. Вірус папіломи людини може керувати всіма цими процесами, виробляючи лише кілька білків, які втручаються в найважливіші стадії циклу ділення і прискорюючи його без вбивства клітини.

Багато клітин ростуть швидко відразу після появи, але потім їх ріст сповільнюється або навіть зупиняється. Клітини епітелію, які інфікує вірус папіломи людини, продовжують рости протягом всього життя. Ділячись, вони виробляють новий шар клітин, який витісняє шар клітин, розташований над ним. У міру того як клітини діляться і наближаються до поверхні, вони стають відмінними від своїх прабатьків. Вони починають виробляти більше твердого білка під назвою кератин (з нього складаються наші нігті і кінські копита). Наповнені кератином клітини верхнього шару шкіри краще переносять вплив сонця, хімікатів і температури. Однак поступово верхній шар клітин відмирає, і новий шар займає його місце.

Така система означає, що вірусу папіломи людини доводиться жити на конвеєрній стрічці. У міру того як заражені вірусом клітини діляться, вони переміщаються все ближче до поверхні і своєї смерті. Віруси відчувають, що клітина носій наближається до поверхні, і змінюють тактику. Замість прискорення процесу ділення вони змушують клітину виробляти багато нових вірусів. Коли клітина досягає поверхні, вона викидає безліч вірусів папіломи людини, щоб ті шукали нових носіїв.

У більшості випадків зараження людини вірусом папіломи людини між вірусом і носієм встановлюється баланс. Швидкорослі заражені клітини не встигають завдати шкоди здоров'ю, тому що організм скидає їх. Вірус в той же самий час використовує клітини епітелію як фабрики для нових вірусів, здатних передаватися новому носію при шкірному контакті або сексі. Підтримувати баланс допомагає і імунна система, прибираючи деякі заражені клітини. Деревоподібні нарости Деде були наслідком генетичного дефекту, який завадив його організму приборкати вірус.

Цей баланс між вірусом і носієм існував сотні мільйонів років. Щоб реконструювати історію вірусу папіломи людини, вчені порівняли генетичні послідовності різних штамів і звернули увагу на те, яких тварин вони заражали. З'ясувалося, що вірус папіломи людини заражає не тільки ссавців, таких як люди, кролики та корови, а й інших хребетних (птахів і рептилій). Кожен зі штамів зазвичай заражає тільки один вид або кілька споріднених видів. Ґрунтуючись на їх спорідненості, Марк Готтшлінг (Marc Gottschling) з Мюнхенського університету стверджував, що перші яйцекладні наземні хребетні, предки ссавців, вже були носіями вірусу папіломи людини 300 мільйонів років тому.

У міру того як від цього древнього ссавця допомогою еволюції пішли нові види, вірус папіломи людини також видозмінювався. Згідно з результатами досліджень віруси почали спеціалізуватися на різних типах тканин своїх носіїв. Віруси, що викликають бородавки, наприклад, адаптувалися, щоб заражати клітини шкіри. Інші пристосувалися до слизових оболонок у роті або на інших відкритих поверхнях. У більшості випадків ці віруси мирно співіснують зі своїм носієм. Дві третини здорових коней носять у собі штами вірусу папіломи BPV1 і BPV2.

Еволюція зробила деякі віруси більш схильними до формування ракових клітин ніж інші, але дослідники не можуть сказати, чим це зумовлено.

Протягом тисяч поколінь вірус папіломи людини пристосовувався до певних носіїв, але час від часу він передавався новим біологічним видам. Безліч людських вірусів папіломи мають саме близьку спорідненість з вірусом папіломи, що заражають види, які не мають такого споріднення з людьми, наприклад коней, а не з вірусами папіломи наших близьких родичів приматів. Для передачі вірусу треба було всього лише зіткнення шкіри.

Коли на території Африки близько 200 тисяч років тому сформувався наш вид, давні предки вже були носіями декількох штамів вірусу папіломи людини. Представників цих штамів зараз можна зустріти по всьому світу. У міру того як люди поширювалися планетою, залишивши територію Африки 50 тисяч років тому і освоївши Новий Світ 15 тисяч років тому, вірус папіломи людини продовжував змінюватися. Ми знаємо це, тому що генеалогія деяких штамів вірусу людини відображає генеалогію нашого виду. Віруси папіломи людини, носіями яких є сучасні африканці, відносяться до найдавніших форм, тоді як європейці і азіати несуть у собі власні штами.

Близько 199 950 з останніх 200 000 років ми навіть не підозрювали про існування вірусу папіломи людини. Чи не через те, що він був рідкісним вірусом. У 2008 році проведене дослідження показало, що з 1797 чоловіків і жінок 60% мали антитіла проти вірусу, тобто вони були ним заражені в якийсь із періодів свого життя. Для переважної більшості людей подібний досвід був нешкідливий. Щорічно з 30 мільйонів американських жінок, заражених вірусом папілооми людини, рак шийки матки розвивається лише у 13 тисяч.

У представниць цієї нещасливої меншості баланс між вірусом і носієм був порушений. Кожен раз, коли заражена клітина ділиться, є маленький шанс, що при цьому мутації піддасться один ген, який відповідає за регулювання життєвого циклу клітини. Здоровій клітині така мутація не нанесе великої шкоди. Але клітина, яку вірус папіломи людини змушує рости в прискореному темпі, знаходиться в небезпеці. Те, що в іншому разі спричинило б безпечну мутацію, перетворює інфіковану клітину в передпухлинну. Така клітина розмножується набагато швидше, ніж раніше. Її нащадки ростуть так швидко, що швидкості відновлення шкіри не вистачає для того, щоб позбавлятися від них. Вони утворюють пухлину, яка тисне на навколишні тканини.

Кращим способом зменшити шанс виникнення раку є позбавлення від звичок, які викликають небезпечні мутації: куріння, контакти зі шкідливими речовинами і вживання їжі, що містить канцерогени.

Ракові шийки матки можна запобігати і іншим способом – за допомогою вакцини. У 2006 році в США і Європі була схвалена до застосування перша вакцина. Вона містить білки з оболонки вірусу папіломи людини, які наша імунна система вчиться розпізнавати. Якщо після цього людина заражається вірусом, її імунна система має можливість завдати негайного удару.

Введення у використання вакцини викликало безліч суперечок. Розробники пропонували щепити дівчат на початку підліткового періоду. Деякі батьки протестували, стверджуючи, що це сприятиме поширенню дошлюбного сексу. У 2008 році медичні експерти почали серію обговорень у «Медичному журналі» Нової Англії. Вірусу папіломи людини потрібно багато років для того, щоб дати початок зародженню раку, тому поки невідомо, чи виявилася вакцина ефективною.

Іншою проблемою може стати той факт, що вакцина націлена тільки на два штами вірусу папіломи людини. Таке рішення здається розумним з позиції співвідношення її вартості та ефективності, так як два цих штами викликають до 70% всіх випадків захворювання раком шийки матки. Але люди можуть стати носіями ще сотні штамів вірусу, які безперервно мутують і обмінюються генами. Якщо вакцина знищить два домінуючих штами, природний відбір може створити сприятливі умови для інших штамів, які займуть їх місце. Ніколи не варто недооцінювати вірус, що перетворює кроликів в рогатих кроликів, а людей – в дерева.

За матеріалами: Циммер К. - Планета вирусов - 2012.

 

Читайте також:

 

Коментарі:

blog comments powered by Disqus