Νέες ανακαλύψεις για την “κοινωνική ζωή” των ιών

Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι οι ιοί είναι μεταδοτικοί και μπορούν να εξαπλωθούν γρήγορα, αλλά πώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους; Μια νέα έρευνα ανακαλύπτει δεδομένα κοινωνιής συμπεριφοράς που ήταν αδιανόητο να φανταστούμε…

Για να κατανοήσουν τον τρόπο με τον οποίο οι ιοί εξαπλώνονται και τελικά εξελίσσονται, ο Samuel Díaz-Muñoz, επίκουρος καθηγητής μικροβιολογίας και μοριακής γενετικής στο κολλέγιο βιολογικών επιστημών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, διερευνά και αναλύει την κοινωνικής ζωής των ιών. 

Οι ιοί βασίζονται σε ξενιστές για να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν, μολύνοντας όλες τις μορφές ζωής από φυτά και ζώα σε βακτήρια και άλλους μονοκύτταρους μικροοργανισμούς. Βρέθηκε πως σε σχεδόν όλα τα οικοσυστήματα, υπάρχουν εκατομμύρια διαφορετικών τύπων ιών.

Ο ανταγωνισμός είναι έντονος στους μικροσκοπικούς τους κόσμους. Δεδομένου ότι πολλοί ιοί συχνά συνυπάρχουν στον ίδιο οικοδεσπότη, έχουν αναπτύξει στρατηγικές αλληλεπίδρασης μεταξύ τους, από την εκμετάλλευση έως τη συνεργασία. Κάποιοι ιοί «εξαπατούν» ακόμη και με την παγίδευση στην αναπαραγωγή άλλων ιών.

Ο Díaz-Muñoz καλεί τους επιστήμονες να εξετάσουν εκ νέου τους ιούς για την ευκαιρία να αναπτύξουν νέες προοπτικές προσέγγισης της αντιμετώπισης των ιογενών ασθενειών.

“Έχουμε δει όλο και περισσότερο πως τα πράγματα που δεν πιστεύαμε ότι ήταν κοινωνικά είναι κοινωνικά και υπάρχουν πολλές θεμελιώδεις βιολογικές διεργασίες που είναι κοινωνικές”, είπε.

Μια ιογενής άποψη της κοινωνικότητας

Ενώ είναι γνωστά πολλά για τις ανταλλαγές ιού-ξενιστή, το εννοιολογικό πλαίσιο για το πώς αλληλεπιδρούν οι ιοί μεταξύ τους είναι πολύ λιγότερο σαφές. Η εστίαση στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ιού και ιού μπορεί να βοηθήσει στην εξάπλωση πολλών ανεξήγητων συμπεριφορών, όπως το πώς εξελίσσονται οι ιοί.

“Ενδιαφέρομαι για το πώς οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων επηρεάζουν την αναπαραγωγή”, δήλωσε ο Díaz-Muñoz. “Και η αναπαραγωγή, φυσικά, είναι το κλειδί για την εξέλιξη.”

Η έρευνα του Díaz-Muñoz φέρνει στο προσκήνιο τις αλληλεπιδράσεις του ιού με ιού μέσω της θεωρίας κοινωνικής εξέλιξης, η οποία δίνει έμφαση στις επιπτώσεις της κοινωνικής συμπεριφοράς στην επιτυχία του οργανισμού να επικρατήσει στο περιβάλλον του.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι ιοί μπορούν να εξελιχθούν για να επιβραδύνουν τα ποσοστά μόλυνσης τους σε κυτταρικό επίπεδο, επιτρέποντας στους ξενιστές να ζήσουν περισσότερο και να μεταδώσουν τον ιό στην κοινότητά τους.

Στην πραγματικότητα, ο ιός αναβάλλει τη δική του άμεση διάδοση σε έναν οικοδεσπότη για τον μεγαλύτερο, συλλογικό στόχο της εξάπλωσης των μελλοντικών γενεών του σε πολλούς οικοδεσπότες.

Οι ιοί δεν διαθέτουν την εγκεφαλική δύναμη και τα αντίστοιχα σημάδια συμπεριφορικής γνώσης που παρατηρούνται σε πιο σύνθετους οργανισμούς, αλλά τα χαρακτηριστικά συμπεριφοράς με κάποια γενετική βάση που μπορούν ακόμα να εξελιχθούν από τη φυσική επιλογή.

“Παρόλο που χρησιμοποιούμε λέξεις όπως η« σύγκρουση» και η «συνεργασία» που σημαίνουν εννοιολογικά ορισμένα πράγματα, βασίζονται στην πραγματικότητα στη μαθηματική θεωρία και δεν απαιτούν πολύπλοκες γνωσιακές διαδικασίες», δήλωσε. “Δεν χρειάζεστε σύνθετη γνώση για κοινωνική εξέλιξη”.

Χρησιμοποιώντας κοινωνικές εξελικτικές έννοιες για την καταπολέμηση της επιδημίας

Ο Díaz-Muñoz μελέτησε προηγουμένως την κοινωνική συμπεριφορά των μικρών πιθήκων που ονομάζονται ταμαρίνια, παρατηρώντας πως οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σχετικών ατόμων επηρέασαν την αναπαραγωγή τους.

Ταυτόχρονα, άλλοι ερευνητές είχαν αρχίσει να εφαρμόζουν θεωρία κοινωνικής εξέλιξης σε μικρόβια, όπως τα βακτήρια και άλλους μονοκύτταρους μικροοργανισμούς. Ο Díaz-Muñoz σημείωσε: «Όσο περισσότερο διερεύνησε, τόσο πιο περίπλοκο έγινε».

Σήμερα, ο Díaz-Muñoz ελπίζει ότι μια κοινωνική αντιμετώπιση των ιών μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να σχεδιάσουν καλύτερες θεραπείες.

Τα εμβόλια γρίπης, για παράδειγμα, περιέχουν μια εξασθενημένη ή εξασθενημένη παραλλαγή ενός ιού. Εξακολουθούν να προκαλούν ανοσοαπόκριση, αλλά δεν είναι αρκετά ισχυρές για να κάνουν τους οικοδεσπότες άρρωστους.

Οι επιτυχείς λεγόμενοι “απατεώνες” ιοί συμπεριφέρονται παρόμοια με αυτούς τους εξασθενημένους ιούς. Αυξάνουν τις δικές τους πιθανότητες εξελικτικής επιτυχίας αξιοποιώντας την αναπαραγωγή άλλων ιών για να βοηθήσουν στην αναπαραγωγή τους.

Σε μερικές μικτές λοιμώξεις, οι ιοί εξαπάτησης εξουδετερώνουν άλλους ιούς, αλλά μειώνουν τη συνολική καταλληλότητα ολόκληρου του ιικού πληθυσμού.

Η γνώση του τρόπου με τον οποίο οι ιοί εξαπάτησης επηρεάζουν την καταλληλότητα ενός ιικού πληθυσμού θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες στρατηγικές που χρησιμοποιούν ιούς εξαπάτησης για τον περιορισμό των ιικών επιδημιών.

“Αποδεικνύεται ότι πολλοί από αυτούς τους ιούς εξαπάτησης είναι αρκετά ισχυροί διεγέρτες της ανοσολογικής αντίδρασης, περισσότερο από τον πραγματικό άθικτο ιό”, δήλωσε ο Díaz-Muñoz.

“Γνωρίζουμε τις συνθήκες υπό τις οποίες δημιουργούνται αυτοί οι «απατεώνες», ώστε να μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για την παραγωγή άλλων εξασθενημένων ιών που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν καλύτερα ως εμβόλια”.

Η δημοσίευση της έρευνας έγινε στο Cell Host & Microbe.