Egyetlen csepp vér is megmutat minden korábbi vírusfertőzést
Egy csepp vérből, olcsón meghatározható, hogy az élete során megfertőződött-e valaki bármely ismert vírussal. Az új technológia révén feltárható, hogy milyen kölcsönhatásban van egymással a virom és az immunrendszer, és ez milyen késői betegségek kialakulásához vezethet.
A Howard Hughes Medical Institute, a Brigham and Women's Hospital, valamint a Harvard Medical School kutatói kifejlesztettek egy olyan módszert, aminek révén bármely ismert humán vírus által történt jelenlegi vagy múltbeli fertőzés kimutatható a páciens egyetlen csepp véréből. A szisztematikus virális epitóp szkenner – VirScan – nevű eszköz hatékony alternatívája a jelenlegi diagnosztikumoknak, amelyek azonban egyszerre csak egyetlen feltételezett vírus általi fertőzés bekövetkeztét tudják kimutatni. Az új eszköz alkalmazása ráadásul nem is kerül többe, mint a régi módszer, az elemzés vérmintánként 25 dollárért elvégezhető.
A VirScan révén, írják a kutatók, nagy populációk virális fertőzöttségének elemzésére és összehasonlítására is lehetőség nyílik.
A fejlesztést irányító Stephen Elledge szerint módszerük révén vissza lehet tekinteni az időben, és meg lehet tudni, hogy az adott ember milyen vírusfertőzésekkel találkozott az élete során. Ahelyett, hogy a nagy labormunka igényű korábbi megközelítést alkalmaznánk, amikor egyszerre csak egyetlen vírusfertőzés nyomait kutatjuk, egyszerre nézhetjük meg valamennyit, azaz lehetőségünk nyílik a specifikus klinikai hipotézis alátámasztásán túl hipotézis-mentes elemzésre is.
Szintetikus humán virom
A fejlesztésről beszámoló tanulmány (Comprehensive serological profiling of human populations using a synthetic human virome) a Science című folyóiratban jelent meg, és a kutatók leírják benne, hogy a módszer specificitása és hatékonysága eléri a jelenleg alkalmazott ELISA specificitását és hatékonyságát az egyes vírusfertőzések kimutatásában. A VirScan mind a 206 ismert humán pathogén vírustörzs (összesen több mint ezer alfaj) ellen képződött antitestekre rákeres az egyetlen csepp vérben.
Az eszköz kifejlesztése során a kutatók szintetizálták az ismert humán pathogén vírusok több mint 93.000 fehérjedarabkáját (az immunrendszer válaszát kiváltó epitópok) kódoló DNS-darabokat, majd ezeket bakteriofágokba (baktériumokat fertőző vírusok) juttatták, mindegyik bakteriofágba egyetlen félét. Így mindegyik bakteriofág egyetlen féle fehérjeszegmenst állít elő, és azt kiteszi saját felszínére. A bakteriofágok csoportja pedig összességében a felszínén hordozza a több mint ezer humán pathogén vírusalfaj valamennyi immunválaszt kiváltó fehérjeszegmensét, epitópját.
A vérmintában lévő antitestek megtalálják és hozzákötődnek a hozzácseppentett reagensben lévő, nekik megfelelő bakteriofágokhoz, míg a nem kötődött fágokat kimossák a rendszerből. A maradék, kötődött fágok DNS-ét szekvenálással azonosítják, így megmondható, hogy a vérminta tulajdonosa milyen vírusokkal találkozott élete során, akár természetes fertőzés, akár vakcináció révén.
Tanulmányuk szerint a kutatók négy földrész 569 emberén tesztelték módszerüket (USA, Dél-Afrika, Thaiföld, Peru), kb. 100 millió potenciális antitest–epitóp interakcióra kerestek rá, aminek révén többek között kiderült, hogy átlagosan minden embernek 10 különböző fajú vírussal szemben vannak antitestjei, 84 vírusfaj volt megtalálható legalább 2 személy vérében, a Dél-Afrikából, Thaiföldről, Peruból származó alanyok vérében többféle vírus ellen találtak antitestteket, illetve többféle vírus ellen találtak antitestteket azok vérében is, akik fertőzöttek voltak HIV-vel. „Egyedül ebben a tanulmányban több antitest-virális peptid interakciót azonosítottunk, mint korábban mindenki más összesen a víruskutatás során.” – mondja Elledge.
A kutatók meglepetésére kiderült, hogy az egyes vírusok ellen a különböző emberek nagyon hasonló antitestválaszt produkálnak, azaz a különböző emberek antitestjei a virális peptidek identikus aminosavjait ismerik fel – ennek a felismerésnek fontos következményei lehetnek az oltóanyag-tervezés során, teszik hozzá a kutatók.
A VirScan által alkalmazott módszer nem korlátozódik az antivirális antitestekre, tumor ellenes antitestek, autoantitestek, illetve más kórokozók, így baktériumok, gombák, protozoák ellen termelt antitestek kimutatására is használható, továbbá óriási mértékben viheti előre az immunrendszer működésével kapcsolatos kutatásokat. Mint tanulmányukban írják a kutatók, az akut és krónikus vírusfertőzéseken kívül a vírusok egyéb hatással is bírnak, indirekt módokon is befolyásolják a gazdaszervezet immunrendszerét: a virom (az embereket fertőző vírusok összessége) és a gazdaszervezet immunrendszere közötti kölcsönhatás számos komplex betegség patogenezisében szerepel, így pl. az 1-es típusú cukorbetegség, a gyulladásos bélbetegség vagy az asztma kialakulásában szerepelhet ilyen interakció, és a VirScan révén lehetőség nyílik ezen kölcsönhatások szisztematikus feltárására is, továbbá elemezhetjük a vírusfertőzések és populációs struktúrák közötti összefüggéseket is. Új vírusok és egyéb új pathogének felfedezése esetén pedig a módszer egyszerűen bővíthető az újonnan megismert antitestekkel.
