Český tým rekonstruoval evoluci covidu. Naznačil, že ze SARS pandemie nebude

Covidová pandemie změnila svět mnoha způsoby, z některých se společnost nevzpamatovala ani po šesti a půl letech. Patogen se rychle vyvíjel, což vedlo nejen ke vzniku řady konspiračních teorií, ale i komplikací ohledně léčby, očkování a opatření. Čeští a izraelští vědci v laboratorních podmínkách nyní zrekonstruovali, jak se koronavirus SARS-CoV-2 měnil a vyvíjel, a zároveň odhalili podmínky, které mohou vést ke vzniku vysoce nakažlivých variant.

V srpnu roku 2021 vydal Jiří Zahradník z 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v centru BIOCEV studii, ve které upozornil na dvojici mutací ve vazebném místě koronaviru SARS-CoV-2. Ty v jeho evolučním experimentu výrazně zvyšovaly nakažlivost viru, protože se dokázaly účinněji vázat na buňky v lidských dýchacích cestách. Netrvalo ani tři měsíce a v Jihoafrické republice se objevila varianta, jež dostala název omikron – a která obsahovala přesně tu dvojici mutací, kterou předpověděl Zahradník.

Jiří Zahradník
Zdroj: BIOCEV

Metoda, kterou Zahradník vyvinul a použil, takzvaná „in vitro evoluce“, si tehdy získala zaslouženou pozornost – hlavně proto, že by mohla předpovídat zásadní zlomové body v průběhu pandemií, a navíc se dá poměrně snadno upravit tak, aby odrážela různé podmínky, při nichž se pandemické viry vyvíjí.

Metodu in vitro evoluce, kterou jsme vyvinuli, bude možné v budoucnu aplikovat i na další nebezpečné viry. Budeme schopni izolovat virové proteiny a zkoumat, jakým směrem se pravděpodobně vyvinou za různých scénářů. Náš přístup umožňuje identifikovat nebezpečné varianty ještě předtím, než se stanou dominantními, což pomůže zaměřit úsilí na prevenci podmínek, které jim umožňují převládnout a připravit se na ně s předstihem.
Jiří Zahradník, BIOCEV

Teď Zahradník ve spolupráci s experty z izraelského Weizmannova institutu věd metodu vylepšil. Jeho tým rekonstruoval vývoj koronaviru SARS-CoV-2 od původního kmene z Wu-chanu, přes vznik vysoce nakažlivé varianty omikron, až po pokročilé podvarianty omikronu, které pak prošly zdravotními systémy celého světa.

Experiment byl zcela bezpečný – badatelé nepracovali s živými viry, ale jen s jejich proteiny. Nehrozilo tedy sebemenší riziko nákazy nebo přeskočení viru na vědce zkrátka proto, že ve zkumavkách nebyl celý virus, ale jen jeho pro evoluci důležité části.

Evoluce ve zkumavce

Evoluce virů je podobná jako u všech ostatních živých organismů (byť u virů si vědci nejsou úplně jistí, jestli vůbec živé jsou). Probíhá prostřednictvím mutací a jejich výběru. Aby viry přežily a šířily se, množí se velmi rychle, což často vede ke vzniku mutací, které se mohou nahromadit. Když je vhodných mutací hodně najednou, vzniká nová varianta viru.

V aktuální studii dokázali biologové evoluční proces a tlak ještě urychlit tak, že místo roků trval pouhé měsíce. Pomocí geneticky upravených buněk pivních kvasinek pak vystavili miliony vzniklých variant lidským receptorům a napodobili přirozený výběr tím, že zachovali jenom ty, které se na receptory stále dokázaly úspěšně vázat.

Výzkumníci přitom zkoumali jak původní „čínskou“ variantu viru, tak i řadu dalších, jež byly tak významné, že si zasloužily vlastní název – zejména alfa, beta a omikron. Sledovali, jak se jejich vazebná místa vyvíjela ve dvou scénářích: při silném selekčním tlaku a při slabém selekčním tlaku.

Silný tlak představuje situaci, kdy každou evoluční fázi přežije jenom malé množství nejlépe přizpůsobených variant, což umožňuje výhodným mutacím rychle převládnout. Při slabém selekčním tlaku naopak přežívá mnoho variant a výhodné mutace se navzájem obohacují, aniž by zcela převládly.

„Bez ohledu na to, s jakou virovou variantou jsme začínali, při silném selekčním tlaku se vždy velmi brzy objevila varianta nápadně podobná omikronu a jeho podvariantám, která rychle ovládla celou populaci,“ přiblížil Zahradník.

Experiment tak odrážel dění v reálném světě: „Stejnou trajektorii jsme pozorovali během pandemie koronaviru, která od konce roku 2021, kdy se omikron stal dominantní variantou, již neprodělala další podobně zásadní změnu. Ve skutečnosti se nám podařilo přesně zrekonstruovat evoluční cestu koronaviru mezi miliardami lidí během tří let v laboratorních experimentech trvajících jen pár měsíců,“ doplňuje vědec.

Dobrá zpráva pro další pandemie

Autoři studie se podívali také na jiný koronavirus, dobře známý SARS, který způsobil několik menších epidemií s vysokou smrtností. Také on se při silném evolučním tlaku choval podobně jako covidový virus – změnil se tak, aby se účinně vázal na buňky v dýchacích cestách.

To by naznačovalo, že se může v případě přeskočení na člověka snadněji šířit, ale ve skutečnosti je to opačně. „Dobrou zprávou je, že některé z vybraných mutací vykazují vysokou podobnost s koronavirem SARS-CoV-2, který způsobil pandemii, a je tedy pravděpodobné, že proti nim máme částečnou imunitu a tento virus už pandemii nezpůsobí,“ vysvětlují izraelští vědci, kteří měli tuto část experimentu na starost.

Na jeden výzkum přinesla tato studie zajímavých výsledků víc než dost. Narazila ale také na jednu z největších, a doposud ne zcela vyjasněných záhad pandemie. Tou je vznik varianty omikron, která se objevila jako nečekaně zásadně odlišná od starších variant – podle virologů zkrátka nebylo dost dobře možné, aby dokázala takové množství mutací v krátkém čase jen tak nahromadit.

V nové studii se výsledky evolučního tlaku dostaly ke stejnému vysvětlení, s nímž virologové pracují jako s hypotézou, tedy, že varianta vznikla u nějakého pacienta s narušenou imunitou, kde uvnitř jeho těla mohla přicházet s množstvím pokusů, jež by zdravý imunitní systém rychle zatrhl.

To podle autorů zdůrazňuje, jak důležité je správně léčit imunosupresivní stavy, například AIDS, ještě před vypuknutím další globální pandemie, a chránit imunokompromitované osoby před infekcí a chronickým onemocněním. Pomáhá se tak totiž nejen jim, ale i všem zdravým, na něž se později zmutovaný virus může přenést.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Bez kobaltu, ale s 3D katodami. Vědci hledají bezpečnější baterie

Moderní svět by nemohl fungovat bez baterií, které dokáží akumulovat energii. Jenže také občas chytnou, vyrábí se z prvků, které těží v nelidských podmínkách malé děti, a navíc jsou zdroje na ně velmi drahé. Všechny tyto problémy by mohla vyřešit nová technologie.
před 3 mminutami

Vědci popsali působivý řád obřích muších spermií

Spermie octomilek jsou obří, ty největší mohou mít až šest centimetrů. Kdyby měly v poměru k velikosti těla tak dlouhé spermie lidé, měřily by o deset metrů víc než plejtvák obrovský. A navíc, podle nové studie, se chovají pozoruhodně koordinovaně – na to, že pro takové chování nemají žádné smysly.
před 17 hhodinami

Hnědí trpaslíci, psychometrie i výzkum covidu. Mladí čeští vědci dostali Prémii Otto Wichterleho

Mimořádný talent na počátku vědecké dráhy – tak označila Akademie věd České republiky 23 mladých vědců a vědkyň, kterým ve středu udělila ocenění Prémie Otto Wichterleho.
před 18 hhodinami

Absolutní český teplotní rekord může padnout v neděli

Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) na svých sociálních sítích uvedl, že v neděli může padnout rekord pro vůbec nejteplejší den v dějinách tuzemského měření – dosavadní zaznamenané maximum je 40,4 stupně Celsia. „Na základě aktuálních dat lze říct, že nás čeká extrémně teplý víkend bez ohledu na to, zda bude rekord překonán, nebo ne,“ napsal ČHMÚ. V dalších dnech bude předpověď dále zpřesňovat a reagovat výstrahami.
před 21 hhodinami

Čína technologicky pokořila USA. Nejrychlejší superpočítač mají v Šen-čenu

Nejvýkonnější, oficiálně známý počítač mají poprvé od roku 2017 v Číně. Nachází se v Národním superpočítačovém centru v Šen-čenu. Z prvního místa tak sesadil americký superpočítač El Capitan. Vyplývá to z žebříčku pěti set nejrychlejších počítačů na světě, který se zveřejňuje dvakrát do roka.
před 23 hhodinami

LSD se posunulo jako možný lék proti depresi do „nadějné“ fáze

Psychedelika se zmiňují v souvislosti s léčbou vážných duševních nemocí stále častěji – řada výsledků vypadá velmi nadějně, ale zatím chyběla kvalitnější potvrzení jejich účinnosti prostřednictvím velkých dlouhodobých studií. Teď jedna taková vyšla a naznačuje, že potenciál těchto substancí je nemalý.
23. 6. 2026

Do Česka přiteče přes sto milionů na špičkovou vědu. ERC granty mají dva projekty

ERC granty jsou způsob, jak Evropská unie podporuje vědu v členských zemích. Pečlivě vybrané projekty mohou takto získat financování, které posune výzkum dál. V úterý byly zveřejněny ERC granty v kategorii Advanced (Pokročilý). Získaly je rovnou dva tuzemské projekty – jeden z Olomouce, druhý z Prahy.
23. 6. 2026

Stromy vyhrály evoluční závod, protože se nejlépe přizpůsobily suchu

Na otázku, jak se stalo, že vznikly stromy a co jim umožnilo stát se jedněmi z největších a nejdéle žijících organismů na Zemi, se pokusil odpovědět velký mezinárodní výzkum, ve kterém hráli významnou roli i experti z Česka.
23. 6. 2026
Načítání...