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

Smrt českého krále i další turecká expanze. Bitva u Moháče zásadně ovlivnila dějiny

Na konci srpna 1526 se nedaleko dolnouherského města Moháč odehrála bitva, jejíž výsledek na dlouhá staletí ovlivnil dějiny střední Evropy. Síly osmanského sultána Sulejmana I. Nádherného totiž drtivě porazily oddíly česko-uherského krále Ludvíka Jagellonského, což Turkům mimo jiné otevřelo cestu k ohrožování středoevropského prostoru. Krátce po bitvě navíc zemřel král Ludvík, jehož smrt znamenala vymření česko-uherské větve Jagellonců a následně i mocenský vzestup Habsburků.
před 15 hhodinami

Německé letiště se potýká s malárií

Dosavadní dopad ohniska malárie, které se objevilo na frankfurtském letišti v Německu, čítá šest nakažených a dva mrtvé. Epidemiologové se pokoušejí přijít na to, jak se nákaza na místě rozšířila.
včera v 14:42

Ruští vyděrači obelhali agenta AI. Ten pro ně napadl několik firem

Varování expertů na internetovou bezpečnost se vyplnila. Agentura Reuters popsala, jak skupina rusky hovořících zločinců zneužila komerčně dostupný model agentské umělé inteligence (AI) k útoku na řadu zahraničních společností.
včera v 11:42

Letošní hurikánová sezona je zatím bez hurikánů. Meteorolog vysvětluje proč

Tropický Atlantik je na konci srpna nezvykle klidný. Od začátku letošní hurikánové sezony se v něm vytvořily pouze tři pojmenované tropické bouře – Arthur, Bertha a Cristobal – a ani jedna z nich nedosáhla síly hurikánu. Z hlediska celkové energie tropických cyklon je letošní začátek sezony dokonce nejslabší za téměř čtyři desetiletí. Přitom zrovna přichází období, kdy by měl tropický Atlantik začít naopak naplno ožívat. Co se v Atlantiku letos děje?
včera v 10:37

Podívejte se na fotky částečného zatmění Měsíce

Na noční obloze nad značnou částí Evropy se v pátek nad ránem dalo pozorovat téměř úplné zatmění Měsíce. K tomuto jevu dochází, když se Země ocitne mezi Sluncem a Měsícem a vrhá svůj stín na Měsíc.
včera v 08:20

Ve Španělsku ukradli druhý největší pravěký zlatý poklad Evropy

Na jihovýchodě Španělska v regionu Valencie ve čtvrtek časně ráno zloději ukradli soubor artefaktů považovaných za jednu z nejcennějších sbírek zlatých předmětů z doby bronzové v Evropě, informuje agentura AFP a místní média. Zatím není zcela jasné, jak velkou část tohoto takzvaného Pokladu z Villeny zloději ukradli.
27. 8. 2026

Katastrofu v Nepálu způsobil kolaps ledovce, přispěla i změna klimatu

Hlavní příčinou ničivé povodňové vlny, která v Nepálu připravila o život stovky lidí, je kolaps ledovce, na který se zřítil obrovský skalní masiv. Záchranáři dál pátrají po pohřešovaných, mezi nimiž jsou občané více než třiceti zemí.
27. 8. 2026

Proč jsou alpské sesuvy stále intenzivnější a nepředvídatelnější

Vysoko v horách může náhlý liják během několika minut proměnit klidný svah nebo údolí v bouřlivou řeku bahna a kamenů. A podle předpovědí budou tyto intenzivní lijáky stále častější. Ředitel nového švýcarského výzkumného ústavu zabývajícího se horskými riziky hovořil s portálem Swissinfo o tom, jak klimatická krize mění povahu rizik v Alpách.
27. 8. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.