Προς το τέλος του δεύτερου παγκόσμιου πολέμου, η μαζική παραγωγή της πενικιλίνης, επέτρεψε τη θεραπεία τραυματισμένων στρατιωτών από βακτηριακές λοιμώξεις. Από τότε, η πενικιλίνη και πολλά άλλα αντιβιοτικά, που ανακαλύφθηκαν, αντιμετωπίζουν με επιτυχία μια μεγάλη ποικιλία βακτηριακών λοιμώξεων. Τα αντιβιοτικά όμως, δεν λειτουργούν κατά των ιών. Έτσι, οι επιστήμονες και οι φαρμακευτικές εταιρείες προσπαθούν να βρουν ένα αντιϊκό φάρμακο το οποίο να είναι αποτελεσματικό κατά του κορωνοϊού.

Γιατί τα αντιβιοτικά δεν καταπολεμούν του ιούς;

Οι ιοί αποτελούν μη αυτοτελείς δομές και χαρακτηρίζονται ως υποχρεωτικά ενδοκυτταρικά παράσιτα. Αυτό σημαίνει ότι για να αναπαραχθούν εισέρχονται στο εσωτερικό των κυττάρων των ξενιστών τους και χρησιμοποιούν όλους τους μηχανισμούς αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης για το γενετικό τους υλικό, από τα δικά μας κύτταρα. Τα αντιβιοτικά όμως, δρουν επιλεκτικά, υπό την έννοια ότι δεν “σκοτώνουν” κύτταρα του οργανισμού μας, αλλά μικρόβια, επιδρώντας είτε σε κάποιο μεταβολικό τους μονοπάτι, απαραίτητο για την επιβίωσή τους, είτε διασπώντας το κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων κ.α.

Γιατί υπάρχουν τόσο λίγα αντιϊκά;

Τα αντιικά είναι, πράγματι, λίγα και αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι οι ιοί, όπως προαναφέρθηκε, χρησιμοποιούν τα δικά μας κύτταρα για να πολλαπλασιαστούν, με αποτέλεσμα η θανάτωση τους να είναι πολύ δύσκολη,  διότι δεν θα πρέπει να θανατωθούν ταυτόχρονα και δικά μας κύτταρα κατά τη θεραπευτική διαδικασία.

Γιατί είναι πιο εύκολη η δημιουργία αντιβιοτικών;

Εκείνο που καθιστά ευκολότερη τη δημιουργία αντιβιοτικών είναι οι διαφορές μεταξύ βακτηριακών και ανθρώπινων κυττάρων. Συγκεκριμένα, τα βακτήρια είναι αυτοτελείς «οργανισμοί» που μπορούν να ζήσουν ανεξάρτητα, χωρίς ξενιστή. Είναι παρόμοια με τα ανθρώπινα κύτταρα (ως βασική κυτταρική δομή), αλλά ταυτόχρονα έχουν και πολλά χαρακτηριστικά που δεν παρατηρούνται στα ανθρώπινα κύτταρα. Για παράδειγμα, η πενικιλίνη είναι αποτελεσματική επειδή παρεμβαίνει στην κατασκευή του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος. Τα κυτταρικά τοιχώματα αποτελούνται από ένα πολυμερές, που ονομάζεται πεπτιδογλυκάνη. Τα ανθρώπινα κύτταρα δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα. Έτσι τα αντιβιοτικά εμποδίζουν την παραγωγή πεπτιδογλυκανών από τα βακτήρια και μπορούν να σκοτώσουν τα βακτήρια χωρίς να βλάψουν τα ανθρώπινα κύτταρα. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως επιλεκτική τοξικότητα.

Γιατί είναι τόσο δύσκολη η δημιουργία αντιϊκών;

Σε αντίθεση με τα βακτήρια, οι ιοί δεν μπορούν να αναπαραχθούν ανεξάρτητα έξω από ένα κύτταρο ξενιστή και μάλιστα υπάρχει μια μεγάλη επιστημονική συζήτηση για το αν είναι πραγματικά ζωντανοί οργανισμοί, καθώς παρουσιάζουν τα χαρακτηριστικά της ζωής, όπως είναι η αναπαραγωγή, μόνον όταν βρίσκονται εντός των κυττάρων ξενιστών.

Οι ιοί για να καταφέρουν να αναπαραχθούν εισέρχονται σε ένα κύτταρο ξενιστή (ανθρώπινο κύτταρο) και εισβάλλουν στο σύστημα του. Μόλις εισέλθουν, ορισμένοι ιοί παραμένουν αδρανείς, ενσωματώνοντας το γενετικό τους υλικό στο γενετικό υλικό του κυττάρου ξενιστή (φορέας του ιού) για μικρό ή μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι την ενεργοποίηση του ιού. Άλλοι ιοί αναπαράγονται αργά και πολλαπλασιάζονται παράλληλα με τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων ξενιστών που έχουν μολύνει  και άλλοι δημιουργούν τόσα πολλά αντίγραφα, που το κύτταρο ξενιστής σπάει και πεθαίνει, κατά την απελευθέρωσή τους. Ακολούθως τα νεοαναπαραγόμενα σωματίδια του ιού διασπείρονται και μολύνουν νέα κύτταρα ξενιστές.

Μια αντιϊκή θεραπεία που θα μπορούσε να παρεμβεί στον ιικό κύκλο «ζωής» που περιγράψαμε πιο πάνω, θα ήταν επιτυχής. Το πρόβλημα είναι ότι κατά την στόχευση αυτής της διαδικασίας αναπαραγωγής που είναι επίσης σημαντική για το κύτταρο ξενιστή, σκοτώνονται και τα ανθρώπινα κύτταρα. Όπως αντιλαμβανόμαστε λοιπόν, είναι πολύ δύσκολο να θανατωθούν οι ιοί, αλλά τα κύτταρα ξενιστές (τα κύτταρα του οργανισμού μας) να παραμείνουν ζωντανά.

Σύμφωνα με τους ειδικούς, τα επιτυχημένα αντιιικά στοχεύουν τα διαφορετικά σημεία του ιού με τα ανθρώπινα κύτταρα και διακόπτουν τη διαδικασία αναπαραγωγής του ιού,  αποτρέποντας την αντιγραφή του και τη βλάβη στον ασθενή. Ωστόσο, όσο περισσότερο εξαρτάται ο ιός από το κύτταρο ξενιστή, τόσο λιγότερες διαφορές υπάρχουν για να χρησιμοποιηθούν ως στόχοι από ένα αντιϊκό και δυστυχώς οι περισσότεροι ιοί προσφέρουν λίγα σημεία που μπορούν να στοχευθούν.

Μια άλλη δυσκολία στην αντιμετώπιση των ιών, είναι το γεγονός ότι ο κάθε ιός είναι πολύ διαφορετικός από ότι ένας άλλος ιός, σε σύγκριση με τις διαφορές που παρουσιάζουν τα βακτήρια μεταξύ τους. Όλα τα βακτήρια έχουν δίκλωνο κυκλικό γονιδίωμα DNA και αναπαράγονται και μεγαλώνουν ανεξάρτητα, ενώ στη συνέχεια χωρίζονται σε δύο κύτταρα, με τη διαδικασία της διχοτόμησης, αφού πρώτα έχουν αντιγράψει το γενετικό τους υλικό. Από την άλλη οι ιοί, άλλοι έχουν γονιδιώματα DNA, ενώ άλλοι έχουν γονιδιώματα RNA, μερικοί έχουν μονόκλωνο, ενώ άλλοι έχουν δίκλωνο. Αυτό καθιστά πρακτικά αδύνατη τη δημιουργία ενός αντιϊκού φαρμάκου, το οποίο θα λειτουργεί αποτελεσματικά ενάντια σε διαφορετικούς ιικούς τύπους.

Παρόλα αυτά, υπάρχουν μερικά σημεία διαφοράς μεταξύ των ανθρώπινων κυττάρων και των ιών, τα οποία οι επιστήμονες εκμεταλλευτήκαν για να έχουν ως ένα βαθμό επιτυχία στην αντιμετώπιση τους. Ένα παράδειγμα είναι η γρίπη Α που είναι στην πραγματικότητα μια μορφή γρίπης. Η γρίπη Α ξεγελά τα ανθρώπινα κύτταρα για να εισέλθει σε αυτά. Μόλις βρεθεί μέσα στα κύτταρα, ο ιός πρέπει να «γδυθεί», αφαιρώντας το εξωτερικό του στρώμα, για να απελευθερώσει το RNA του στο κύτταρο. Η ιική πρωτεΐνη matrix-2, διευκολύνει μια σειρά ενεργειών που τελικά βοηθούν το ιικό RNA να απελευθερωθεί από το σωματίδιο του ιού. Όταν το ιικό RNA απελευθερωθεί μέσα στο κύτταρο ξενιστή, μεταφέρεται στον πυρήνα του κυττάρου για να ξεκινήσει η αντιγραφή του ιού. Σε αυτή την περίπτωση, ένα ιικό φάρμακο, που μπορεί να μπλοκάρει την πρωτεΐνη matrix-2, ώστε το ιικό RNA να μην απελευθερωθεί από το σωματίδιο του ιού και να μην φτάσει ποτέ στον πυρήνα του ανθρωπίνου κυττάρου για αναπαραγωγή, είναι αποτελεσματικό. Η αμανταδίνη και η ριμανταδίνη ήταν από τα πρώτα αποτελεσματικά φάρμακα που ανακαλύφθηκαν και στοχεύουν την πρωτεΐνη matrix -2, ενώ το Zanamivir (Relenza) και το oseltamivir (Tamiflu), είναι νεότερα φάρμακα τα οποία μπλοκάρουν ένα βασικό ιικό ένζυμο, εμποδίζοντας την απελευθέρωση του ιού από το κύτταρο και επιβραδύνοντας την εξάπλωση της λοίμωξης.

Πώς μπορεί να δημιουργηθεί ένα αποτελεσματικό αντιϊκό για τον SARS-CoV-2;

Το εμβόλιο κατά της COVID-19 είναι σίγουρα δύσκολο να δημιουργηθεί στο άμεσο διάστημα, επομένως ο έλεγχος της νόσου με κάποιο αντιϊκό είναι σημαντικός. Η ανακάλυψη της περιπλοκότητας του SARS-CoV-2 και η διαπίστωση της αλληλεπίδρασης του με τα ανθρώπινα κύτταρα, θα αποτελέσει την βάση για την δημιουργία ενός αποτελεσματικού αντιϊκού φαρμάκου, υπογραμμίζουν οι ερευνητές.