Kookospalmide viirustest HI- ja Zika viiruseni

Viroloog Andres Merits: „Saame alfaviiruste geneetilise manipuleerimisega tekitada selliseid tüvesid, mis meid kaitsevad hulga ohtlikumate viiruste eest.“

MARGUS MAIDLA

Andres Merits: „Meie ise siin oleme välja töötanud kuus tõsiseltvõetavat Zika-vastase vaktsiini kandidaati ning väidan, et nad töötavad kõik väga hästi.“

Andres Merits: „Meie ise siin oleme välja töötanud kuus tõsiseltvõetavat Zika-vastase vaktsiini kandidaati ning väidan, et nad töötavad kõik väga hästi.“

Kristjan Teedema / Postimees / Scanpix

Eelmisel aastal omistati Tartu ülikooli rakendusviroloogia professorile Andres Meritsale riiklik teaduspreemia keemia ja molekulaarbioloogia alal eelneva nelja aasta teadustööde ning uurimistsükli „Alfaviiruste molekulaarbioloogia, vektorlevik ja patogeneesi alused“ eest.

Andres Meritsa uurimused viiruste elutegevuse vallas on viinud uute mooduste avastamiseni, kuidas üks kindel grupp viiruseid, nn alfaviirused, looduses levivad ja inimesi nakatavad ning kuidas organismid nende viirustega võitlevad. Nende mooduste tundmine teeb võimalikuks uute viirusvastaste ravimite arendamise. Hariduse omandas professor Merits Moskva ülikoolis ja kaitses seal kraadi taimeviiruste vallas ning kookospalmi viiruse uuringutest kujunes ka tema doktoritöö teema.

Inimesi (laiemalt kõiki elusorganisme) kimbutavad pidevalt kaks suurt silmale nähtamatut, aga oma väiksusele vaatamata palju paha tegevat bioloogiliste objektide gruppi: viirused ja bakterid. Alustaksime kohe kooli (bio)keemia tasemelt, et milles seisneb laias plaanis nende vahe?

Andres Merits: Laias laastus on siin üks lihtne vastus: bakterid on elus ja viirused mitte, bakterid on rakud, viirused mitte. Kõik ülejäänud erisused tulenevad suuresti nendest kahest alusfaktist. Kui võrrelda patogeene suuruse järgi, siis reeglina on viirused väiksemad, kuid see ei pruugi alati nii olla. Selleks et eksisteerida ja elus püsida, vajab bakter minimaalselt u 400–500 geeni, aga on teada viiruseid, millel on üle 2000 geeni. Nii et lõppkokku­võttes taandub kõik ikkagi elutsükli erinevusele, ühel on see elusorganismi tsükkel, teisel mitte.

Kas viiruste geneetilise andmekaevandusega on ka tegeletud? Kaua nad siin meie kõrval eksisteerinud on?

Jah, eks ikka on tegeletud, kuid see on üks raskemaid uurimissuundi, sest erinevalt dinosaurustest ei jää väljasurnud viirustest skelette järele. Kuigi skelette ei jää, võivad neist jääda jäljed genoomidesse. Nende jälgi võib leida nii inimeste, loomade kui taimede genoomidest, ka putukate omadest, ja need jäljed ulatuvad sadade miljonite aastate taha. Teine meetod on matemaatiline ning bioinformaatiline. Teades enam-vähem kindlalt viiruste või nende valkude evolutsiooni kiirust ja võrreldes seda sellega, mis täna eksisteerib, saab mingi­suguse tõenäosusega välja arvutada, kui kaua on kulunud aega tänapäevaste erinevuste tekkimiseks. Kuid sellise uurimismeetodi nõrkuseks on suur sõltuvus algoritmi tõepärasusest ja sellest, millele rohkem ja millele vähem tähele­panu pööratakse. Taolised arvutused võivad viia viiruste esmatekke ka paari miljardi aasta taha.

Kaardistaks põgusalt viiruste makro­maailma ehk taksonoomiat. Kui hetero­geenne see on?

Nii taimede kui loomade puhul on nii, et liik, perekond, sugukond ja sageli ka selts koosnebki ainult ühest esindajast, ja ka viiruste puhul on üsna samamoodi. Ajalooliselt on nii kujunenud, et mingi viirusega on konkreetselt tegeletud siis, kui ta on millegagi silma jäänud. Põhjustanud mõne haiguse või osutunud muus mõttes tähelepanuväärseks ehk siis uurimiseesmärgid on kujunenud üsna juhusliku (reeglina puhtalt pragmaatilise) valimi alusel. Sellest tulenevalt pole viiruste bioloogilisest mitmekesisusest täit pilti olnud võimalik luua ja rühmade arv on kaunis väike, algul umbes mitmekümne, hiljem mitmesaja ringis ja nende süstemaatika on samuti olnud üsna juhuslik. Viimasel kümnendil, mil DNA-d ja RNA-d on palju sekveneeritud nii keskkonnast kui ka elusorganismidelt, on teadaolevate viiruste arv kasvanud lausa plahvatuslikult. Ja eriti huvitavaid viiruseid (võrreldes nendega, millega seni on tegeletud) leitakse igasuguste usside ja amööbide seest, ehk siis leitakse selliseid viiruseid, mida nn klassikalise viiruste uurimise perioodil poleks keegi ealeski otsima ja uurima hakanud. Viiruste perekondi ja sugukondi on sadu, et mitte öelda tuhandeid. Kui piirduda inimesega seotud viirustega, siis näiteks punetisi põhjustav viirus näib olevat oma perekonna ainus esindaja, herpesviiruse sugukonnast nakatab inimest üheksa eri viirust, aga papilloomviiruste sugukonnas on inimesi nakatavaid viiruseid tõenäoliselt tuhandeid: paarsada on juba ametlikult tunnustatud, palju veel mittetunnustatuid on, näitab tulevik.

Nobeli preemia on omistatud nii papilloomviiruse kui emakakaelavähi tekitaja kausaalsuse tuvastamise eest. Kas võiksite välja tuua veel mõned viirused, mis tekitavad inimestele raskeid haigusi?

Vähki tekitavaid viiruseid on veel. Julgen praegu välja öelda, et umbes neljandik vähivormidest on põhjustatud viiruste poolt. Näiteks leukeemiat põhjustavad suuresti viirused, ka maksavähi tekke osatähtsuses on viirustel suur roll ja neid näiteid on veel.

Järgmine on natuke lapsesuine küsimus. Kunagi rääkis mulle üks küberneetika instituudi teadlane aastate eest tehtud eksperimendist arvutiviiruste vallas. Nad nimelt ühendasid võrku tuttuue arvuti, millele oli eelnevalt programmeeritud kõige uuem viiruste tuvastamise tarkvara, ja jäid siis ootama, kui kaua võtab aega, kuni mõni viirus tuleb uurima, kas sellest aparaadist on midagi saada. Läks umbes 20 minutit. Kui ma nüüd siit TÜ tehnoloogiainstituudi majast välja astun ja Tartu kesklinna poole kõndima hakkan, siis kaua mul pärisviirustega aega läheb, enne kui keegi tuleb mind kompama, et ehk on mult midagi kasulikku saada?

Olen veendunud, et 20 minutit ei kulu, see juhtub oluliselt varem. Samas aga peab mõistma, et enamik inimese kontakte viirustega on mõlemale poolele täiesti kasutud. Suurim viiruste grupp on bakterite viirused ja ka taimeviirused, nendega kokkupuude on pidev ja vältimatu, aga inimese ja nende vahel pole otsest vastasmõju. Loomulikult satub meie sisse samuti pidevalt ka muid viiruseid, aga immuunsüsteem võtab nad „rajalt maha“. Ütleme nii, et neid kordi, mil meie kokkupuude viirusinfektsiooniga toob kaasa nakatumise, on rohkem, kui me ise arvata oskame, aga neid kordi, mil nakatumine toob kaasa ka haiguse, on õnneks suhteliselt vähe.

Millised viirused veel mõjuvad inimesele?

Kui me räägime geneetilisest mõjust või resistentsusest, siis näiteks me oleme praktiliselt resistentsed kõikidele viirustele, mis mõjutavad hiiri, ja nemad on resistentsed nendele viirustele, mis mõjutavad inimesi. Kui me aga mõne võõrliigile mõjuva viiruse viime väevõimuga inimese rakku, siis enamikul juhtudel see töötab seal küll. Asja iva seisnebki selles, et kõikidel viirustel on ainult sellele omased sisenemismeetodid ja sellel puudub konks, millega inimesse siseneda. Enamik viiruseid, mis inimesse sisenevad, on sellised, millest ta ise mitte midagi ei tea ja mis mitte midagi ei põhjusta. Näiteks 99% juhtudest ei põhjusta ka papilloomviirusega kokku puutumine inimesele midagi. Me kõik kanname endas tuulerõugeviirust, mitmeid herpesviirusi – seda nimekirja võiks jätkata, neid viiruseid on tõesti väga-väga palju, mida inimene kannab –, aga normaalsetes tingimustes ei põhjusta nad mitte midagi.

Viimasel ajal on avalikkuse ees laineid löönud Zika viirus?

See on hea näide avalikkuse poolt üles paisutatud loost. Zika viirus avastati tänaseks juba 70 aastat tagasi ja praktiliselt kogu selle perioodi vältel ei huvitanud see absoluutselt mitte kedagi. Zika oli lihtsalt üks paljudest viirustest, mis levis seal Aafrikas või Kagu-Aasias, vahel keegi nakatus, noh, ja mis siis. Kogu selle aja jooksul on Zika viiruse kohta avaldatud teadustöid umbes 50. Ja nüüd, alates 2016. aasta algusest, on selliseid töid avaldatud üle 500. Pole absoluutselt võimalik, et ühe aastaga tehakse ära töö, mis kogu varasema perioodi vältel on tegemata jäänud. Aga nii juba kord see meie elukorraldus on, et raha, tööjõud, huvid – kord tehakse konjunktuurselt ühte, kord midagi muud. Kord tegeleme koronaviirustega, siis tuli chikungunya viirus, siis hakkasime alfaviiruseid uurima ja nüüd on moes Zika viirus. Tahan öelda, et selline visklemine või juhusliku valimi alusel tegutsemine ei anna head tulemust. Selle asemel peaksime viroloogias lähenema hulga metoodilisemalt ja kindlama plaani alusel, mida uurida ja kuidas. Ajakirjanikel võiks avalikkuse teavitamisel ka rohkem kompetentsust olla. Lugesin korduvalt väiteid, et Zika viiruse vastu pole suudetud vaktsiini välja töötada – see on ju puhas jama! Asi pole üldse suutmises. Zika viiruse vastu on nüüdseks juba mitukümmend tõsiseltvõetavat vaktsiinikandidaati üleilmselt välja töötatud ja kõik viimase aasta jooksul. Asi on lihtsalt selles, et turule jõudmiseks kulub minimaalselt veel kümme aastat ja miljard eurot. Sellise tsükli on inimene ise enda kaitseks kehtestanud. Probleem ei ole teadlastes, vaid reeglistikus, mille on avalikkus kehtestanud, ja nendes etappides, mis tuleb läbida, et mingi elusorganismi mõjutav preparaat laborilaualt apteegilettidele jõuaks. Meie ise siin oleme välja töötanud kuus tõsiseltvõetavat Zika-vastase vaktsiini kandidaati ning väidan, et nad töötavad kõik väga hästi, ja selleks ei kulunud mitte kaks kuud (veksel, mille me ajakirjanduses välja käisime), vaid 53 päeva.

Räägime veel mõne sõna huvitavatest inimestele ülekanduvatest viirustest, millele on rahvapäraselt antud sellised „armsad“ koondnimetused nagu linnugripp ja seagripp.

Nakkamine ja kohanemine ühelt liigilt teisele on viiruste seas üsna tavaline nähtus. Ka viirus otsib looduses „sööta“, st populatsiooni, mis on võimalikult suur ja saadaval. Inimkond on loomade seas arvukuselt kõige levinum liik ja viirused kombivad ning jäävadki pidevalt inimesi kompima, kasutades ära oma võimekust adapteeruda. Linnu­gripp on viirus, mis on lindude seas väga laialt levinud, kuid levib neil peamiselt soolestikus, mitte hingamisteedes. See viirus kasutab rakkudesse levimiseks ühte kindlat molekuli, mis on olemas ka inimestel. Tõsi, tegemist pole päris identse, küll aga väga sarnase ehitusega molekuliga, seetõttu on täiesti olemas n-ö värav, mis aitab viirusel lindude organismist inimeste omasse liikuda. Kuid see ei ole alati nii, näiteks Ebola viirusel sellist otsest „väravat“ ei ole, aga sellegipoolest kandub see inimesele üle ja levib. Edasi saab minna mitme stsenaariumi järgi. Üks variant on, et ei juhtu mitte midagi. Seda nimetatakse tupikperemeheks ja sinna see viirus jääbki. Inimene võib haigestuda, võib mitte haigestuda, variante on erinevaid.

Mõningatel juhtudel aga viirus adapteerub ning hakkab levima inimeselt inimesele, kõige tuntum taoline nähtus on arvatavasti HIV. Levis šimpansilt inimesele, täpselt on teada isegi koht Kamerunis, kus see juhtus, pluss-miinus mõned kilomeetrid. Võib kaardile ringi tõmmata, sinna näpu panna ja 100% tõenäosusega öelda, et just siit algas HI-viiruse levik. Kõik selles ja naaberregioonides elavad šimpansid on neil leiduva viiruse (HIV eellane SIV – simian immundeficiency virus) osas suuresti läbi uuritud ja teatakse täpselt, kus see inimeste HIV-le kõige sarnasem SIV levib. SIV on tõenäoliselt varemgi inimesele kümneid kordi üle kandunud, aga see üks kord sai kuidagi kohandumiseks „konksu taha“, jäi inimese organismis püsima ja adapteerus seal. Edasi võib juhtuda see, et viirus asub usinasti muutuma ja adapteeruma, et kergendada levimist, või ta ei tee seda. Näiteks – erinevalt HI-viirusest – on Ebola muutunud inimese organismis vähe ja nii nagu ta alguses oli raskesti leviv viirus, on ta selleks jäänud tänaseni.

Räägiks viirustest kui bioloogilisest relvast. Levivad ju vandenõuteooriad, mille kohaselt needsamad HIV ja Ebola on mingite kurjade jõudude (loe: Ameerika) laboris konstrueeritud biorelvad, mis katsete käigus lihtsalt väljusid kontrolli alt ja mille käes nüüd inimkond peab vaevlema.

Seda, et HIV on labori päritolu, võivad uskuda ainult võhikud või idioodid. Ka Ebola on looduslikku päritolu. Küll aga tasub mõista seda, et viiruseid on päris lihtne kopeerida, seda oskame me kõik, samuti suudame me teatud määral neid moduleerida. Aga täiesti nullist kavandada ja valmis ehitada, sellel ajal, kui toimusid nende viiruste esimesed kirjeldatud kontaktid inimesega – HIV puhul aastal 1959 ja Ebola puhul 1970. aastatel – sellist võimekust ei olnud päris kindlasti mitte kellelgi mitte üheski maailma otsas. Lihtsam olnuks neandertallasel kirjutada arvutiviiruseid.

Viirused on bioloogilise relvana üsna ebatõhusad ja ka mõtlematud, sest neil on võimalus bumerangiefektina tagasi „lennata“ oma vallapäästjate juurde. Kuidas õpetada viirusele, et ta läheks ja hävitaks vaenlasi, aga omasid ei puutuks? Viiruse esmaversioonis võib see olla isegi võimalik, kuid ennustan, et pärast vallapäästmist hakkab viirus niivõrd kiire tempoga adapteeruma, et see tõkestus kaob üsna kiiresti. Sõjalises kasutuses ma viiruseid kui biorelvi eriti ei näe, pigem on probleem selles, et selline mõte ja võimalus võib kätte sattuda igasugustele hulludele. Töötada välja mõni poolsünteetiline viirus või kohandada olemasolevat looduslikku ei ole tänapäeval enam mingi raketiteadus. Ka meie siin tehnoloogiainstituudi laboris oleme kokku pannud kaheksa sünteetilist viirust. Selleks et HI-viiruse 9000 nukleotiidi õiges järjestuses kokku liita ja selle abil viirus vabastada, on vaja paar nädalat ja see on jõukohane mitte ainult igale diktaatorile, vaid ka lihtsalt üksiküritajatele. Ainus, mida peab väga täpselt teadma, on see, kuidas ja milleks kokku panna.

Teie käest ei saa kuidagi küsimata jätta ka järgmist põletavat küsimust. Mida sooviksite öelda nendele lastevanematele, kes keelduvad oma lapsi vaktsineerimast?

Seda, mida ma tegelikult neile öelda tahaksin, ma välja ei ütle, sest häid sõnu mul neile pole. Mina olen veendunud vaktsineerimise pooldaja. Minu arvates pole probleem ainult inimeste rumaluses, vaid ka ametnike ja riigi rumaluses ning saamatuses. Kui on olemas hea ja töötav vaktsiin, tuleks see inimestele kohe ka kättesaadavaks teha. Tasuta. Minu poolest võiks ära kaotada haigus- ja hooldusraha vaktsiinvälditavate haiguste (näiteks tuulerõugete) põdejatele, kui nad pole ennast või oma lapsi vaktsineerinud. Kui aga on vaktsineeritud ja ikka haigestuvad (või tekivad kõrvalmõjud, mida vahel ikka juhtub) – makstagu kahekordses mahus. Minul ei tule tõenäoliselt kunagi elus kokku puutuda emakakaelavähiga, kuigi on papilloomviiruseid, mis levivad ka meestel ning põhjustavad neile vähkkasvajaid. Kõik need inimesed, kes oma rumaluse, internetist leitud lolluse või lihtsalt moonutatud andmete pärast otsustavad oma lähedastele vaktsineerimisvastast nõu anda või lapse vaktsineerimata jätta, mängivad väga ohtlikku mängu. Olgem siin teadlaslikult otsekohesed: evolutsioon emotsioone ei mõista ning rumalusi ei andesta ja sellised inimesed surevad lihtsalt välja (või peavad ülejäänud neid kuidagi üleval pidama). Põhjus, miks suuremad jamad praegu veel olemata, on puhtalt kriitilises massis, täpsemalt selle (hetkel veel) puudumises.

Mulle meenutavad mittevaktsineerijad mõneti bussijäneseid. Kui kõik sõidavad piletiga, st on vaktsineeritud, ja vaid mõni üksik mitte, siis kedagi ta ei sega ja kontrollidele ta ka vahele ei jää, sest kontrolle pole lihtsalt vaja. Kui aga nende bussijäneste hulk ületab teatud kriitilise massi, siis hakkavad süsteemis tekkima tõrked ja avastatakse, et midagi on viga. On ainult aja küsimus, mil selline inimene jääb vahele. Kui vaktsineerituid või lihtsalt immuunseid on u 90%, siis tõenäosus, et keegi mittevaktsineeritutest haigestub ja kohtab teist samasugust, kellele viirus saaks üle kanduda, on äärmiselt ebatõenäoline. Kui aga vaktsineeritute hulk peaks langema allapoole kriitilist piiri, võivad probleemid tekkida väga kiiresti. Siin ei ole midagi tahtlikku, see, millest ma räägin, on lihtne matemaatiline tõenäosus ja nii lihtsalt läheb. Riiklikust küljest on rumal seda pealt vaadata ja mitte midagi teha. Viiruste puhul (ilmselt ka muude patogeenide puhul) ei kehti argument, et hetkel raha pole. Maailmas on raha küll, praegu laena või negatiivse intressiga. Jah, võlg on võõra oma. Samas, koonerdaja maksab topelt. Meie HIV/AIDS-i epideemia ulatus tuleneb suuresti ametnike saamatusest. Sama kehtib suurel määral ka sigade Aafrika palaviku (nii on selle haiguse õige nimetus) leviku kohta. Isegi selline inimestele ohutu viirus on meile maksma läinud kümneid miljoneid – kus on siin kokkuhoid? Tõsi, paljusid viiruseid täiesti vältida ei saa, küll aga saab ja tuleb piirata nende tekitatava kahju ulatust.

Soovite lõpetuseks veel omalt poolt millelegi tähelepanu juhtida?

Ma tahaks pöörata tähelepanu meie doktorantide eluolule. Suur osa meie produktiivsest teadustööst (kui mitte kaks kolmandikku, siis pool päris kindlasti) tehakse ära doktorantide poolt. Samas ei ole selle eest makstav tasu kooskõlas nende tegeliku rolliga: doktorant on peamiselt ikkagi teadlane ja alles siis õppur, paraku vormiliselt tunduvad asjad olema vastupidi. Doktoritööle esitatavad formaalsed nõuded on paigast ära. Ma mõistan, et varem me soovisime ennast maailmas kvalitatiivselt tõestada ja kehtestasime doktoritöödele väga karmid nõuded. Ma väidan, et tänaseks on need nõuded, täpsemalt kolme avaldatud publikatsiooni nõue, ajale jalgu jäänud ning takistavad reaalselt süsteemi efektiivset toimimist. Isegi meie naabrid Soomes ja Rootsis on juba oma reegleid muutnud.

Eksperimentaalsetel aladel (nagu biokeemia ja viroloogia) ei teki publikatsioonid lineaarsete protsesside tulemusena, vaid mõnede teadustulemuste selgumine võtab aega. Teaduses on konkurents karm ja üks koht, kus me seda eriti tunnetame, on kõrgetasemeliste publikatsioonide avaldamine. Selliste tööde teostamine on kallis (eriti arvestades doktorantide teadustöö olematut otsest riiklikku finantseerimist) ja nende tulemuste avaldamine vägagi raske ja aeganõudev. Ma tean juba liiga paljusid doktorante, kelle doktoritöö kaitsmine seisab aastaid viimase kohustusliku publikatsiooni avaldamiseks vastuvõtmise taga. Oma töö on need inimesed teinud, tegelikkuses on nad dissertatsiooni kaitsmiseks ja kraadi omandamiseks valmis. Meil oleks aeg doktorantuurisüsteem tervikuna üle vaadata, sest praegu me raskendame kunstlikult nende inimeste elu ja osa nõudmisi ei ole objektiivsed. Praegune süsteem loob eelised keskpärasusele ja sinna on sisse programmeeritud konflikt juhendaja (kes uurimistoetuste saamiseks vajab eelkõige kõrgetasemelisi publikatsioone) ja doktorandi (kelle kaitsmine võib juhendaja igati põhjendatud ambitsioonide tõttu peaaegu määramatuks ajaks edasi lükkuda) vahel.

Kui sulle meeldis see postitus jaga seda oma sõpradega

[LoginRadius_Share]
 

Leia veel huvitavat lugemist

TeaterMuusikaKino
Keel ja kirjandus
LR
Täheke
Õpetajate leht
Akadeemia
Kunstel
Muusika
Vikerkaar