Koronavírus - I.Vírus

 Az itt leírtakban nincsenek saját vizsgálatok vagy kísérletek, csak következtetések, amelyek mások kutatásaiból vagy megállapításaiból származó tényekre alapoznak. Következtetéseim véleménynek számítanak, mivel lehet, hogy lesznek tévedéseim is. Remélem, hogy nem sok. 

 

Fertőzés

A SARS-COV-2 koronavírus, továbbiakban, a vírus, meglehetősen egyszerű felépítésű: van egy burok, ami határolja, szerkezeti fehérjék, amelyek megadják a gömböcke tartását, ezen belül pedig találunk egy kis plazmát, néhány enzimet és ami a legfontosabb, a genetikai információt hordozó egyszálú RNS láncot, továbbiakban, genomot ^[1]. Viselkedését alapvetően meghatározza az a tény, hogy RNS alapú vírus ^[2]. Ugyanis valamennyi RNS-vírus egy saját enzimjét kénytelen használnia a genomja másoláshoz, mert az emberi szervezetben ilyen enzim nincs ^[3].   

A genom lánc első háromnegyedét pont ezeknek a szaporodásához szükséges enzimeknek a gyártási terve (kódja) teszi ki, a többi része a szerkezeti fehérjéket kódolja ^[4]. Ezek közül az S-fehérjék az érdekesebbek, mert a vírus felszínén helyezkednek el, és alakítják ki a korona jelleget. Segítségükkel kapcsolódik a vírus a sejtjeink receptorjaihoz és jutnak be a sejtekbe, hogy megfertőzzenek minket ^[5]. Mint a továbbiakban látni fogjuk, ez azért nem megy olyan könnyen.

A vírus főként szoros érintkezéssel és cseppfertőzéssel terjed, de terjedhet a szennyezett felületek érintése által is. Mindenképpen már akkor kellemetlenséggel találkozik, mikor ránk kerül. Az első védelmi réteg az áthatolhatatlan bőr a roppant kellemetlen, savas pH-jával, amin előbb utóbb denaturálódnak vagy kiszáradnak a vírusok. Viszonylagos gyenge pontokat jelentenek a nyálkahártyák, ezért próbálkoznak itt a vírusok, de a nyálkahártyák sem tárt kapuk számukra. A légutak ehhez képest barátságosabb behatolási helyek ^[6].

Ha végül a vírus bejut az emberi sejtbe, erre mondjuk, hogy megfertőzi, akkor a genetikai állománya szabaddá válik és a citoplazmába kerül. A sejt azt hiszi, hogy a vírus RNS-e egy normális mRNS, ami a magból jött és elkezdi átírni a riboszómáin az RNS kódot fehérjékké. Így keletkeznek az első új vírusfehérjék, legelőször egy olyan furfangos fehérje, amelyik képes megakadályozni a sejt saját proteinjeinek az előállítását ^[7]. Utána következik az RNS függő RNS polimeráz, az a bizonyos speciális enzim, ami aztán elkezdi sokszorozni a vírus RNS-t. Azokról meg közben újabb, meg újabb fehérjék íródnak át, egész addig, amíg a fertőzött sejtet el nem lepik a vírusfehérjék és RNS-eik. Végül a szerkezeti fehérjék íródnak át az RNS kódról. Az így legyártott alkatrészek hamarosan elkezdenek összeszerelődni vírussá.

Itt találkozik a vírus a második kellemetlenséggel, ugyanis minden sejtnek van önvédelmi reakciója. Ez a veleszületett immunrendszer elsődleges védelmi vonala. A sejtek úgynevezett mintázatfelismerő receptorokat használnak a vírus felismerésére. Ezek az evolúció során kialakult receptorok olyan molekuláris mintázatokat ismernek fel, amelyek csak kórokozókban fordulhatnak elő. A szöveti sejt, ha észreveszi, hogy valamelyik mintázatfelismerő receptor, bejelez, akkor több folyamatot is elindít. Először is belátja, hogy ő maga a veszély, mert a vírus, mint gazdasejtet felhasználja a szaporodásához. Ezért öngyilkosságot követ el, hogy ezzel is lassítsa a vírust ^[8]. Ezt azonban úgy csinálja, hogy mindent, ami a sejten belül van, elkezdi elbontani. Mindent: saját magát és a vírusokat is. Másodszor azonnal hírvivőket, interferonokat küld a többi szöveti sejtnek és az immunrendszernek, hogy micsoda csapás érte ^[9]. A többi sejt, innentől fokozott önvizsgálatot tart, megnehezíti a vírus bejutást, leállítja a fehérjegyártást. Az immunrendszer sejtjei, pedig gyülekezni kezdenek a környéken ^[10].  

Ha mindenkinél a fent leírt módon történne az immunválasz, akkor akár mind tünetmentesen megúsznánk a fertőzést, mivel a másodlagos védelmi vonalunk, mint azt hamarosan látni fogjuk, könnyűszerrel megbirkózna a további feladatokkal: a csatatéren haldoklók leöldösésével és az eltakarításukkal.     

De a természet fintora, hogy a mi vírusunk nagyon cseles. Bizonyos körülmények között, az immunrendszerünk legkisebb bizonytalanságát is kihasználva, képes arra, hogy megtévessze a mintázatfelismerő receptorokat, sőt gátolni képes az elsődleges interferonválaszt. Ugye milyen pofátlan. Olyan, mint a profi betörő, előbb kiiktatja az érzékelőket, utána még a szirénát is. És akkor vajon mi fog történni ez után, hiszen a sejt már sem jelezni, sem önmegsemmisülni nem tud?  

A tapasztalatlanabb vírusok kihasználják, hogy lépéselőnybe kerültek és elkezdenek gyorsan, nagy tömegben replikálódni, a fentebb leírt módon. Szegény sejt úgy jár, mint ama mesebeli hólyag; kihasad. A baj az, hogy ebben az esetben már nagyon sok ép vírus kerül ki a térbe és elindul megfertőzni a környező gyanútlan sejtjeinket. Mire felébred a másodlagos védelmi vonalunk, vírusaink már több körrel előtte járnak és hosszú háborúra kell felkészülnie szervezetünknek. Most már aztán megjelennek a fertőzés kellemetlenebb tünetei is.   

Más, tapasztaltabb vírusok nem teszik tönkre egyből a sejtet, mert nem termelődnek egyszerre akkora mennyiségben, hanem fokozatosan, hosszabb idő alatt. Vírusunk ugyanis jó tolvaj módjára lop egy kis hártyát egyik citoplazmában levő sejtszervecskénktől, belecsomagolódik, aztán elvándorol a sejtet határoló hártyához és a lopott hártya bemutatásával kiszabadul onnan. Sejtünk pedig, mint az a bizonyos fából készült ló, ontja magából az ellenséges katonákat a falakon belülre. Immunsejtjeinket ez a hátbatámadás még jobban meg fogja zavarni, és bizony tüneteket is fogunk produkálni rendesen.       

De lássuk, hogy fog megbirkózni feladatával a következő védelmi vonalunk. Onnan indulunk, hogy a sejtek pusztulása után a megmaradt törmelékkel együtt, több kevesebb vírus kijut a sejtek közötti térbe és megfertőznek más sejteket is.  Itt éri őket a harmadik malőr. Mint láttuk, a fertőzött sejtek interferont termelnek, ami nem csak az immunrendszert riasztja, de stimulálja a környező sejtek antivirális rendszereit is, többek között gyorsítani fogja az antigénprezentációt ^[11]. Ennek leegyszerűsítve az a lényege, hogy a sejt, az általa termelt összes fehérjetípusból véletlenszerű időközönként kirak a felszínére mintákat, mintegy bemutatva, hogy ő milyen fehérjéket termel. Ezeket az erre szakosodott immunsejtek, a limfociták ellenőrzik ^[12]. Ha a sejt csak azokat a fehérjéket termeli, amelyek a szervezet működéséhez szükségesek, nem történik semmi különös. Ha viszont vírusfertőzés történik, akkor ugye vírusfehérjék is termelődnek (átíródnak) a sejtben és a sejt ezeket is be fogja mutatni.  

A járőröző immunsejteknek, ezen belül a rendőr T-sejteknek az a feladatuk, hogy folyamatosan ellenőrizzék a sejteket, hogy mit csinálnak ^[13]. Ha ezek észreveszik az idegen fehérjéket, (mert ugye nem találják őket az adatbázisukban), akkor aktiválni fogják saját magukat és felkészülnek a sejt megsemmisítésére. De egy rendőrnek biztosnak kell lennie a dolgában, ezért keres egy másik T-sejtet, nevezzük ezt szakértő T-sejtnek, akinek bemutatja a sejtését. Ha mindketten egyetértenek abban, hogy itt egy fertőzés gyanúja forog fenn, akkor a segítő szakértő sejt engedélyezi a rendőr sejtet, hogy kutassa fel és pusztítsa el a vírusfehérjéket termelő sejteket, illetve kezdjen el osztódni, hogy többen legyenek a feladatra. A rendőr T-sejt ezután aktiválja a fertőzöttnek gondolt sejten a megsemmisítő utasítást, aminek a hatására a sejt öngyilkosságot követ el, és azt már láttuk, hogy ez milyen következményekkel jár. A T-sejtek maguktól is osztódásnak indulnak, ha nagy számban találnak fertőzött sejteket. Persze a cseles vírusaink próbálják megakadályozni a fehérje minták kirakását a sejt felszínére. De szerencsére vannak más immunsejtjeink is (pl. az NK-sejtek), amelyek éppen akkor ölik meg a sejtet, ha azok nem mutatják be a fehérje mintákat.

Vírusaink még fel sem ocsúdtak, már jön is a negyedik csapás. A sejtből kiszabadult vírusok felkeltik más immunsejtek érdeklődését is, ilyenek a B-sejtek, amelyek arról híresek, hogy antitest receptorokat hordoznak a felületükön ^[14]. Ha felismerik a vírus valamilyen részét, akár a törmelékben is, aktiválódnak, kikérik a szakértő T-sejtek véleményét és ha egyetértés van, akkor elkezdenek olyan antitesteket termelni, amelyek képesek felismerni és megkötni a vírusfehérjéket. Még osztódni is fognak, hogy többen legyenek, mint a kínaiak. Eleinte bazi nagy antitest (immunglobulin) muníciókat gyártanak (IgG – hatása a kartácstűzre emlékeztet), majd mesterséges intelligenciájuk révén tökéletesítik ezeket mind kisebb és hatékonyabb antitestekké (IgG – a célfelismerő precíziós rakéta, IgA – a bozótharcos fegyver). Ezek Y alakúak, rátapadnak a vírus felismert részéhez és összetapasztják, deformálják, gúzsba kötik őket. Az antitestek azért fontosak, mert nem csak a vírus működését képesek meggátolni, hanem képesek megjelölni a vírusokat egy csomó másik immunsejt számára, amelyek maguktól nem ismernék fel azokat ^[15].

Amíg az immunsejtek járják a bürokratikus köreiket, hogy nehogy hibázzanak és autoimmun folyamatot indítsanak el (megtámadják az egészséges sejtjeinket), és végre rászánják magukat, hogy érdemben belépjenek a harcba, addig a természetes immunitáshoz tartozó un. komplementrendszer lassítja a vírusfertőzést bennünk ^[16]. Ezt valahogy úgy kell elképzelni, mint egy arcfelismerő aknamezőt. Ha a komplementrendszer evolúciósan rögzült mintázatfelismerő receptorai észreveszik a vírust, akkor rátapadnak és összevissza robbantják magukat. Roppant kellemetlen lehet ez az ötödik csapás. Ráadásul ezek a robbanások még inkább felkeltik az immunsejtek érdeklődését. A komplementrendszer ezen felül, képes értelmezni a vírusokat felismerő antitesteket is. Ha egy antitest megjelöl egy vírust, az automatikusan komplementet is aktivál és jöhet a bumm-bumm.

Az antitesttel megjelölt vírusokat, és a mintázatfelismerő receptorokkal megkínált vírusmaradványokat felismerik a nagy falósejtek, a makrófágok ^[17]. Ezek olyan immunsejtek, amelyek a számukra megjelölt kórokozókat, vagy a sejttörmeléket bekebelezik. A bekebelezés után bontóenzimekkel és barátságtalan hipó-kloriddal pusztítják el őket. A vírusok nem kedvelik ezt a társaságot, ami a hatodik csapást méri rájuk.

A virális betegség kb. addig tart, amíg a limfociták exponenciális osztódása be nem éri vírusok exponenciális osztódási előnyét. A fertőzés súlyossága több mindentől függ: például a szervezetbe jutó vírusszámtól, az immunrendszer sajátosságaitól és a társbetegségektől. Van azonban egy olyan eset, amikor már nem ezektől függ és talán ez a legfélelmetesebb hatása a vírusnak. Mert ettől már akár meg is lehet halni.

Arról van szó, hogy a jelentős vírusreplikáció, bizonyos esetekben komoly zavart tud okozni az immunrendszerben. A T-sejtek a vírusfertőzés helyére gyülekeznek, ahol elpusztítják a fertőzött sejteket, és a vírus közömbösítése érdekében mobilizálják az ellenanyag-termelő B-sejteket. Ezt olyan interferon jelzőmolekulák révén teszik, mint a citokin ^[18]. Nagyon erőteljes immunválasz esetén, ha az immunrendszer túlreagálja a fertőzést, a T-sejtek működésében zavarok jelentkeznek, ami megtörténhet, hogy pozitív visszacsatoláshoz vezet: az erőteljes citokin termelés még több T-sejtet fog aktiválni, ezek még több citokint fognak termelni és így tovább. A jelenséget citokin viharként emlegetik és hatására a bepörgött T-sejtek az ép (nem fertőzött) sejteket is öngyilkosságra programozzák, elpusztítva ezzel az egészséges szöveteket. Ráadásul a sok citokin a makrofág sejteket is fölös mértékben odavonzza, ami a gyulladásos reakciókat okoz a fertőzés helyén. Baj van elég, főleg, hogy nem igazán ismerjük a túlreagálások okát.           

Ha viszont minden a terv szerint halad, ahogy a vírusok száma csökken a szervezetben, egyes T és B-sejtek visszavesznek az aktivitásukból és készenléti, nyugvó állapotba helyezik magukat. Ők lesznek a memória sejtek ^[19]. Ezek a sejtek nem termelnek folyamatosan antitesteket és nincsenek is fokozott járőrözésre állítva, de cserébe sokkal tovább maradnak életben. A memóriasejtek a nyirokcsomókban és más immunszervekben végeznek megfigyelést, méghozzá extrém hosszú ideig. Éveket, vagy évtizedeket is élhetnek és bármikor felismerik azt a kórokozót, aki ellen szakosodtak, mivel örökre bevésődött a memóriájukba. Már sokkal gyorsabban fognak reagálni, ha kell, mert megtanulták mi a dörgés. Legyen ez a hetedik csapás vírusaink számára.

Sajnos bizonyos kórokozók és antigének (kórokozókra jellemző molekuláris mintázatok) nem váltanak ki tartós memóriasejt képződést. Van, hogy csak pár hónapra, van, hogy pár évre szól a védettségünk. Ha nem kapnak ezek a memóriasejtek megerősítést, hogy szükség van a megfigyelő tevékenységükre, akkor lassan kikopnak, mert talán mégsem olyan gyakori a fertőzés, hogy megérje fenntartani a megfigyelő rendszert. Erre szolgál a megerősített oltás, amiről egy következő, józanul optimista mérnöki bejegyzésben lesz majd szó ^[20].

 

_________________________________

Lábjegyzetek

[1] – A kapszid a vírus külső fehérjeburka. Jellemzően cukormolekulákkal tarkított fehérjéből és zsírokból áll. A kapszid elsődleges funkciója a genom védelme a fizikai és kémiai behatásokkal szemben. Ilyenek például a pH- és a hőmérsékletváltozások, vagy a nukleinsavbontó enzimek. A szerkezeti fehérjék a vírus testét képezik. Ezek a következők: M-protein (Membránfehérje), E-protein (burok, vagy Envelope fehérje), N-protein (Nukleokapszid fehérje, ő fogja összecsomagolni a keletkező új vírus új örökítőanyagát) és S-protein (Spike, a méltán híres tüskefehérje). A vírusok az S-protein segítségével kapcsolódnak a sejtek receptoraihoz és jutnak a sejtekbe. A kapcsolódás az ACE2 (angiotenzint konvertáló) transzmembrán enzimen keresztül történik. A kocsonyás (kolloid) plazma a kapszidon belüli üregeket tölti ki, kis mennyiségben van, de azt is többnyire a gazdasejtből lopta.

[2] – Hogy megértsük az RNS alapú vírusok jelentőségét, nézzük át előbb röviden a fehérjeszintézis folyamatát. Egy élő szervezetben sokféle feladatot kell végezni, melyek ellátásában molekuláris gépek, a fehérjék (proteinek) vesznek részt. Minden fehérje aminosavak hosszú láncából áll. Minden aminosav más-más típusú tulajdonságokkal rendelkező építőkőnek felel meg. Ezért az aminosavak láncon belüli sorrendje nagyon fontos és különböző elrendezéseikkel változatos képződményeket lehet összeállítani, amelyek valamilyen meghatározott működésre képesek. Mivel a láncok hossza és az aminosavak sorrendje a fehérje összes fizikai és kémiai tulajdonságát meghatározza, a fehérjék konstrukciós terve, ami alapján ezek legyárthatók, lényegében egy szoftver, ami az építésben résztvevő aminosavak típusát és sorrendjét kódolja. Ráadásul a kód egyáltalán nem bonyolult, mert annak ellenére, hogy sokféle aminosav létezik, a világegyetem Nagy Építőmestere közülük csak húszat választott ki arra, hogy belőlük az összes elképzelhető fehérjét és így az élet struktúráját is felépítse. A szoftver kódolására ezután kiválasztott négy nukleinsavat, a programtároló memóriának pedig egy makroláncmolekulát. Ez a DNS, amelyben a tárolt információt a négy különböző nukleinsav sorrendje (szekvenciája) határozza meg. Az egyszerűség kedvéért tekintsük úgy, hogy az DNS lánc egy adott szakasza tartalmazza egy adott fehérje aminosav sorrendjének a teljes információját. Ez a szakasz tehát egy gén, amely a fehérje gyártási programját jelöli. Az algoritmus egyszerű: a DNS lánc minden egymást követő három nukleinsava meghatároz egy aminosavat a fehérjeláncban. Mivel négy típusú nukleinsavval egy triplett esetén 4³=64 lehetséges kombinációt lehet kódolni, láthatjuk, hogy a természet kegyes volt és a húsz lehetséges aminosav kombinációján kívül még lehetőséget nyújtott 44 redundáns kombinációra, melyekkel akár vezérlőjeleket is lehet kódolni. Megvan tehát a program, ami alapján a hardvert le lehet gyártani, lássuk hát, hogy hogy megy végbe maga a gyártás.  

A programtároló DNS-t biztos helyen őrizzük, magában a sejtmagban. A fehérjegyárak, a riboszómák pedig a sejtmagon kívül, a citoplazmában vannak. El kell juttatni tehát a gyártókódot a tárolóból a munkaasztalra. Ez úgy történik, hogy a gén szekvencia átíródik a DNS láncról a hírvivő (messenger) RNS molekulára. A mRNS kijut a sejtmagból a citoplazmába, megtapad a riboszómán, és minden munkafázisban egy triplettel elmozdul a riboszómához képest, mialatt a kialakuló fehérjelánc hossza az éppen kiválasztott (dekódolt) aminosavval megnő. A szintézis végén, mind a mRNS, mind a kész fehérje leválik a riboszómáról. Elvileg a folyamat egyszerű, a bonyolultság a részletekben van. Ebből viszont van elég.  

 Nos a vírusunk ugye RNS-t tartalmaz, egy pozitív RNS-szálat, ami azt jelenti, hogy a vírus szaporodásához szükséges összes információt rögtön használható formában tartalmazza. A vírus genomja nem szükséges, hogy behatoljon a sejtmagba (nem is tudna, mert a transzport fordított irányú), és nem szükséges, hogy beépüljön a DNS láncukba (nem is tudna, mert az RNS egyszálú, a DNS meg kettős-szálú, ráadásul fel van tekerve, be van védve fehérjékkel és még egy építőelemük is különbözik). Ez az RNS fog aztán nagyon sok példányban lemásolódni a sejtjeinkben, és az általa tartalmazott információk alapján a sejtjeink a fentebb leírt módon előállítják a vírus fehérjéit is, amelyek majd összeállva képezik az új vírusok burkait, és egy-egy RNS-szálat beburkolva, már kész vírusok. Ezek azután a sejtből kiszabadulva fertőznek meg újabb sejteket.    

[3] – Az RNS szaporodásához „RNS függő RNS polimerázra” van szükség. Ez az enzim másolja a vírus RNS-t a fertőzött sejtben. Az emberi szervezetben ilyen enzim nincs, nálunk „DNS függő RNS polimeráz” van, mert mi a DNS-ről írunk át RNS-t, pontosabban mRNS-t. Valamennyi RNS-vírus a saját RNS-replikázát használja a másoláshoz, amit ugye előbb le kell gyártatnia a sejt riboszómáival, a vírus RNS szálában levő tervrajz alapján.

[4] - Vírusunk a legnagyobb RNS vírus, mérete 30 Kbit körüli, az egyszálú RNS-genom háromnegyedét az RNS másolását végző replikáz génje teszi ki, a maradék egynegyed a fehérjékre jut. A replikáz számtalan példányban lemásolja a vírus-RNS-t, majd a fertőzés kései szakaszában szerkezeti fehérjék készülnek és az endoplazmatikus retikulumban, valamint a Golgi-komplexumban összeállnak az új vírusok.

[5] – A négy (E, S, M és HE) felszíni fehérje közül a tüskefehérje, az S-protein receptorkötő doménjével kapcsolódik az emberi sejtek felszínén elhelyezkedő ACE2 receptorhoz, a vírus membránja egyesül a megtámadott sejt membránjával és a vírus a sejtbe kerül. A sejtbe bekerülve, az alacsony pH megindítja a kapszid fehérjeinek konformációs változását és a kapszid szétesését.

Vírusunknak nagy az affinitása az ACE2 enzimhez, a sejtekhez való kapcsolódás érdekében (mintegy tízszeres más koronavírusokhoz képest). Célsejtnek tekinthető tehát minden olyan sejtünk, amely ACE2 fehérjét fejez ki a felszínén.  Az ACE2 receptorok megoszlása és mennyisége fogja többnyire meghatározni, hogy mely szervek károsodnak a fertőzés nyomán, illetve, hogy mik lesznek a klinikai tünetek. Az ACE2 receptorok főleg a tüdő, a szív, a máj, az agykéreg, a belek és a hasnyálmirigy területén fordulnak elő. Mit tesz Isten, a tüdőben döntően a leginkább az alveolaris hámsejtek expresszálják az ACE2 receptorokat, így ebben a szervben ezek a sejtek a vírusunk legfőbb célpontjai. De már a légzőszervi tünetek mellett, heveny szívizom- és vesekárosodást is leírtak a fertőzött betegekben, ami párhuzamba állítható ezen szervek jelentős ACE2 expressziójával.

  Nemrég az is kiderült, hogy egy másik, a sejtmembránban lévő enzimfehérje, a TMPRSS2 is szükséges a vírus sejtbe való bejutásához.

[6] – A szemnél a lizozim akarja lebontani a vírusokat, a szájban előbb a nyálenzimekkel, aztán a lenyelést követően, a gyomorsavval kell szembenézniük. A légutakban csupán a csillós hengerhámmal, a nyirokcsomókban hemzsegő immunsejtekkel, valamint a komplementrendszerrel, és az előre gyártott antitestekkel (immunglobulinokkal) kell megküzdeniük.

[7] - Miután a vírus meglékelte az emberi sejtet, máris termelődni kezd az egyik első vírusfehérje, az Nsp1, ami megakadályozza a sejt saját proteinjeinek az előállítását. Kimutatták, hogy az Nsp1 fehérje a riboszóma nukleinsav triplett leolvasó csatornáján belül kötődik meg, ezáltal akadályozva a riboszómát mikor éppen nem vírus fehérjét akar szintetizálni.

[8] - Az apoptózis, vagyis a programozott sejthalál, egy normális fiziológiás válaszreakció specifikus „öngyilkos” szignálokra vagy a „túlélő” szignálok hiányára. A nekrózissal szemben, amely a sejt működésének hirtelen jelentkező és súlyos zavarakor nem programozottan megy végbe, az apoptózis egy sokrétűen szabályozott és ellenőrzött folyamat. A citotoxikus T-sejtek képesek a sejtek apoptózisának a beindítására. Először pórust nyitnak a sejtmembránon, majd jelmolekulák szekréciójával beindítják a sejthalál lépéseit.

[9] – Az interferonok olyan fehérjék, amelyeket a különböző patogének (pl. vírusok) által megtámadott szervezet sejtjei bocsátanak ki. Feladatuk, hogy aktiválják az immunrendszert és a környező sejtek védekező mechanizmusait. A fertőzések bizonyos tünetei, mint a láz vagy izomfájdalom is az interferonok és más citokinek hatására jönnek létre.

[10] – Immunrendszer: a szervezet védekező mechanizmusa, egy adott antigén hatására kialakuló, az esetleges fertőzés elleni védekezésben részt vevő sejtek, szövetek és szervek együttese. Az immunrendszer fő feladata, hogy megkülönböztesse a saját és nem saját, vagyis idegen anyagokat, valamint, ha idegen anyaggal találkozik, akkor azt eltávolítsa, megsemmisítse. Az immunrendszernek két része van: természetes (veleszületett) immunitás és specifikus (adaptív) immunitás. A természetes immunitás két jellegzetes sejtje: a neutrofil granulocita (baktériumfaló) és a makrofág (vírusfaló). A születés pillanatától fejlettek, a fertőzés első pillanatától aktívak, nem tanulnak, mindenkiben kb. hasonló erősségűek. Ha nem tudják legyőzni a kórokozókat, hívják az adaptív immunitás sejtjeit: ezek a T-limfocita és B-limfocita sejtek, valamint az antitestek. A születés pillanatában még fejletlenek, de egész életen át tanulnak (és néha felejtenek), lassan aktiválódnak, mert közben tanulniuk kell és alapos kontroll mechanizmuson kell átesniük. Megjelölik a természetes immunitás sejtjei számára a kórokozókat.

[11] - Antigénprezentáció: a sejtek képessége, hogy a szervezet számára idegen antigéneket feldolgozzák és kisebb darabjait felületükön a fő hisztokompatibilitási komplexszel (MHC) kapcsolva prezentálják. Az így prezentált antigént, a T-limfociták receptoraikkal képesek felismerni, és elindítják ellene az immunválaszt. Az antigénprezentáció alapvető fontosságú a megfelelő immunválasz lebonyolításához, mivel mind a citotoxikus (tudod, a rendőr), mind a segítő (a szakértő) T-sejtek ennek alapján ismerik fel célpontjaikat, és azáltal válik az immunválasz specifikussá a patogénekkel vagy tumorokkal szemben.

Antigén prezentáló sejtek: vannak hivatásos antigén prezentáló sejtjeink, melyek immunrendszerünk részei, de bizonyos fokig minden sejt képes antigént "bemutatni", kivéve a vörösvértestek. A hivatásosoktól prezentált antigéneket a segítő T-sejtek ismerik fel, a többit pedig a citotoxikus T-sejtek. Feladatuk az, aminek hangzik, megmutatják a szervezetnek az idegen-, vagy megváltozott saját anyagot, amire immunreakció kéne, hogy kialakuljon, tehát például az immunogén antigént egy aktuális vírusfertőzés esetében.

[12] – A limfociták (nyiroksejtek) az immunrendszerben fontos affektor és effektor funkciókat ellátó leukociták (fehérvérsejtek). Összesen háromfajta limfocita fordul elő a természetben. Ezek a T és B, illetve az NK nevezetű sejtek.

Az NK (Natural Killer) sejtek a nem specifikus immunválasz effektor sejtjei közé tartoznak, és fontos szerepet játszanak a tumoros transzformáción átesett, illetve a virálisan fertőzött sejtek elpusztításában. Az NK sejtek az ép és a fertőzött sejteket az I-es osztályú MHC molekulákon végbement változások alapján ismerik fel. Az interferonok és interleukinek által stimulált NK sejtek sejtpusztító (citotoxikus) anyagokat bocsátanak ki, amelyek elpusztítják a nemkívánatos sejteket. Nevük abból a tulajdonságukból származik, hogy nem igényelnek antigénprezentációt, direkt felismerik a módosult sejteket.

A T és B-sejtek a specifikus immunválasz fő komponensei. A T-limfociták a sejtellenes, míg a B-limfociták a humorális immunválasz végbemenetelében játszanak fontos szerepet. Funkcióik alapja, hogy képesek a nem saját antigének felismerésére, persze ezt antigénprezentáció előzi meg. Az antigén felismerését követően eltérő módon aktiválódnak, de céljuk azonos: az antigén, vagy a fertőzött sejt elpusztítása.

[13] – A vírustámadás során és a beteg vagy idegen sejtek felismerésében egymással együttműködő T immunsejtek két csoportba sorolhatók: T-killer limfociták (TK) vagy citotoxikusok, és T-helper limfociták (TH) vagy támogatók. Az NK sejtekhez hasonlóan, ez a két sejtcsoport is csak abban az esetben végzi zavartalanul a dolgát, ha az MHC csoportba rendezett specifikus molekulák membránján kifejeződő molekuláktól segítséget kapnak. Az MHC csoport a T limfociták számára megkülönböztethető módon beállított antigén maradványokat kötő fehérjékből áll. Ezek a fehérjék alapvetően fontosak egyrészt a T limfociták csecsemőmirigyben történő kiválasztódásában ^[*], másrészt a citotoxikus reakciók végrehajtásakor.   

[*] - Minden egyes limfocita egy közös ősből, az úgynevezett limfocita progenitor sejtből származik. A különböző limfocitákká való érést lymphopoesisnek nevezzük. Míg a B-sejtek a csontvelőben érnek be, a T-sejtek, ugyanebből a célból, a csecsemőmirigybe (thymus) vándorolnak. A thymus egy fajta iskola a T sejtek számára: itt tanulják meg az immuntoleranciát, vagyis a képességet, hogy felismerjék a saját szervezet sejtjeit, hogy ne semmisítsék meg azokat. A tanárok az MHC rendszerfehérjék, melyek a csecsemőmirigy sejtjeiben találhatók és saját antigénekhez kapcsolódnak. A tanítás spártai. Azokat a limfocitákat, amelyek nem ismerik fel az MHC fehérjéket, megsemmisítik.  Azokat a limfocitákat, amelyek ehhez a komplexumhoz kapcsolódnak, megsemmisítik. Azok a limfociták, amelyek az MHC fehérjékhez kötődnek (és nem az MHC/saját-antigén komplexumhoz), szaporodásnak indulnak és TK vagy TH molekulákká érnek. Fejlődésüket követően bekerülnek a nyirokkeringésbe, ahol járőröznek, illetve megtelepszenek a másodlagos nyirokszervek (pl. lép, nyirokcsomó) specifikus zónáiban, ahol antigénexpozícióra várakoznak.

            Szomorú, hogy az idő múlásával a thymus folyamatosan húzódik vissza és ezzel egyidejűleg a működése is csökken, tehát az immunrendszer egyre gyengül. Felnőtt korban a thymus már szinte meg sem különböztethető a körülvevő szövetektől. Érdekes, hogy a nők testében a thymus hosszabb időn át aktív marad és azonos korban a nőknek nagyobb számban vannak T sejtjeik. Talán ezért élnek többet, nem mert hogy idő előtt halálra idegesítik a férfiakat.     

[14] – A B-sejtek a sejtfelszínükön fajlagos antigén felismerést biztosító receptorral rendelkeznek.  Egyetlen B-sejt klón (másolat) csak egy konkrét antigén felismerésére képes, mely ellen plazmasejtté érve specifikus ellenanyagokat termel. Jelen ismereteink szerint számos alcsoportra oszthatók, melyek eltérő módon fejlődnek ki a szervezetben és különböző funkciókat látnak el. Az egyes B-sejt előalakok fejlődése során, még a csontvelőben az immunglobulin géneket érintő szomatikus génátrendeződés következtében egyedi, az adott B-sejtre jellemző B-sejt receptor jön létre. A génátrendeződés eredményeként egy teljesen random antigént felismerni képes B-sejt receptor jön létre a sejtben.

A csontvelőből érett, naiv B-sejtek kerülnek a vérkeringésbe. Érettek, mert a csontvelőben zajló, még antigéntől független érésen már átestek és a felszínén génátrendeződés következtében minden egyes csontvelőből kikerülő B-sejten egyedi antigénfelismerő B-sejt receptor foglal helyet, és naivak, mert még nem találkoztak a receptoruk által felismerhető antigénnel. A vérkeringésből ezek a sejtek a másodlagos nyirokszervekbe vándorolnak. A másodlagos nyirokszervek az általuk szűrt területről érkező antigének dúsítása miatt növelik az esélyét annak, hogy a B-sejtek antigénnel találkozzanak. Amennyiben a B-sejt nem találkozik általa felismerhető antigénnel, rövid időn belül apoptózist szenved. Mivel a B-sejt receptor voltaképp egy sejtfelszíni immunglobulin molekula, a B-sejtek a T-limfocitáktól eltérően változatlan, natív formában ismerik fel az antigént, nincs szükség arra, hogy antigén prezentáló sejt azt felvegye, feldolgozza, és az MHC molekulán keresztül bemutassa, mint ahogy a T-sejtek esetében az szükséges.  

Az antigén természetétől függően a B-sejtek aktivációja többféleképpen is végbe mehet. Alapvetően T-sejt függő és T-sejt független aktiváció jöhet létre. A T-sejt dependens aktiváció a fehérje természetű antigénekre jellemző. Fehérjék esetén az antitest termelés kiváltásához szükség van a T-sejtek egyidejű aktivációjára és a B-sejtekkel való kölcsönhatásuk kialakulásához is. Bizonyos antigének T-sejt független B-sejt aktivációt képesek csak előidézni.

[15] – Minden egyes ellenanyag, egy idegen molekula (antigén) egyedi részét ismeri fel és kötődik hozzá. Az ellenanyagokat az immunrendszer B-sejtjeiből származó plazmasejtek termelik és választják ki. Az aktiválódáshoz rendszerint a T-sejtek támogatása is szükséges. A szervezetben található antitestek az antigének rendkívül széles körét tudják megkötni. Ezt a diverzitást az ún. szomatikus rekombináció hozza létre. Ebben a folyamatban bizonyos, de szinte végtelen számú kombináció révén kapcsolódnak. A sejten kívül szaporodó kórokozók elpusztításának érdekében az antitestek hozzájuk tapadnak, mintegy összeragasztják őket. Egy antitest több antigénhez is hozzákapcsolódhat. A kórokozó beburkolásával jelzik az immunsejteknek, hogy ezt kell megtámadniuk. Az immunsejtek ezután működésbe lépnek a feladatuknak megfelelően: az ölősejtek különböző anyagokat bocsátanak ki, amik elpusztítják a támadót; a falósejtek bekebelezik a kórokozókat; más sejtek jelzőanyagokkal, például hisztaminnal újabb sejteket hívnak a helyszínre.  

[16] – A komplement rendszer az immunitásban részt vevő specifikus fehérjék által reprezentált, hatásmechanizmusát tekintve, kaszkádrendszer, illetve az ehhez kapcsolódó sajátos immunológiai működés összefoglaló neve. A komplement rendszer többek közt alapvető szerepet játszik abban, hogy a létrejött antigén–antitest komplexeket eltávolítsa a szervezetből. Számos vírus esetében figyelhető meg, hogy semlegesítésük a komplement rendszer neutralizáló mechanizmusa által történik.

[17] – A makrofágok a fehérvérsejtek egy csoportja, amelyek elsődleges feladata, hogy bekebelezzék és eltakarítsák a szervezetben a sejttörmeléket, baktériumokat, ráksejteket és általában minden idegen testet, amely nem hordozza felületén a megfelelő fehérjemolekulákat. Ezek a jókora, amőbaszerű mozgással közlekedő sejtek gyakorlatilag valamennyi szövetben megtalálhatóak. Fontos szerepet játszanak a veleszületett immunrendszer működésében és a szerzett immunrendszerben segítenek beindítani a védekezési mechanizmusokat, például antigéneket prezentálnak a T-sejteknek. Szükség esetén citokinek kibocsátásával újabb makrofágokat hívnak a helyszínre. A makrofágok igen jól specializálódtak arra, hogy fagocitózissal eltakarítsák a pusztuló és halott sejteket, valamint az utánuk maradt törmeléket. A gyulladásos folyamatok elején még a neutrofil granulociták vannak többségben, majd 48 óra után elkezdenek tömegesen pusztulni és felfalják őket a makrofágok   Amikor a makrofág bekebelez egy idegen testet, azt körbeveszi a sejthártyájával és körülötte létrehoz egy fagoszómát. Ehhez egy bontóenzimekkel és peroxidokkal teli lizoszóma kapcsolódik és a keletkező fagolizoszóma lebontja a belsejében lévő anyagokat.

A fenti mechanizmusok alapján a makrofágoknak alapvető szerepük van az izomregenerációban és a sebek gyógyulásában. A sebesülések helyére először a neutrofil granulociták gyűlnek, majd két nap után felváltják őket a makrofágok, amelyek felfalják az esetleges kórokozókat és a sérült szöveteket. A harmadik-negyedik naptól kezdve citokineket és növekedési faktorokat termelnek, amelyek odavonzzák a seb gyógyulásában szerepet játszó egyéb sejteket, elősegítik a friss hámfelület és a sarjszövet kialakulását.

[18] - A citokin a jelzőmolekulák egy fajtája, amely a sejtkommunikációban játszik alapvető szerepet. Az immunválasz során többek közt ennek szabályozásában és az információközvetítésben van fontos szerepe. A citokin név polipeptid regulátorok nagy és vegyes családját takarja, amelyet a szervezetben különböző embriológiai eredetű sejtek termelnek (nem csak az immunrendszer sejtjei). A citokinek tehát olyan anyagok, amikkel az immunrendszer sejtjei kommunikálnak egymással, vagy a testünk más sejtjeivel. Így tudja egy immunsejt jelezni a többieknek, hogy betolakodót talált, így más hasonló vagy akár más típusú immunsejtet tud a helyszínre “toborozni”, hogy segítsenek ellátni a kórokozó baját. A citokinek normálisan nagyon kicsi koncentrációban vannak jelen a vérünkben. Amikor a mennyiségük valamiért hirtelen megnő, azt citokin felszabadulási szindrómának, vagy ha nagyon súlyos, citokin viharnak nevezzük. Az elszabaduló immunreakció pedig már nem mindig tesz különbséget a fertőzött sejtek, és a körülöttük lévő egészséges sejtek között: rosszkor voltak rossz helyen, így egészséges sejtek is a kereszttűzbe kerülhetnek. Ha ez a tüdőben történik, egy idő után kevés egészséges sejt marad, ami végezni tudja a feladatát, és a beteg egyre nehezebben jut oxigénhez.

[19] – A naiv T sejtek a prezentált antigénnel való találkozás után aktiválódnak és ezután megfelelő kostimulánsok hatására egy részük memóriasejtekké alakul át. Közös jellemzőjük, hogy hosszú az élettartamuk és ha ismét találkoznak a rájuk specifikus antigénnel, gyors osztódással effektor utódsejteket hoznak létre. Így az immunrendszer a patogén újabb támadására jóval előbb tud reagálni. A memória T-sejtek altípusai: centrális memóriasejtek, elsősorban a nyirokcsomókban és a periferiális keringésben fordulnak elő; az effektor memória T-sejtek, a periferiális keringésben és a szövetekben találhatóak meg; szöveti memóriasejtek a szövetekben vannak; és virtuális memóriasejtek, melyek abban különböznek a többi alcsoporttól, hogy nem egy erőteljes klonális szaporodási eseményből származnak.

Az antigén által aktivált B-sejtek egy része memóriasejtté alakul, amelyek hosszú ideig életben maradnak további antigénstimulus nélkül is, ugyanakkor egy újabb antigéningerre azonnali, gyors választ adnak. Néhány memóriasejt a limfoid szervekben marad, míg mások kilépnek a csíracentrumból, és recirkulálnak a lép és a nyirokcsomók között. A memóriasejteken kifejeződő antitest nagy affinitású, számos mutációt tartalmaz, és gyakran az izotípusváltás is megtörtént a molekulákban. A memóriasejtek képződését szabályozó mechanizmusok még nem ismertek pontosan, de egy újabb modell szerint az antigénnel való első találkozáskor a sejt receptor kötődési affinitása határozza meg a B-sejt további sorsát. Amennyiben a naiv B-sejt receptora nagy affinitással köti az antigént, akkor a limfocita nem vándorol a follikulusba, és az extrafollikulárisan differenciálódó sejtek rövid életidejű plazmasejtekké alakulnak. Ezekben a sejtekben nem történik affinitás érés, sem izotípus váltás, és bennük a memória- és a hosszú életű plazmasejtek felé vezető fejlődési út gátolt. A közepes affinitású receptorral rendelkező sejtekből már kifejlődhetnek hosszú életű plazmasejtek, de memóriasejtek nem. Végül a kezdetben az antigént kis affinitással kötő receptorral rendelkező sejtek a follikulusokba vándorolnak, és megkezdődik az affinitásérés folyamata, melynek eredményeként nagy affinitású receptorral rendelkező, hosszú életű plazmasejtek és memóriasejtek jönnek létre.

A memória sejtek létrejötte a legtöbb oltás fő célkitűzései közé tartozik, mivel ők garantálják, hogy bizonyos kellemetlen betegségek soha többet ne okozzanak nekünk tüneteket.

[20] - A védőoltások alkalmazhatósága már számtalanszor bizonyította, hogy az emberiség csak a vakcinák segítségével tudta egy vírusfertőzés terjedését csökkenteni. A betegséget okozó SARS-CoV-2 humán koronavírus molekuláris azonosításával, patogenezisével, replikációjával, genetikájával és a gazdaszervezet immunogenitásával kapcsolatos számos kutatási területen dolgoznak a kutatók, a hatékony védőoltás kifejlesztéséért. 2020 végén a globális COVID-19 vakcina kutatás-fejlesztésében már több mint 120 oltójelölt vett részt. Számuk egyre nő.