Přestože bylo v řadě vědeckých oborů učiněno i v roce 2020 mnoho důležitých a zajímavých objevů, byl ve vědě snad ještě více než v jiných oborech tento rok především ve znamení epidemie viru SARS-CoV-2.
Na poznání a zdolání tohoto zákeřného viru použila věda všechny dostupné technologie, včetně těch, které ještě před pár lety neexistovaly nebo byly teprve v plenkách. Na výzkumu nějakým způsobem souvisejícím se SARS-CoV-2 se rovněž podílelo bezprecedentní množství vědců a techniků.
Jistě, existují některá nezmapovaná místa zejména v obtížně zkoumatelné otázce, která opatření mají jaký vliv na šíření nákazy (opatření se obvykle nezavádí po jednom, tak jejich vliv těžko odlišovat, ale některé zajímavé výsledky už se objevily, pozn. red.). Ovšem díky všeobecnému nasazení byl pokrok ve zkoumání vlastností tohoto viru neuvěřitelně rychlý.
Pokrok již v prvních dnech
Čína ohlásila úplnou genomovou sekvenci viru 10. ledna, a již 2 týdny na to existovaly v mnoha státech detekční sady. Test vyvinutý v berlínské nemocnici Charite byl publikovaný 17. ledna a pro detekci viru se používá dodnes.
Dnes, po necelých 12 měsících, databáze Pubmed obsahuje neuvěřitelných 80 tisíc vědeckých článků na téma SARS-Cov-2 nebo covid-19, dalších 11 500 článků najdeme na preprint serverech MedRxiv a BioRxiv. Pro srovnání ve stejné databázi PubMed najdeme od roku 1930 do současnosti zhruba 5 300 článků o vůbec prvním popsaném viru: viru mozaiky tabáku, viru, který byl modelovým virem v prvních 80 letech molekulární biologie.
Kromě článků mají vědci (a kdokoliv jiný, kdo projeví zájem) dále přístup k desítkám tisíc virových sekvencí izolovaných z pacientů v různých částech světa v různých okamžicích, na jejichž základě mohou studovat evoluci viru.
Další databáze obsahují sekvence lidských neutralizačních protilátek nebo prostorové struktury virového spike-proteinu a mnoha jeho známých mutací. Ty se hodí pro studium interakcí s lidskými receptory nebo vývoj léčiv.
V tomto textu nebudu popisovat neuvěřitelnou rychlost, se kterou vzniklo hned několik, zřejmě velmi účinných vakcín. Příběh vývoje vakcíny si zřejmě zaslouží samostatné zpracování a já osobně se necítím dostatečně informovaný a erudovaný na jeho vyprávění.
Pro mě bylo nejzajímavější úsilí věnované vývoji různých metod identifikace viru a reagencií k tomu potřebných. Již poměrně záhy bylo zřejmé, že techniky, které dříve poměrně dobře zamezily rozšíření příbuzných virů SARS a MERS, jako například měření teploty na letištích a jiných místech, v tomto případě nezaberou a že epidemie je šířena infikovanými ještě před rozvinutím jakýchkoliv příznaků.
Jedinou spolehlivou metodou identifikace infikovaných tak jsou citlivé molekulární techniky, ať již založené na amplifikaci virového genomu nebo na detekci virových proteinů. Genom tohoto viru je však tvořen RNA, nikoliv DNA jako například genom člověka. A to je trochu problém, protože nejběžnější metoda specifické detekce nukleových kyselin, tzv. PCR, pracuje velmi dobře pouze s DNA. Molekula RNA nelze pro PCR přímo použít, navíc má nepříjemnou vlastnost, a to tu, že je chemicky i biologicky dost nestálá. Někdy stačí se na ni křivě podívat a je pryč.
Dokud je uzavřena ve virové částici, je v bezpečí, ale zase je infekční virová částice nebezpečná pro každého, kdo s takovým materiálem nakládá. Před vlastní detekcí pomocí PCR by tak měl být krok izolace veškeré RNA ze vzorku, pak následuje krok tzv. reverzní transkripce, kde se RNA přepíše do DNA, a teprve poté lze vzorek analyzovat pomocí PCR.
Virus SARS-CoV-2. Z tohoto snímku je dobře vidět, že virus má „koronu“, podle které získaly koronaviry své jméno.
Jde tedy o celkem složitý proces vyžadující kvalifikovanou sílu i poměrně drahé chemikálie a reagencie. A již poměrně záhy na jaře se zjistilo, že nic z toho najednou není k dispozici. Spotřeba těchto chemikálií oproti běžným dobám dramaticky narostla, laboratoře to řešily předzásobením, což nedostatek ještě zhoršilo. A podobné problémy nebyly jen u nás, v různé míře se s tím potýkaly laboratoře všude v západním světe.
Vědecká komunita se velmi rychle semkla a byla schopna vytvořit náhradní řešení těchto akutních nedostatků. U nás bych jmenoval alespoň tým Pavla Šáchy z Ústavu organické chemie a biochemi a Radka Zbořila z Univerzity Palackého v Olomouci, kteří vyvinuli metodiku pro izolaci virové RNA pomocí magnetických kuliček, která je kompatibilní s mnoha různými robotickými stanicemi, jež laboratoře používají.
Nezůstalo jen u izolace virové RNA. Objevily se různé varianty PCR testu, které jsou schopné pracovat s nepřečištěným vzorkem. Vědci dali k dispozici svým kolegům plazmidy, s jejichž pomocí si může každá laboratoř zajistit neomezenou zásobu reagencií na provádění PCR testů, testů LAMP a dalších. Některé z těchto enzymů jsou dokonce lepší než jejich komerční varianty.
Nicméně lidská tvořivost a vynalézavost se nezastavila pouze u různých variant PCR testů. Vědci z různých koutů světa navrhli různé formy molekulární diagnostiky, tak aby k jejich provedení nebyla zapotřebí robotická centrální laboratoř s drahými PCR cyklery, pipety, centrifugy a školený personál, ale i takové, kde stačí vodní lázeň a mobilní telefon.
Většina z těchto testů se nikdy reálně pro detekci SARS-CoV-2 nepoužije, ale duch improvizace a nalézání neobvyklých řešení, který je v době nadbytku a všeobecného pohodlí dobře skrytý, se nám v roce 2020 ukázal v plné síle.
