Porazit nepřítele jeho vlastní zbraní. To je základ myšlenky, která by v budoucnu mohla vést k úplnému vymýcení virových původců nebezpečných chorob. Mnohé viry mutují tak rychle, že jsou proti nim vakcíny i lidský imunitní systém bezbranné. Kdyby se ale podařilo jejich mutace kontrolovaně ještě více urychlit, mohlo by jim to zasadit smrtelnou ránu.
Fyzikové z Riceovy univerzity ve spolupráci s bioinženýry vytvořili matematický model, který popisuje mechanismus evoluce virů a bakterií. Podobné starší modely počítaly pouze s jednoduchými náhodnými mutacemi, nový přístup bere v úvahu i rekombinaci, tedy možnost, že se do genetické informace viru najednou dostanou celé geny nebo sady genů od jiného organismu. Něco takového se ve světě virů děje zcela běžně.
Autoři se inspirovali termodynamikou, která studuje přeměnu různých forem energie a vzájemné vztahy různých fyzikálních veličin. "K hlavním vlastnostem, které charakterizují vodu, patří její hustota, tlak a teplota. Pokud znáte hodnoty dvou z těchto vlastností, můžete pomocí termodynamiky určit tu zbývající," říká Michael Deem z Riceovy univerzity a dodává, že právě o to se jeho tým při modelování evoluce virů snaží. "Pokud znáte rychlost mutací, rychlost rekombinace a jejich vztah k životaschopnosti daného organismu, můžete z toho poznat, jak rychlost mutací ovlivní budoucí vývoj.
Vědci doufají, že se jim takto podaří co nejpřesněji určit podmínky, za kterých už virus nedokáže novým mutacím vzdorovat a ztratí schopnost infikovat buňky nebo se v nich množit. Analogií takového stavu v termodynamice je fázový přechod vody z jednoho skupenství do druhého. "Voda tuhne v led za normálního tlaku při teplotě 0 °C a tento přechod můžete matematicky popsat. V našem modelu figuruje podobný fázový přechod. Při určité rychlosti mutací a rekombinace se systém (tj. virus, pozn. redakce) zhroutí," vysvětluje Deem.
Matematický model mutací a evoluce virů by mohl pomoci farmaceutickým firmám při výrobě přesně cílených léků. Ale výzkum je teprve na počátku a zatím není jisté, jak se teoretický model osvědčí v praxi.
Ilustrační foto: Profimedia
