Český tým rekonstruoval evoluci covidu. Naznačil, že ze SARS pandemie nebude

Covidová pandemie změnila svět mnoha způsoby, z některých se společnost nevzpamatovala ani po šesti a půl letech. Patogen se rychle vyvíjel, což vedlo nejen ke vzniku řady konspiračních teorií, ale i komplikací ohledně léčby, očkování a opatření. Čeští a izraelští vědci v laboratorních podmínkách nyní zrekonstruovali, jak se koronavirus SARS-CoV-2 měnil a vyvíjel, a zároveň odhalili podmínky, které mohou vést ke vzniku vysoce nakažlivých variant.

V srpnu roku 2021 vydal Jiří Zahradník z 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v centru BIOCEV studii, ve které upozornil na dvojici mutací ve vazebném místě koronaviru SARS-CoV-2. Ty v jeho evolučním experimentu výrazně zvyšovaly nakažlivost viru, protože se dokázaly účinněji vázat na buňky v lidských dýchacích cestách. Netrvalo ani tři měsíce a v Jihoafrické republice se objevila varianta, jež dostala název omikron – a která obsahovala přesně tu dvojici mutací, kterou předpověděl Zahradník.

Jiří Zahradník
Zdroj: BIOCEV

Metoda, kterou Zahradník vyvinul a použil, takzvaná „in vitro evoluce“, si tehdy získala zaslouženou pozornost – hlavně proto, že by mohla předpovídat zásadní zlomové body v průběhu pandemií, a navíc se dá poměrně snadno upravit tak, aby odrážela různé podmínky, při nichž se pandemické viry vyvíjí.

Metodu in vitro evoluce, kterou jsme vyvinuli, bude možné v budoucnu aplikovat i na další nebezpečné viry. Budeme schopni izolovat virové proteiny a zkoumat, jakým směrem se pravděpodobně vyvinou za různých scénářů. Náš přístup umožňuje identifikovat nebezpečné varianty ještě předtím, než se stanou dominantními, což pomůže zaměřit úsilí na prevenci podmínek, které jim umožňují převládnout a připravit se na ně s předstihem.
Jiří Zahradník, BIOCEV

Teď Zahradník ve spolupráci s experty z izraelského Weizmannova institutu věd metodu vylepšil. Jeho tým rekonstruoval vývoj koronaviru SARS-CoV-2 od původního kmene z Wu-chanu, přes vznik vysoce nakažlivé varianty omikron, až po pokročilé podvarianty omikronu, které pak prošly zdravotními systémy celého světa.

Experiment byl zcela bezpečný – badatelé nepracovali s živými viry, ale jen s jejich proteiny. Nehrozilo tedy sebemenší riziko nákazy nebo přeskočení viru na vědce zkrátka proto, že ve zkumavkách nebyl celý virus, ale jen jeho pro evoluci důležité části.

Evoluce ve zkumavce

Evoluce virů je podobná jako u všech ostatních živých organismů (byť u virů si vědci nejsou úplně jistí, jestli vůbec živé jsou). Probíhá prostřednictvím mutací a jejich výběru. Aby viry přežily a šířily se, množí se velmi rychle, což často vede ke vzniku mutací, které se mohou nahromadit. Když je vhodných mutací hodně najednou, vzniká nová varianta viru.

V aktuální studii dokázali biologové evoluční proces a tlak ještě urychlit tak, že místo roků trval pouhé měsíce. Pomocí geneticky upravených buněk pivních kvasinek pak vystavili miliony vzniklých variant lidským receptorům a napodobili přirozený výběr tím, že zachovali jenom ty, které se na receptory stále dokázaly úspěšně vázat.

Výzkumníci přitom zkoumali jak původní „čínskou“ variantu viru, tak i řadu dalších, jež byly tak významné, že si zasloužily vlastní název – zejména alfa, beta a omikron. Sledovali, jak se jejich vazebná místa vyvíjela ve dvou scénářích: při silném selekčním tlaku a při slabém selekčním tlaku.

Silný tlak představuje situaci, kdy každou evoluční fázi přežije jenom malé množství nejlépe přizpůsobených variant, což umožňuje výhodným mutacím rychle převládnout. Při slabém selekčním tlaku naopak přežívá mnoho variant a výhodné mutace se navzájem obohacují, aniž by zcela převládly.

„Bez ohledu na to, s jakou virovou variantou jsme začínali, při silném selekčním tlaku se vždy velmi brzy objevila varianta nápadně podobná omikronu a jeho podvariantám, která rychle ovládla celou populaci,“ přiblížil Zahradník.

Experiment tak odrážel dění v reálném světě: „Stejnou trajektorii jsme pozorovali během pandemie koronaviru, která od konce roku 2021, kdy se omikron stal dominantní variantou, již neprodělala další podobně zásadní změnu. Ve skutečnosti se nám podařilo přesně zrekonstruovat evoluční cestu koronaviru mezi miliardami lidí během tří let v laboratorních experimentech trvajících jen pár měsíců,“ doplňuje vědec.

Dobrá zpráva pro další pandemie

Autoři studie se podívali také na jiný koronavirus, dobře známý SARS, který způsobil několik menších epidemií s vysokou smrtností. Také on se při silném evolučním tlaku choval podobně jako covidový virus – změnil se tak, aby se účinně vázal na buňky v dýchacích cestách.

To by naznačovalo, že se může v případě přeskočení na člověka snadněji šířit, ale ve skutečnosti je to opačně. „Dobrou zprávou je, že některé z vybraných mutací vykazují vysokou podobnost s koronavirem SARS-CoV-2, který způsobil pandemii, a je tedy pravděpodobné, že proti nim máme částečnou imunitu a tento virus už pandemii nezpůsobí,“ vysvětlují izraelští vědci, kteří měli tuto část experimentu na starost.

Na jeden výzkum přinesla tato studie zajímavých výsledků víc než dost. Narazila ale také na jednu z největších, a doposud ne zcela vyjasněných záhad pandemie. Tou je vznik varianty omikron, která se objevila jako nečekaně zásadně odlišná od starších variant – podle virologů zkrátka nebylo dost dobře možné, aby dokázala takové množství mutací v krátkém čase jen tak nahromadit.

V nové studii se výsledky evolučního tlaku dostaly ke stejnému vysvětlení, s nímž virologové pracují jako s hypotézou, tedy, že varianta vznikla u nějakého pacienta s narušenou imunitou, kde uvnitř jeho těla mohla přicházet s množstvím pokusů, jež by zdravý imunitní systém rychle zatrhl.

To podle autorů zdůrazňuje, jak důležité je správně léčit imunosupresivní stavy, například AIDS, ještě před vypuknutím další globální pandemie, a chránit imunokompromitované osoby před infekcí a chronickým onemocněním. Pomáhá se tak totiž nejen jim, ale i všem zdravým, na něž se později zmutovaný virus může přenést.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Vědci objevili v Amazonii pozůstatky neznámé starověké civilizace

Amazonie se pokládala za prales, který představuje nehostinné prostředí, kde až do příchodu Evropanů neexistovala civilizace. Teď ale finští archeologové prozkoumali asi 4500 kilometrů čtverečních pralesa v západní Brazílii pomocí laserového mapování – a objevili tam obrovské množství míst, která byla v minulosti nečekaně hustě obydlená.
před 21 hhodinami

„První Evropané“ byli kanibalové, ale nejedli jen děti, naznačuje výzkum

Nové archeologické objevy ve Španělsku prokázaly, že první zástupci rodu Homo, kteří osídlili Evropu, sice byli kanibalové, ale ne kanibalové, kteří by konzumovali jenom dětské maso.
1. 8. 2026

Teplotní rekordy v pátek padly na dvou třetinách stanic

Současná vlna veder přinesla do Česka i v pátek vysoké a mnohde rekordní teploty. Už kolem poledne přepsalo teplotní rekord pět stanic. Celkově během dne padl rekord pro poslední červencový den na 108 ze 171 stanic, které fungují alespoň třicet let. Pětina stanic pak má nové maximum pro celý červenec, a na pěti procentech padl dokonce absolutní rekord pro celý rok. Nejvíce naměřili v Plzni-Bolevci, kde bylo 39,4 stupně Celsia.
31. 7. 2026Aktualizováno31. 7. 2026

Maďarsko se chystá na úplné odstavení své jediné jaderné elektrárny

Maďarská jaderná elektrárna Paks zatím kvůli nízkému průtoku Dunaje pokračuje v produkci energie zhruba v polovičním objemu, než je běžné. Podle agentury MTI to v pátek uvedl premiér Péter Magyar, který ve čtvrtek avizoval brzkou úplnou odstávku elektrárny. Problémy s výrobou energie kvůli suchu hlásí i Rumunsko. Za současný pokles vody v Dunaji může podle médií kombinace dlouhodobého sucha a letní vlny veder.
31. 7. 2026

AI od Anthropicu se při testech nabourala do systémů tří firem

Několik týdnů po hackerském útoku modelu umělé inteligence (AI) společnosti OpenAI, vývojáře ChatGPT, její konkurent Anthropic přiznal, že se mu stalo něco podobného. Při testování umělá inteligence Anthropicu neplánovaně vnikla do počítačových systémů tří firem, uvedla na svém blogu společnost. Skutečnost, že se model AI při testu z vlastní iniciativy stal hackerem byla považována za bezprecedentní incident a varovný signál pro technologický průmysl, nyní je však jasné, že to nebyl ojedinělý případ, upozornila agentura DPA.
31. 7. 2026

Srpen bude teplý, naznačují předpovědi. Jeho začátek přinese tropické noci

Zbytek prázdnin bude dle dostupných předpovědí pokračovat v dosavadních trendech, tedy horku ve dne i v noci. První čtvrtina měsíce přinese pokračování vlny veder s teplotami nad 30 stupňů.
31. 7. 2026

Dopady silného jevu El Niño by se mohly projevit i v Estonsku

V Tichomoří sílí jev El Niño, který by mohl dosáhnout rekordních hodnot. Vědci varují, že jeho dopady, včetně prudkého růstu globálních teplot, by mohly zasáhnout oblasti daleko za tropickým pásmem.
31. 7. 2026

Vědci z Česka popsali gen, který pomáhá rostlinám zvládat sucho

Výzkumníci z centra CEITEC Masarykovy univerzity popsali gen, který pomáhá rostlinám odolávat horku, suchu a stresu, který tyto podmínky vyvolávají. Objev by mohl přispět ke šlechtění nových odrůd zemědělských plodin.
31. 7. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.