שיעור 1 וירולוגיה מבוא לוירולוגיה

היסטוריה של חקר הנגיפים

תפיסות מוקדמות על וירוסים

• בעבר היו תפיסות שגויות לגבי קיומם של וירוסים
• חשוב להבין שוירוסים אכן קיימים, ניתן לראות אותם, ואפשר לפתח חיסונים נגדם
• במקרים מסוימים קיימים גם טיפולים

האם וירוס הוא יצור חי?

התשובה: לא

הסיבה: הגדרת יצור חי דורשת:

• מטבוליזם
• יכולת התרבות עצמאית

וירוס לא עונה לפחות על קריטריון אחד מאלה.

משאבים מקצועיים

• This Week in Virology (TWiV) - בלוג ופודקאסט
  • ראיונות שבועיים עם וירולוגים על מחקרים חדשים
  • פודקאסט רפואי על מגיפות נוכחיות
• Virology Blog - חדשות עדכניות בוירולוגיה
• אתר של פרופ’ ג’וני דירשוני - מאגר וירולוגים בישראל
  • ניתן לחפש לפי אוניברסיטה או לפי וירוס
  • מועיל לשאלות והתלבטויות

מגיפות עכשוויות

מקרה: Oropouche Virus (2024)

מאמר ב-Science: “Why did an obscure virus explode in Latin America?”

מאפייני המחלה:

• התפרצות באזור ברזיל
• הריסוס מכוון נגד היתוש הנשא (Vector) ולא נגד הוירוס עצמו

היווצרות הוירוס:

• שני וירוסים שונים שלא גרמו למחלה בבני אדם
• הוירוס בעל 3 סגמנטים גנומיים
• שני וירוסים הדביקו את אותו מאכסן
• הסגמנטים התערבבו ← נוצר וירוס חדש שגורם למחלה בבני אדם

תסמינים:

• כאבי ראש
• חום
• כאבי פרקים
• תסמינים דומים למחלות אחרות (תגובה כללית של הגוף להתקפה ויראלית)
• במקרים חמורים:
  • דלקת במוח
  • נזק נוירולוגי
  • מוות

השפעה על הריון:

• אישה בהריון שנדבקת ← העובר נפגע
• העובר נולד עם מוח קטן מהממוצע (Microcephaly)

מחלות ויראליות היסטוריות

Smallpox (אבעבועות שחורות)

עדויות עתיקות:

• עדויות משלוש תקופות: 3,500 שנה לפני זמננו
• ניתן לראות נגעים על העור

התפתחות המחלה:

1. בימים הראשונים: אין סימנים חיצוניים (הוירוס מתרבה בגוף)
2. שלפוחיות על העור
3. השלפוחיות מתייבשות ונופלות
4. נשארת צלקת (לפעמים גורמת לעיוורון)

תמותה:

• 30% מהנדבקים ימותו
• במאה ה-20: כ-300 מיליון איש מתו מ-Smallpox

Variolation (חיסון מוקדם)

מקור: סין, המאה ה-11

שיטה:

1. נטילת חומר משלפוחיות של חולה
2. שריטה על העור של אדם בריא
3. הרעיון: הדבקה מקומית (דרך העור) במקום הדבקה מערכתית

יעילות:

• 90% קיבלו חיסון ולא חלו
• 10% חלו
  • מתוך 10% החולים: 30% ימותו
  • סה”כ תמותה: 3% (במקום 30%)

Lady Mary Wortley Montagu:

• אשת השגריר הבריטי במזרח התיכון
• נחשפה לשיטת ה-Variolation
• הביאה את השיטה לאירופה

Edward Jenner והמצאת החיסון (1796)

תצפית: כפריים שעובדים עם פרות לא חלו ב-Smallpox

הסבר:

• לפרות יש מחלה דומה עם שלפוחיות על העור
• הכפריים נדבקו מהפרות ← קיבלו חיסון טבעי

הניסוי של Jenner:

1. לקח וירוס מפרות (Cowpox)
2. שרט את העור והכניס את הוירוס לאנשים
3. חיסן אותם נגד Smallpox

חשש ציבורי:

• פחד מהכנסת וירוס מפרה לבני אדם
• תמונות קריקטוריות הראו פרות צומחות מאנשים

הישג:

• החיסון הראשון בהיסטוריה
• הוירוס היחיד עד היום שהוצא מהעולם
• 1980: ארגון הבריאות העולמי הכריז על חיסול Smallpox

⚠️ הערה: לצערנו, בוירוסים אחרים לא הצלחנו להשיג זאת

Rabies (כלבת)

עדויות היסטוריות: 4,000 שנה (בכתבים עתיקים)

דרך ההדבקה: נשיכה ← הוירוס נכנס לגוף ← מתקדם לכיוון המוח (לא מתרבה בדרך)

שלבי המחלה:

1. הוירוס מגיע למוח
2. מתחילים להופיע תסמינים
3. ברגע שהוירוס הגיע למוח ← אי אפשר להציל

⚠️ חשוב: גם היום (2025), ברגע שהוירוס הגיע למוח, החולה ימות.

טיפול מונע:

לואי פסטור (1885):

• חיסון פסיבי
• הזרקה לארנבות ← הארנבות מייצרות נוגדנים
• למי שנשך ← מזריקים את הנוגדנים
• יעילות גבוהה מאוד בהצלת חיים

גילויים מדעיים מרכזיים

Charles Chamberland - המצאת פילטר (1884)

חידוש: פילטר עם נקבים קטנים מאוד שחיידקים לא עוברים דרכם

שימושים:

• סינון נוזלים ללא חיידקים
• פתרון בעיית זיהומים במעבדות

Dmitri Ivanovsky ואדולף מאייר - Tobacco Mosaic Virus (TMV) (1892)

תצפית: כתמים על עלי טבק

ניסוי:

1. לקיחת עלים עם כתמים
2. טחינה והעברה דרך פילטר (שחיידקים לא עוברים)
3. הדבקת צמח טבק בריא
4. תוצאה: הכתמים עברו לצמח החדש

מסקנה:

• גורם המחלה עובר דרך הפילטר
• זה לא חיידק (שכן חיידקים לא עוברים)
• קראו לו “וירוס” (= רעל)

Iron Lung (ריאת ברזל) - Polio

פוליו (Poliomyelitis):

• שיתוק ילדים
• הוירוס תוקף את מערכת העצבים
• גורם לפגיעה בהתפתחות השרירים

ריאת ברזל: מכשיר שעזר לחולים שהשרירים שלהם לא תפקדו:

• תא לחץ
• מוריד ומעלה לחץ
• מגרה את בית החזה להתרחב והתכווץ
• מאפשר נשימה

תמונה היסטורית:

• שנות ה-50: ילדים רבים הסתובבו עם כביים או תמיכות
• מגיפות קיץ - ילדים חלו בשכונות שונות
• לא הבינו את דרך ההדבקה

הפריצה:

• מיפוי השכונות הנגועות
• גילוי: כל השכונות קיבלו מים מאותו מקור
• מסקנה: המים היו מזוהמים בוירוס

מיקרוסקופ אלקטרוני - ראייה ראשונה של וירוסים

הבעיה עם מיקרוסקופ רגיל: וירוסים קטנים יותר מאורך הגל של האור ← לא ניתן לראות אותם

הפתרון: מיקרוסקופ אלקטרוני ← לראשונה ניתן היה לראות וירוסים

תמונות ראשונות:

• Poliovirus - כדורים קטנים
• Tobacco Mosaic Virus - מקלות ארוכים

היום: טכנולוגיה משופרת ← ניתן לראות את הוירוס בצורה ברורה ומפורטת

מבנה הנגיף

זיהוי החומר הגנטי (Tobacco Mosaic Virus)

ניסוי הפרדה:

1. פירוק הוירוס לשני מרכיבים:
   • חלבונים
   • חומצת גרעין (RNA/DNA)

2. בדיקת כל מרכיב בנפרד:

   מרכיב	תוצאה
   חלבונים בלבד	❌ אין הדבקה
   חומצת גרעין בלבד	✅ יש הדבקה

3. שימוש באנזימים:
   • DNase (מפרק DNA) ← עדיין יש הדבקה
   • RNase (מפרק RNA) ← ❌ אין הדבקה

מסקנה: החומר הגנטי של הוירוס הוא RNA

⚠️ הבדל מיצורים חיים: בכל היצורים החיים החומר הגנטי הוא DNA, אך בוירוסים זה יכול להיות RNA או DNA.

ניסוי ה-Reassortment

מטרה: הוכחה נוספת שהחומר הגנטי הוא RNA

שני וירוסים עם פאטרן כתמים שונה:

• וירוס A - פאטרן A
• וירוס B - פאטרן B

ניסוי:

1. פירוק כל וירוס:
   • וירוס A ← חלבון A + RNA-A
   • וירוס B ← חלבון B + RNA-B
2. יצירת וירוס היברידי:
   • חלבון A + RNA-B
3. Re-constitution (הרכבה מחדש):
   • החלבונים מקיפים את ה-RNA
   • נוצר וירוס שלם
4. הדבקת עלים:
   • תוצאה: פאטרן B (של ה-RNA)

מסקנה: החומר הגנטי (שקובע את התכונות) הוא ה-RNA

עקרונות מבנה הנגיף

מטרה עיקרית: הגנה על החומר הגנטי

רכיבי הוירוס

1. Capsid (קפסיד)
   • קופסה חלבונית סימטרית
   • עוטפת את הגנום
   • מורכב מחלבון אחד או ממספר חלבונים
   • יחידה שחוזרת על עצמה
   • אינטראקציות לא קוולנטיות (כדי לאפשר פירוק והרכבה)
2. Nucleocapsid (נוקלאוקפסיד)
   • קפסיד + חומצת גרעין בפנים
3. Envelope (מעטפת)
   • שכבת שומנים (lipid bilayer)
   • מקורה: ממברנת התא המודבק
   • הוירוס לא מייצר מעטפת, הוא “גונב” אותה מהתא
   • מכילה חלבונים ויראליים שזורים בתוכה
   • לא לכל הוירוסים יש מעטפת
4. שכבה בין הקפסיד למעטפת (בחלק מהוירוסים):
   • Matrix (מטריקס) - מסודרת
   • Tegument (טגומנט) - לא מסודרת, אמורפית

דוגמאות למבנים ויראליים

Bacteriophage (פאג’):

• מדביק רק חיידקים
• מבנה מורכב: ראש, זנב, רגליים
• ספציפי לחיידקים (לא מדביק בני אדם)

Tobacco Mosaic Virus:

• צורת מקל מוארך

Rabies Virus:

• יש גרעין עטוף בממברנה

Adenovirus:

• מדביק בני אדם
• אין ממברנה

גודל וירוסים

טווח רגיל: 20-300 ננומטר

השוואה:

• חיידקים: מעל מיקרון (1,000 ננומטר)
• רוב הוירוסים קטנים יותר מחיידקים

Giant Viruses (וירוסי ענק):

• מדביקים אמבות (Amoeba)
• Mimivirus:
  • גודל: כגודל חיידק
  • ניתן לראות במיקרוסקופ רגיל (לא רק אלקטרוני)
  • גנום: 2.5 מיליון זוגות בסיסים (גדול יותר מחיידקים מסוימים)
  • מקודד ל-~2,500 חלבונים

מבנה HIV (דוגמה מפורטת)

שכבות (מבחוץ פנימה):

1. Envelope - מעטפת שומנית
2. Matrix - שכבת מטריקס
3. Capsid - צורת קונוס
4. RNA - החומר הגנטי

תמונות מיקרוסקופ אלקטרוני:

• HIV משתחרר מתא
• יש וירוסים שהורגים את התא בשחרור
• יש וירוסים שהתא ממשיך לחיות ומשחרר וירוסים באופן רציף

Herpesvirus (הרפס)

מבנה:

• וירוס גדול
• מעטפת חיצונית
• טגומנט (שכבה לא מסודרת)
• קפסיד בפנים

יחס Infectivity (זיהומיות)

⚠️ לא כל הווירונים הם אינפקטיביים!

דוגמאות:

• Influenza (שפעת): 90% לא אינפקטיביים, רק 10% אינפקטיביים
• Herpesvirus: רק 1 מכל 1,000 וירונים אינפקטיבי

אסטרטגיה:

• הוירוס מייצר כמות עצומה של וירונים
• רק חלק קטן אינפקטיבי
• ה”הפצצה” במספרים עוזרת להדבקה

Coronavirus (קורונה) - מבנה מפורט

רכיבים:

1. RNA - החומר הגנטי
2. N protein - חלבון שעוטף את ה-RNA
3. Lipid bilayer - מעטפת שומנית (מהתא)
4. Spike protein (S) - חלבון ויראלי שזור במעטפת
   • קושר לקולטן ACE2
   • מאפשר כניסה לתא

מערכת החיסון:

• לא יכולה “לראות” מה בפנים הוירוס
• חשופה רק למה שבחוץ (מעטפת וחלבונים)
• נוגדנים וחיסונים מכוונים לחלבוני המעטפת

💡 הערה חשובה: למרות שהמעטפת נלקחת מהתא, יש בה המון חלבונים ויראליים שמשתלבים בממברנה.

תמונות:

• במיקרוסקופ אלקטרוני: לא צבעוניות
• תמונות צבעוניות: לצורך הדגמה
• הקורונה נראית כמו כתר (“corona”) בגלל חלבוני ה-Spike

שחרור מהתא:

• הממברנה נקרעת
• משתחררים וירוסים רבים
• קורונה הורג את התא

חיטוי והשמדת וירוסים

דרכים להרוג וירוסים על משטחים וידיים

1. סבון 🧼

מנגנון פעולה:

• פועל על שומנים
• משפיע על הממברנה

יעילות:

• ✅ וירוס עם ממברנה - יעיל
• ❌ וירוס ללא ממברנה - פחות יעיל

2. אלכוהול 🧪

ריכוז מומלץ: 70% אלכוהול

מנגנון פעולה:

• משפיע על מבנה הממברנה
• משפיע על מבנה החלבונים (denature)

יעילות:

• ✅ וירוס עם ממברנה - יעיל
• ✅ וירוס ללא ממברנה - יעיל (פוגע בקפסיד)

שימושים:

• חיטוי ידיים
• חיטוי משטחים לעבודה סטרילית

3. Bleach (אקונומיקה) 🧴

ריכוז: לדלל ל-0.1%

מנגנון פעולה:

• חמצון (oxidation)
• פוגע בחלבונים
• פוגע בחומצת גרעין

זמן פעולה: לפחות 10 דקות על המשטח

⚠️ אזהרה: לא לשתייה! (טראמפ טעה בהמלצה זו)

4. מי חמצן (Hydrogen Peroxide) 💧

מנגנון פעולה:

• מחמצן חזק
• פוגע בחלבונים
• פוגע בחומצת גרעין

זמן פעולות: לפחות 10 דקות

הערה: התהליך לוקח זמן

הבדלים בין וירוס בתוך התא ומחוצה לו

Virion (ויריון) - וירוס מחוץ לתא

מאפיינים:

• חלקיק אינרטי
• לא עושה דבר
• “מולקולה ביולוגית” סבילה
• לא עונה על הגדרת “חיים”

Virus (וירוס) - בתוך תא מודבק

מאפיינים:

• פעיל
• משנה את התא
• גורם ליצירת וירוסים חדשים

מחזור חיים של וירוס - דוגמה: SV40

שלבים עיקריים

graph TD
        A[וירוס מגיע לתא] --> B[נקשר בממברנה]
        B --> C[נכנס לתא]
        C --> D[DNA מגיע לגרעין]
        D --> E[DNA נארז בנוקלאוזומים]
        E --> F[טרנסקריפציה - RNA polymerase תאי]
        F --> G[RNA יוצא לציטופלזמה]
        G --> H[תרגום - Ribosomes תאיים]
        H --> I[חלבון חוזר לגרעין]
        I --> J[חלבון משנה מערכת טרנסקריפציה]
        J --> K[ייצור חלבונים ויראליים]
        K --> L[רפליקציה של הגנום]
        L --> M[הרכבת קפסיד]
        M --> N[ארזית DNA בקפסיד]
        N --> O[שחרור וירוסים]

פירוט:

1. כניסה: DNA של הוירוס נכנס לגרעין
2. ארזה: התא אורז את ה-DNA בנוקלאוזומים (כמו DNA תאי)
3. טרנסקריפציה: RNA polymerase תאי מזהה את ה-DNA
4. תרגום: Ribosomes תאיים מייצרים חלבון ויראלי
5. שינוי מערכת: החלבון הויראלי משנה את הטרנסקריפציה התאית
6. ייצור המוני: ייצור חלבונים ויראליים ורפליקציה של הגנום
7. הרכבה: בניית קפסיד וארזית DNA
8. שחרור: וירוסים חדשים משתחררים להדביק תאים נוספים

💡 נקודה חשובה: הוירוס לא צריך לייצר מנגנונים חדשים - הוא מגייס את המערכות התאיות!

תכונות משותפות לכל הוירוסים

1. Obligate Parasites (טפילים מוחלטים)

• תלות מוחלטת בתא
• לא יכולים להשתכפל בלעדיו

2. גודל קטן

• טווח רגיל: 20-300 ננומטר
• חריגים: Giant viruses (עד מיקרון)

3. מידע גנטי מצומצם

השוואה:

4. החומר הגנטי

• DNA או RNA (לא שניהם)
• לא כמו יצורים חיים (תמיד DNA)

5. מבנה פשוט יחסית

• מעטפת (לא תמיד)
• קפסיד
• חומצת גרעין

⚠️ אבל: למרות המבנה הפשוט, הוירוסים לא פשוטים ביולוגית!

• יודעים לשחק עם מערכות תאיות מורכבות
• כל הזמן מגלים שכבות חדשות של מורכבות

6. לימוד מערכות תאיות דרך וירוסים

• וירוסים משנים מערכות תאיות
• על ידי מחקר הוירוסים אנחנו מגלים כיצד התא עובד

סיווג וירוסים

לפי מאכסן

וירוסי חיידקים

• Bacteriophages (פאג’ים)
• מדביקים: Bacteria, Archaea, Mycoplasma, Spiroplasma

וירוסים של אאוקריוטים

• צמחים
• בעלי חיים
• פטריות
• אורגניזמים חד-תאיים: אמבות, פרוטוזואה, אצות

💡 עיקרון: אין יצור חי על פני כדור הארץ שאין לו וירוס שיכול להדביק אותו.

קריטריונים נוספים לסיווג

1. גודל הגנום: DNA vs RNA
2. מבנה הגנום:
   • חד-גדילי (single-stranded)
   • דו-גדילי (double-stranded)
3. הרכב הגנום ותפקידו
4. תכונות אנטיגניות
5. סימטריה של הקפסיד:
   • Icosahedral (20 פאות)
   • Helical (סליל)
6. פשוט vs מורכב
7. גודל הווירוס
8. ביולוגיה ופתוגנזה: איזו מחלה גורם
9. טווח מאכסנים

DNA וירוסים

כלל: DNA יותר יציב מ-RNA

Double-stranded DNA:

• יציב יותר מ-single-stranded DNA
• וירוסים גדולים: Herpesvirus, Poxvirus
• מחזור חיים: תמיד DNA

Single-stranded DNA:

• פחות יציב
• וירוסים קטנים: Parvovirus, חלק מהפאג’ים

RNA וירוסים

מגבלת גודל: עד ~40,000 בסיסים

סוגים:

1. Single-stranded RNA (+/-)
2. Double-stranded RNA
3. Retroviruses: RNA → DNA → RNA (במחזור חיים)

חלוקה לפי מאכסן:

דברים שווירוסים לא מייצרים

1. ❌ אנרגיה (ATP)

• תמיד תלויים בהפקת אנרגיה של התא המאכסן

2. ❌ חלבונים (Ribosomes)

• יש להם הרבה חלבונים
• אבל לא מייצרים ריבוזומים
• משתמשים במערכת התרגום התאית

חריגה: Giant viruses

• יכולים לייצר tRNA ספציפיים
• עדיין לא ריבוזומים

3. ❌ ממברנה

• חלבונים ויראליים יכולים להשתלב בממברנה
• אבל התא מייצר את הממברנה עצמה

Baltimore Classification (סיווג בולטימור)

התמונה מתוך virology.ws

מבוסס על: David Baltimore (גילה Retroviruses)

העיקרון

כל וירוס חייב לייצר mRNA כדי שהריבוזומים יוכלו לתרגם אותו לחלבונים.

השאלה: איך הוירוס מגיע ל-mRNA?

קטגוריות (מהגנום ל-mRNA)

Class I: Double-stranded DNA

dsDNA → mRNA

• מערכת הטרנסקריפציה התאית יודעת לעבוד עם dsDNA
• דוגמאות: Herpesvirus, Adenovirus

Class II: Single-stranded DNA

ssDNA → dsDNA → mRNA

• קודם צריך להפוך ל-dsDNA
• אז מערכת התא יכולה לעבוד
• דוגמאות: Parvovirus

Class III: Double-stranded RNA

dsRNA → (+)RNA (mRNA)

• ריבוזומים לא יודעים לתרגם dsRNA
• צריך ליצור (+)RNA מה-(-)RNA
• דוגמאות: Reovirus

Class IV: (+) Single-stranded RNA

(+)ssRNA → (-)RNA → (+)RNA (mRNA)

• ה-(+)RNA יכול לשמש כ-mRNA
• אבל צריך ליצור (-)RNA כתבנית לרפליקציה
• דוגמאות: Poliovirus, Coronavirus

Class V: (-) Single-stranded RNA

(-)ssRNA → (+)RNA (mRNA)

• צריך ליצור (+)RNA כ-mRNA
• דוגמאות: Influenza, Measles

Class VI: Retroviruses

(+)ssRNA → ssDNA → dsDNA → mRNA

1. RNA → DNA משלים (Reverse transcription)
2. ssDNA → dsDNA
3. dsDNA → mRNA (טרנסקריפציה רגילה)

• דוגמאות: HIV, HTLV

Class VII: Partially double-stranded DNA

Partially dsDNA → dsDNA → mRNA

• מערכת התיקון התאית משלימה ל-dsDNA
• דוגמאות: Hepadnavirus (Hepatitis B)

RNA+ vs RNA-

RNA+ (Plus-strand):

• mRNA
• קריא ישירות על ידי ריבוזומים
• מקודד לחלבונים

RNA- (Minus-strand):

• משלים ל-mRNA
• לא קריא ישירות
• צריך להפוך ל-(+) קודם

אבולוציה ויראלית

עקרונות בסיסיים

וירוסים = מכונות דרוויניסטיות

• עוברים שינויים מהר מאוד
• אורגניזמים צריכים דורות רבים
• וירוסים: מחזור חיים של ימים ← שינויים מהירים

תלות במאכסן:

• וירוס ספציפי למאכסן מסוים
• שינוי אחד ← יכול לאפשר הדבקת מאכסן חדש

מעבר למאכסן חדש (Zoonosis)

דוגמה: SARS-CoV-2 (COVID-19)

שלב 1: הדבקה ראשונית

• וירוס עבר מעטלפים לבני אדם
• שינוי בחלבון Spike ← זיהוי ACE2 אנושי
• בהתחלה: לא עבר יעיל בין בני אדם
• אבל: גרם למחלה קשה מאוד

שלב 2: אבולוציה במאכסן החדש

מה צפוי לקרות? (ומה שקרה)

1. שיפור העברה:
   • וירוס שעובר טוב יותר ← יתפשט יותר
   • הסתגלות למאכסן החדש
2. הקלה במחלה:
   • וירוס שהורג את המאכסן ← לא יכול להתפשט
   • וירוס שגורם למחלה קלה ← המאכסן מדביק אחרים
   • אבולוציה לטובת וירוס פחות קטלני

COVID-19 היום vs המקור:

• היום: מחלה קלה (לפעמים אפילו אסימפטומטית)
• בהתחלה: מחלה קשה מאוד
  • התמזגות (fusion) של תאי ריאה
  • בצקת
  • חנק ומוות

שינוי מרכזי:

• מוטציה בחלבון ממברנה
• ביטול יכולת הפיוז’ן
• מחלה קלה יותר = יותר הדבקות = הצלחה אבולוציונית

💡 עיקרון: המטרה של הוירוס היא להתפשט, לא להרוג!

מוטציות בוירוסים

שיעור מוטציות גבוה - במכוון!

בוירוסי RNA:

• אין מנגנון תיקון (proofreading)
• פולימרז מכניס הרבה מוטציות
• זה לא באג, זה פיצ’ר!

למה זה טוב לוירוס?

דוגמה: Influenza (שפעת) מדבקים ← מערכת חיסונית מייצרת נוגדנים ← איך נדבקים שוב?

תשובה: מוטציות!

• חלבוני מעטפת משתנים כל הזמן
• נוגדנים ישנים לא מזהים וירוס חדש
• צריך “סטריין” חדש של חיסון שפעת כל שנה

יישום: נגד וירוסים

אסטרטגיה אנטי-ויראלית:

1. שינוי הפולימרז הויראלי
2. עכשיו הפולימרז מתקן טעויות
3. וירוס ללא מוטציות = וירוס חלש
4. שימוש כחיסון חי מוחלש

מדוע קיימים וירוסים קטלניים?

שאלה: אם אבולוציה מובילה לוירוס חלש יותר, למה יש וירוסים קטלניים?

תשובות:

1. מעבר בין מאכסנים:
   • בשלבים מוקדמים בתאי אדם
   • טרם התרחשה התאמה
2. דרך הדבקה:
   • Rabies (כלבת): עובר במוח
     • אפילו אם המאכסן מת, כבר הדביק דרך נשיכה
     • תמותה לא מונעת התפשטות
3. וקטור (נשא):
   • אם יתוש מעביר את הווירוס
   • אין חשיבות למצב החולה
   • היתוש ימשיך להעביר גם אם החולה מת

מקום להתפתחות מוטציות חדשות:

• אנשים עם מערכת חיסון חלשה:
  • החולה חולה חודשים (לא ימים)
  • וירוס מתרבה זמן רב
  • מצטברות מוטציות רבות
  • נוצר ווריאנט חדש
• לעומת זאת: אדם בריא - מחלה קצרה, פחות מוטציות

לא לבד! וירוסים לא תמיד רעים

1. וירוסים נגד חיידקים (Phage Therapy)

בעיה: חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה

הפתרון: Bacteriophages

• פאג’ים ספציפיים לסוג חיידק מסוים
• הורגים רק את החיידק הפתוגני
• לא פוגעים בפלורה המועילה
• ניתן ל”תכנן” פאג’ שיהרוג חיידק ספציפי

דוגמה: טיפול בזיהומי מעיים

• במקום אנטיביוטיקה (הורגת הכל)
• פאג’ים (הורגים רק את הפתוגן)

2. וירוסים בדם ובמערכות הגוף

Viremia (וירמיה): וירוסים בדם

מיקומים שכיחים:

• מערכת העצבים: CNS
• מערכת הנשימה: ריאות (חשיפה מתמדת לאוויר)
• מערכת העיכול: מעיים

דוגמה: Norovirus

• גורם לבחילה, הקאות, שלשולים
• נמצא במערכת העיכול
• התקף על חיידקי המעיים

3. וירוסים באוקיאנוסים

מספרים מדהימים:

לווייתן (35 טון):

• פוליט יומי: $10^{13}$ (10 טריליון) וירוסים

כפית מים:

• מכילה: 5 מיליון חיידקים

ליטר מי ים:

• יותר וירוסים מכל בני האדם על פני כדור הארץ!

כל האוקיאנוסים:

• $10^{30}$ וירוסים (בעיקר bacteriophages)
• 94% מכל החלקיקים באוקיאנוסים הם וירוסים

חישוב דמיוני: אם נסדר את כל הפאג’ים ראש-זנב:

• אורך: 100 מיליון שנות אור
• פי 1,000 מקוטר שביל החלב!

תפקיד אקולוגי:

• כל יום: 20% מהחיידקים באוקיאנוס מתים על ידי וירוסים
• הווירוסים הורגים ← חיידקים מתפרקים ← חומרי הזנה
• חומרי הזנה ← חיידקים חדשים גדלים
• מחזור חיים קריטי לאקו-מערכת ימית

4. הגנה מפני זיהומים (Cross-protection)

ניסוי באכברים:

קבוצת ביקורת:

הדבקה בחיידק → 100% תמותה

קבוצה נגועה ב-Herpesvirus:

Herpesvirus → חיידק → הגנה! פחות תמותה

הדבקה בשפעת (H1N1):

ביקורת: שפעת → תמותה גבוהה
Herpesvirus + שפעת → הגנה! פחות תמותה

מסקנה:

• הדבקה ויראלית קיימת = מערכת חיסונית יותר מוכנה
• הגנה לא-ספציפית
• הוירוס מעלה את מוכנות המערכת החיסונית

💡 אולי: זה שאנחנו נגועים בהרפס כל החיים = הגנה מסוימת!

5. סימביוזה: וירוס-צרעה

מערכת תלת-צדדית:

1. צרעה: מטילה ביצים בזחל
2. זחל: מערכת חיסונית תוקפת את הביצים
3. וירוס: משתק את המערכת החיסונית של הזחל!

תהליך: צרעה מזריקה ← ביצים + וירוס ← וירוס משתק חיסון ← צעירים מתפתחים

היכן הוירוס?

• חלק מהגנום של הצרעה!
• לא מתבטא בכל הצרעה
• מתבטא רק בזמן יצירת ביציות
• נארז יחד עם הביצים

אבולוציה משותפת:

• שיתוף פעולה צרעה-וירוס
• חיובי לצרעה (פחות לזחל…)
• וירוס אינטגרלי למחזור החיים

שאלות לבדיקה עצמית:

1. מדוע וירוס אינו נחשב ליצור חי?
2. כיצד וירוס מגיע ליצירת mRNA?
3. מהי המשמעות של RNA+ לעומת RNA-?
4. מדוע אבולוציה ויראלית מובילה בדרך כלל למחלה קלה יותר?
5. כיצד וירוסים יכולים להיות מועילים?