Biocenoza si ecosistem
In natura speciile nu traiesc izolat. Aceasta afirmatie este edenta in arealcle limitate in care fiecare specie, intr-un fel sau altul este tributara altei specii. Virusurile parazitand deopotriva animalele, tele si bacteriile sunt implicate in relatiile dintre specii, mai ales in cazurile in care ele traverseaza barierele de regn (situatii rare) sau cand trec de la animale ia om (situatii frecvente). Relatiile interspecifice cele mai importante sunt cele trofice. Virusurile exemplifica insa si alte mecanisme: transferul si integrarea informatiei genetice, inducea sintezei unor substante biologic active, competitia pentru anumiti receptori si meoliU etc.
Considerand biocenoza ca ansamblul populatiilor care traiesc pe un teritoriu, iar ecosistemul rezultatul interactiunilor biocenoza-biotop (biotop = conditii abiotice : clima, sol, etc.) este edent ca silirea unor relatii trofice frapeaza din primul moment, incercand o translatie a termenilor putem considera organismul (uman, in particular) un ecosistem in care diferite microorganisme silesc relatii interspecifice influentate mai mult sau mai putin de biotop, respectiv, de sistemele de aparare ale gazdei. Starea ecosistemului uman este rezultatul echilibrului dintre paraziti si gazda, rezultatul posibil al integrarii parazitului in genomul gazdei sau al cooperarii dintre diferitii paraziti care infecteaza gazda simultan.
Doua aspecte "ecologice" vor fi evocate: primul, in sensul propriu al termenului -influenta rusurilor asupra ecosistemelor; al doilea, tot atat de fascinant, influenta rusurilor asupra organismului uman in afara starii de boala.

MODIFICARI ALE ECOSISTEMELOR DETERMINATE DE VIRUSURI

Un exemplu extrem de sugestiv al influentei rusurilor asupra speciilor care populeaza un ecosistem este furnizat de evolutia mixomatozei in Australia.
Virusul rnixomalozei la iepure (papilomaiusul Shopc) determina fie o afectiune letala la iepurii domestici din Europa (Oreytotffgus cuiuculus). fie numai fibroame benigne ale pielii la iepurii salbatici de padure (Syilagus brasilicusis). Infectia iepurelui domestic este datorata transferului mecanic al rusului prin intepaturile tantarilor.
Iepurele european a fost introdus ca animal de consum in Australia in 1859. El s-a inmultit atat de rapid, scapand din coloniile unde era crescut. incat a devenit o adevarata plaga pentru vegetatia locala si pentru culturile agricole. Diverse modalitati dc-a stopa explozia demografica a iepurelui domestic au esuat (natoare, bariere de garduri cu curent electric, etc.) incat s-a recurs la controlul biologic al speciei. Mijlocul specific a fost provocarea de epizootii cu rusul mixomatozei. Introdus in 1950. rusul a determinai o enorma mortalitate la iepuri, transmiterea lui fiind favorizata in sezoanele in care vectorii (tantarii) erau acti. Curand insa s-au observat modificari atat in caracteristicile rusului cat si ale gazdei, modificari traduse prin scaderea marcata a mortalitatii la iepurii infectati.
Coabitarea rus-gazda a determinat selectia unor iepuri cu rezistenta genetic conditionata la mixomatoza. Rata mortalitatii a scazut de la 90% la 25% in numai 7 ani. Pe de alta parte, variantele mai putin patogene de rus s-au acumulat, pentru ca ele permit iepurelui infectat sa supraetuiasca saptamani, in loc de zile, ceea ce creiaza sanse mai mari de transmitere a infectiei. Acest avantaj este semnificativ pentru proarea infectiei peste iarna cand vectorii sunt inexistenti. Transmiterea variantelor atenuate poate fi asimilata unei vaccinari intrucat formele blande de boala imunizeaza iepurii si impotriva unor eventuale tulpini rale cu patogenitate ridicata.
Controlul biologic continua sa fie o arma interesanta in actiunile ecologice ale omului, o arma care trebuie responsabil manipulata. Spre exemplu, baculorusurile sunt rusuri ale insectelor care pot limita numarul insectelor daunatoare agriculturii. Problema este de a veghea ca aceste rusuri sa nu se adapteze la insecte folositoare si sa nu aiba consecinte incontrolabile. De aceea, baculorusurile utilizate in prezent sunt modificate genetic in cel putin doua directii: pe de o parte, ele au devenit vectori pentru expresia unor gene suaine care codifica proteine foarte importante fiziologic, pe de alta parte, sunt sensibile la variatii termice ce caracterizeaza tranzitia intre anotimpuri incat baculorusurile dispar odata cu schimbarea vremii. Exista baculorusuri care conuoleaza numarul lacustelor prin sinteza unei proteine (codificata de o gena artificial integrata) care opreste dezvoltarea insectelor in stadiul de nimfa. Deci, controlul biologic este sezonier si strict dependent de actiunea omului care introduce in ecosistem baculorusul genetic transformat.

MODIFICARI ALE VIRUSURILOR IN ECOSISTEME ARTIFICIALE

Variabilitatea rusurilor gripale, in special a rusurilor de tip A este recunoscuta. Modificari minore de antigenilate determina epidemii moderate la fiecare 1-2 ani; aparitia unor schimbari majore de antigenitale provoaca explozii pandemice cu o periodicitate de 10-l5 ani. Deci, variatia antigenica a tipului A de gripa este de doua feluri:
- alunecarea antigenica sau modificari minime (mutatii punctiforme) la nivelul glicoproteinelor anvelopei rale si
- comutarea antigenica sau reasortari ale minigenelor care codifica glicopro-teinele anvelopei astfel incat in setul genomic al tulpinilor de gripa umana sunt introduse minigene de la tulpinile animale de gripa.
Modificarile minore de anligenilaie se perpetueaza datorita avantajului selectiv pe care aceste variante il prezinta fata de tulpinile parentale in raport cu prezenta anticorpilor rusneutralizanti in populatie. Variantele antigenice se transmit incluzand in lantul epidemiologie si parte din fostii bolna de gripa care poseda anticorpi antigripali neutralizanti pentru tulpinile parentale, dar inoperanti s-a-s de noile variante antigenice.
Variantele pandemice sau majore se proa rapid pentru ca intreaga populatie este lipsita de anticorpi care sa confere protectie. Variantele pandemice apar prin reasortari favorizate de infectii simultane la aceiasi gazda cu tulpini gripale de la specii diferite. De exemplu, gripa Hong Kong H3N2 a izbucnit pandemic in 1968 ca urmare a inlocuirii genei H2 cu gena corespunzatoare de la tulpini gripale de la cal sau rata. Ambele tulpini de gripa A ecna si aara contin gene H3 asemanatoare cu cele de la tulpinile umane H3N2.
Noile variante pandemice apar de obicei in Sud-Estul Asiei, in zone cu mare densitate demografica dar si cu particularitati in procesarea ecosistemului. Excedentul demografic a fortat omul sa practice o cultura intensiva a terenului pentru a obtine 2-3 recolte pe aceiasi suprafata. Asa numita "revolutie verde" este cauza unor modificari de rulenta greu de prognozat. Revolutia verde consta in cultura pe nivele suprapuse a telor si animalelor: volierele pentru pasari sunt asezate deasupra cotetelor pentru porci iar acestea din urma pe oglinzile de apa in care se cultiva orezul sau se cresc pestii fitofagi. Ratiunea este ca fiecare etaj inferior sa recicleze si dejectele celor de deasupra, inclusiv fertilizarea solului cu dejecte organice. Atat la animale (porci, pasari) cat si la om pot apare infectii gripale mixte cu tulpini de la diversele specii care coabiteaza. Amestecul minigenelor rale este relevat in masura in care patogenitatea creste odata cu achizitia unor noi antigene. Aceste antigene zeaza mai ales proteinele superficiale: hemaglutinina (H) si neuraminidaza (N), care sunt esentiale in transmisia rusului nu, insa si in ciclul replicativ. Virusurile gripale de tip A contin 8 segmente genomice care codifica diferite proteine importante pentru definirea proprietatilor biologice ale fiecarei tulpini. in afara omului, rusuri de tip A au fost izolate de la porci, cai, pasari salbatice si de la o mare varietate de pasari domestice, in special rate. 12 tipuri de hcmaglutinine si 9 tipuri de neuraminidaze au fost definite la diferite specii. In structura lantului acestor proteine exista regiuni constante si variabile. Modificarile antigenice au loc prin mutatii punctiforme care surn mai frecvent in lantul usor al hemaglutininei. Daca antigenclc H si N conditioneaza tropismul celelalte minigene contribuie la patogenitatea tulpinilor. Schimbari ale speciei gazda atrag neasteptate rcpcrcursiuni asupra evolutiei clinice. De exemplu, tulpinile izolate recent de la mamifere acvatice (foci, balene) au un neurotropism accentuat. in timp ce la gazdele naturale (pasari), aceleasi tulpini evolueaza asimptomatic, la mamiferele acvatice determina imbolnari mortale. Transmiterea interspecifica a tulpinilor de gripa A are semnificatie si in patologia umana: gripa porcina HswlNl poate infecta omul iar tulpinile umane H3N2 sunt transmise la porc. in astfel de conditii, recombinarile suni posibile si sunt urmate de modificari ale patogenitatii.

MODIFICARI ALE VIRUSURILOR IN ECOSISTEME NATURALE

Nu sunt putine exemplele de aparitie a unor roze "exotice" in areale care nu cunoscusera pina atunci astfel de imbolnari. Cazurile cele mai instructive sunt reprezentate de infectiile arborale (modulul 15). Doua mecanisme ecologice expun omul (si animalele) la afectiuni necunoscute:
- fie omul exploreaza teritorii noi devenind un intrus in arealul geografic al ciclului de transmitere arboral;
- fie ciclul se modifica incluzand omul in caile de transmitere.
Ecologia febrei galbene este ilustrativa in ambele cazuri. Intrand in paduri tropicale unde rusul amarii (al febrei galbene) este transmis de tintarii vectori de la maimuta la maimuta, omul se poate contamina. Reintors in mediu urban subiectul infectat dene sursa unei epidemii in care transmisia es(e preluata de alte specii de tantari "peridomestici" (Aedes aegypii). Astfel arealul unei boli se extinde in zone anterior "rgine" (. 15.2).
Celalalt mecanism de infectie a omului presupune angrenarea in ciclu a unui animal domestic care actioneaza ca gazda amplificatoare. Initial infectia (adesea clinic inaparenta) este transmisa de la animal la animal de insecte care nu musca omul. Variatiile sezoniere in populatiile de insecte permit accidental infectia unor insecte "peridomestice" care pot implica omul in ciclu. O distinctie importanta trebuie facuta intre transmiterea biologica care presupune replicarea rusului la insecta si transmiterea mecanica in care insecta este pur si simplu un vector.
Arborusurile sunt raspandite in cele mai variate regiuni, de la Alaska la tropice. Potentialul lor epidemic continua sa ne surprinda si parcursul unor importante lucrari de hidroamelioratii sau constructii de drumuri este presarat cu mormintele celor ce au cazut ctime unor roze transmise de artropode. Variabilele care influenteaza probabilitatea si eficienta transmisiei tin de parametrii ecologici si trebuiesc cunoscute.
Longetatea artropodului este un factor determinant si depinde de factori climatici (umiditate, temperatura), de disponibilitatile de hrana, de existenta unor specii insectivore precum si de noxe chimice, fizice, etc. in zonele temperate, continuitatea ciclului in perioadele reci in care tantarii dispar pare a fi asigurata de transmisia transovariana a arborusurilor la insecte sau de latenta lor la mamifere in hibernare. Alte posibilitati de transmitere au fost probate in conditiile cresterii industriale a animalelor, unde simplul contact in conditii de aglomerare poate determina o transmitere eficienta, chiar in absenta insectelor.
Din cand in cand, arborusuri noi determina imbolnari in areale necunoscute. Cateva posibile explicatii au fost avansate: (1) modificarea rusului este urmata de cresterea patogenitatii pentru om sau (2) sensibilizarea gazdei la infectii (subclinicc) anterioare cu arborusuri inrudite amorseaza mecanisme imunopatogenice si simptome severe (febra denga). Astfel o boala se poate modifica ca urmare a restructurarii ciclului infectios al altei infectii.
Pentru arborusurile cu vector accesibil si numar limitat de gazde profdaxia bazata pe controlul vectorilor este eficienta. intreruperea transmiterii a fost urmata de controlul febrei galbene in situatii speciale ca de exemplu construirea canalului Panama sau a soselei transamazoniene. Problema este mult mai complexa cand agentul infectios este un arborus cu ciclu silentios si cu gazde multiple (pasari, mamifere salbatice, insecte zoofile). Controlul ecologic al transmiterii fiind limitat, profilaxia se va margini la imunizarea omului si limitarea accesului sau in teritoriul cu risc.

MODIFICARI VIRALE CONDITIONATE DE EVOLUTIA SOCIETATII UMANE
Virozele caracteristice societatii primitive sau medievale sunt altele decat cele ale societatii moderne. Omul primitiv traind in colectitati mici si izolate, nu constituie o populatie capabila sa faciliteze perpetuarea unor epidemii determinate de rusuri care induc o imunitate permanenta, care sterilizeaza si exclud fostii bolna din ciclul epidemiologie (rujeola, poliomielita, oreion, etc). Singurele roze capabile de-a se perpetua la omul primitiv sunt cele latente: herpes, varicela-zoster precum si cele provocate de lentirusuri.
Odata cu dezvoltarea agriculturii si zootehniei omul este confruntat permanent cu zoonoze: rusuri preluate de la animale si adaptate la om - arboroze - dar si rusuri gripale, preluate de la animale domestice, rusurile febrei aftoase, etc. Urbanizarea, mijloacele moderne de transport, uneori interventiile medicale determina explozia rozelor moderne: hepatitele rale, SIDA s.a. SIDA, de exemplu, pare a fi o roza preluata de la maimuta care s-a adaptat la om prin pasaje repetate ale rusului, realizate mai ales heterosexual si parenteral. SIDA este in Africa mai mult o roza urbana, o epidemie care se proa de-a lungul principalelor drumuri transcontinentale, odata cu deplasarile de populatie de la sat la oras.
Interventia eficienta a omului asupra propriului destin nu va inceta sa modifice spectrul rozelor cu care suntem confruntati. Prelungirea duratei de ata va spori numarul imbolnarilor cu lentirusuri. Eradicarea unor roze (variola) face probabila umplerea dului ramas de alt rus pox endemic la animale.

ORGANISMUL UMAN CA ECOSISTEM

Parazitismul obligat intracelular al rusurilor conduce la silirea unor raporturi rus gazda relevate doar in situatii speciale.
Retrorusurile endogene constituie un astfel de exemplu. Probabil toate speciile poarta prorusuri retrorale integrate in genomul lor. Transmisia se face vertical ca gene dominante iar exprimarea lor este sub controlul factorilor celulari. in ce situatii este relevat potentialul patogen al retrorusurilor endogene?In primul rand, la animale, in cazul programelor de imbredizare (imperechere intrafamiliala) la soareci sau pasari. Sunt cunoscute liniile de soareci si pasari care dezvolta leucemii/limfoame dupa o anumita varsta.In al doilea rand, la om in cazul transtelor de organ. Pentru ca o grefa sa fie acceptata imunosuprcsia farmacologic indusa dupa transt este pretul functionarii indelungate a unei allogrefe. Bolile limfoproliferative complica imunosuprcsia si, etiologic, ele au fost asociate infectiei latente cu rusul Epstein-Barr. in cele mai multe studii, incidenta bolilor limfoproliferative la cei cu transt de organ sau maduva hematogena este in jur de 5%.In al treilea rand, la om si la animal, boli limfoproliferative pot apare in imunosupresii genetic linkatc si in imunosupresii de origine rala ( modulul 7).
Tehnicile actuale de biologie moleculara au aratat ca prezenta prorusurilor retrorale in genomul celular este un eveniment frecvent. Numarul prorusurilor (copiilor) integrate variaza intre 1 si 100 in functie de celula si rus. Situsurile de integrare sunt intamplatoare si ele sunt marcate de prezenta capetelor lungi repetate (LTR) ale prorusului. LTR au doua functii: (1) sunt necesare integrarii si (2) includ promotori acti pentru transcriere. Astfel stand lucrurile, prorusurile sunt elemente genetice transposabile care confera gazdei potentiale dezavantaje dar si avantaje (cum ar fi rezistenta la infectii cu alte retrorusuri).

Concluzii
Virusurile pot influenta echilibrul in ecosisteme. Actiunea lor este edenta in controlul biologic al unor specii dar, si invers, in cazul modificarii rusurilor sub actiunea unor dezechilibre ecologice. Organismul uman insusi este un ecosistem in care rusurile actioneaza asupra altor paraziti dar si asupra genomului gazda.