Вчений протягом усього життя вивчає коронавіруси.
Замість того, щоб викладати вірусологію кільком сотням студентів, вірусологу Крістіану Дростену доводиться звертатися до сотень тисяч стурбованих німців. Двічі на тиждень близько 10-ї години ранку він протягом 40 хвилин відповідає на запитання про вакцини, респіраторні крапельки, закриття шкіл чи маски.
Дростен є одним з провідних світових експертів з коронавірусів; його кар'єра тісно пов'язана з їхньою появою як глобальної загрози. Тепер він також популярний герой. Його спокійне, зважене спілкування принесло Дростену широке визнання.
"Нам пощастило, що у нас в Німеччині є хтось, хто визнаний у всьому світі експертом з коронавірусів і хто так хоче і може спілкуватися", - каже Фолькер Столлорз, голова Німецького наукового медіа-центру.
20 квітня Німецький дослідницький фонд оголосив, що нагороджує Дростена разовим призом за "видатну наукову комунікацію під час пандемії COVID-19", йдеться у матеріалі видання Science.
Дростен також пояснює інформацію про коронавірус політикам. З ним радилися канцлерка Німеччини Ангела Меркель під час пів годинного дзвінка і міністр охорони здоров'я Єнс Спан. Сам Дростен каже, що він не опинився б в центрі уваги, якби SARS-CoV-2 не був саме тим вірусом, який він вивчав протягом більшої частини свого життя.
Початок роботи вірусолога з коронавірусами
Коронавірусна кар'єра Дростена фактично почалася 15 березня 2003 року, коли 32-річного лікаря з Сингапуру на ім'я Леонг Хо Нам зняли з літака у Франкфурті, Німеччина, і відвезли в міську університетську клініку. Леонг лікував пацієнтів в Сінгапурі, перш ніж відвідувати курс інфекційних захворювань в Нью-Йорку, і у нього розвинулися симптоми, схожі на тривожне нове респіраторне захворювання, яке швидко поширилося в Азії. Того ж дня Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) охрестила нове захворювання "важким гострим респіраторним синдромом", або SARS.
У той час Дростен створював лабораторію молекулярної діагностики в Інституті тропічної медицини ім. Бернгарда Нохта в Гамбурзі. Франкфуртські вірусологи надіслали кров Леонга та інші зразки Дростену, сподіваючись, що він допоможе визначити, як впізнати новий вірус. Але тести для всього, від аденовірусів до параміксовірусів, виявилися негативними.
Проте приблизно за тиждень вірусологи сказали йому, що їм вдалося виростити вірус в чаші Петрі. Дростен усвідомив, що це дозволить йому використовувати новий метод виявлення, який він розробив, для ідентифікації невідомих вірусів, який посилює вірусний генетичний матеріал, щоб його можна було упорядкувати і перевірити в онлайн-базах даних.
Дростен взяв зразок і за кілька безсонних днів отримав невелику частину геному вірусу. Найближчим був коронавірус великої рогатої худоби, який не заражає людей. Він і його колега Стефан Гюнтер швидко зрозуміли, що бачать смертельного нового члена сім'ї.
Єдині два віруси, які, як відомо, викликають захворювання у людей, названі OC43 і 229E і викликають невеликий відсоток застудних захворювань у людей щозими. Цей новий вірус був зовсім іншим звіром. SARS вбив 10% з майже 8000 осіб, яких він заразив, майже в 30 країнах, перш ніж його виокремили.
Дослідники з Центрів з контролю і профілактики захворювань США і Університету Гонконгу усвідомили, що винуватцем був коронавірус. Але Дростен був першим, хто розробив діагностичний тест, і він вільно поширював протокол в Інтернеті. Це принесло йому міжнародне визнання, а також Федеральний хрест за заслуги, важливу німецьку нагороду.
Відкриття Дростена про коронавіруси і гострі респіраторні синдроми (Mers і Sars)
Дростен виріс на свинофермі в північній Німеччині. Він вивчав медицину у Франкфурті-на-Майні і був першим у своїй родині, хто вступив до університету, і швидко виріс у німецькій академії. Після перебування в Гамбурзі він став професором в Університеті Бонна і в 35 років очолив Інститут вірусології.
Його дослідницькі інтереси були ідеальною підготовкою до COVID-19. Він створив систему для дослідження функції генів вірусу атипової пневмонії і почав вивчати еволюцію вірусу, шукаючи близьких родичів вірусів людини у тварин.
В одному з таких досліджень його команда виявила, що епідемічний паротит, який, як і кір, викликаний параміксовірусом, передався людині від кажанів. Вони також показали, що Nipah, ще один вірус, який переноситься кажани , виник в Африці, хоча він був виявлений в Малайзії після того, як в 1999 році у сотень свинарів розвинувся енцефаліт.
Вчені виявили два нових коронавіруси протягом декількох років після спалаху атипової пневмонії, які викликали застуду. Потім у 2012 році дослідники виділили новий коронавірус, який означав велику небезпеку. Це сталося з 60-річним чоловіком з Саудівської Аравії, у якого розвинулась пневмонія. Заінтригований Дростен почав досліджувати новий зразок, який незабаром був названий вірусом близькосхідного респіраторного синдрому (MERS).
У 2013 році він повідомив про заможного 73-річного пацієнта з Абу-Дабі, Об'єднані Арабські Емірати, який лікувався від MERS в Німеччині і помер. Родичі сказали, що пацієнт дбав про хворого гоночному верблюді, перш ніж захворіти - перша ознака того, що верблюди можуть бути причетні до появи вірусу..
Саудівська Аравія, в якій було найбільше випадків MERS і багатомільйонна індустрія перегонів на верблюдах, спочатку глузувала з цього зв'язку. "Ми не думаємо, що верблюди причетні", - сказав тоді заступник міністра охорони здоров'я Зіад Мемиш. Але робота групи Дростена та інших незабаром підтвердила підозру.
Мемиш і Дростен об'єдналися для вивчення нової хвороби, і Боннська лабораторія Дростена стала провідним центром MERS. Він розробив тест для виявлення РНК вірусу, а потім був проведений аналіз антитіл, який показав, що вірус, ймовірно, заражав людей в регіоні протягом десятиліть.
Дослідження дало несподівані результати. Під час пошуку коронавірусів у верблюдів вчені виявили патогени, тісно пов'язані з 229E, одним із простудних коронавірусів, що дозволяє припустити, що вірус також походить від верблюдів. У той час, за словами Дростена, це був попереджувальний знак, що MERS може слідувати тим же курсом, що і SARS, який виник у кажанів, і розвиватися, перетворюючись на справжню хворобу людини. Здавалося, що коронавіруси тварин являють собою особливу загрозу розпалювання пандемії.
Робота Дростена з COVID-19
Коли в цьому році з'явився ще один важкий респіраторний синдром, Дростен, який в 2017 році переїхав до престижної університетської лікарні Шаріте, був підготований. Побачивши перші чутки про коронавірус в Китаї в Інтернеті, Віктор Корман, який очолює групу лабораторної діагностики вірусів, почав шукати в наявних послідовностях коронавірусів, пов'язаних з SARS, виділених від кажанів, області, які були однаковими для різних вірусів.
Ґрунтуючись на цих послідовностях, що він розробив і впорядкував 20 пар так званих праймерів, маленьких фрагментів ДНК, які з'єднуються з геномом патогена, щоб його можна було амплифікувати і виявити.
Коли 10 січня китайські дослідники нарешті опублікували геном нового вірусу з Уханя, Корман використовував праймери, які найкраще відповідали вірусній послідовності, і майже одразу ж підготував діагностичний тест.
13 січня ВООЗ розмістила на своєму веб-сайті протокол Кормана, який дозволяє країнам у всьому світі самостійно проводити тестування і виявляти імпортовані випадки нового вірусу. Дростен передбачив, що тест також допоможе вченим зрозуміти, чи здатен вірус поширюватися від людини до людини.
За три з половиною місяці SARS-CoV-2, як тепер відомо, подорожував по всіх куточках світу, заражаючи мільйони людей і вбиваючи їх. Це змусило країни від Австрії до Замбії закрити свої економіки і суспільства, що спричинило величезні страждання і палкі суперечки про правильний спосіб боротьби із загрозою.
Дростен визнає, що це здивувало його попри 17 років роботи над коронавірусами і знання про загрозу, яку вони становлять.
"Я не думав, що SARS повернеться таким чином: як вірус, який є одночасно смертельним і набагато більш передаються. Він вправний у зараженні клітин верхніх дихальних шляхів, звідки кашель може його вигнати, та, на відміну від ГРВІ, але, як і грип, може поширюватися до появи симптомів. Це досить дивно", - каже Дростен.
Дростен каже, що ключовою причиною успіху SARS-CoV-2 може бути крихітна частина "шпильки", білку, який сидить на поверхні вірусу і робить його схожим на корону, якщо дивитися через мікроскоп (завдяки чому коронавіруси і отримали свою назву). Спайковий білок прикріплюється до рецептора на клітинах людини, званого ангіотензинперетворювальним ферментом.
Однак перш ніж вірус зможе проникнути в клітину, необхідно розщепити частина білка. Спайковий білок SARS-CoV-2 розщеплює легше, ніж еквівалентні білки в інших коронавірусах, тому що він розвинув щось, зване сайтом багатоосновного розщеплення, яке Дростен порівнює з перфорацією на блокноті, яка полегшує відривання сторінки. Ця особливість може пояснити швидке поширення вірусу від клітини до клітини, говорить він.
Дростен і лікування від нового коронавірусу
Дростен відчуває себе як вдома, концентруючись на своїх дослідженнях і хоче, щоб вони врятували життя. У великих картонних коробках в його кабінеті лежать два ліки, які очікують "суду" в клініці. Одним з них є мезилат камостата, схвалений у Японії препарат для лікування панкреатиту, який, як виявили Дростен і інші, може запобігти проникненню як SARS-CoV, так і SARS-CoV-2 в клітини.
Інший препарат - ніклозамід, використовуваний для усунення стрічкових черв'яків і інших паразитів. У документі, опублікованому на сервері bioRxiv в цьому місяці, колега Дростена Марсель Мюллер показав, що SARS-CoV-2 втручається в процес утилізації клітин, званий аутофагією. Неясно, як саме це приносить користь вірусу, але ніклозамід протистоїть втручання.
Автори пишуть, що обробка з'єднанням знижує зростання SARS-CoV-2 в клітинній культурі на 70%. Дростен сподівається найближчим часом голосити про потребу в пацієнтах для випробування комбінації двох препаратів.