Մրցանակ ViroChip-ի համար. Ջոզեֆ Դերիզի

Սան Ֆրանցիսկոյի ԿալիՖոռնիայի համալսարանի պրոֆեսոր, Հովարդ Հյուգսի բժշկական ինստիտուտի կենսաքիմիկոս և մոլեկուլային կենսաբան Ջոզեֆ Դերիզին իր ստացած մրցանակներից ու պարգևներից ամենաթանկը համարում է «Heinz Award» պարգևը:

Եվ ոչ միայն այն պատճառով, որ դա գիտության աշխարհում ամենահեղինակավոր պարգևներից մեկն է, այլև այն բանի համար, որ դրանով նա պարգևատրվել է այն նվաճման համար, որը կարևորագույն  ներդրում է համարվում մարդկանց առողջության պահպանման ոլորտում. և ոչ միայն մարդկանց, նաև` ողջ Երկրագնդի:

… Ութ տարի առաջ Ջոզեֆն ու գործընկերը` Դեյվ Յանգը  լաբորատոր փորձերի ընդմիջումներից մեկի ժամանակ քննարկում էին, թե ինչպես են բացահայտվել վիրուսները, ինչպես են դրանք հայտնաբերում և ճանաչում ժամանակակից վիրուսաբանները:  Այդ ժամանակներում վիրուսային բնույթ ունեցող հիվանդության անհայտ հարուցչի տեսակը որոշելու համար 10-20 տարի էր պետք լինում, հսկայական միջոցներ էին ծախսվում, թանկարժեք ու բարդ սարքավորումներ կիրառվում, այդ թվում, եզակի էլեկտրոնային մանրադիտակներ:  

Դերիզին այն ժամանակ Սթենֆորդի համալսարանի ասպիրանտ էր և զբաղվում էր միկրոպանելներով, որոնց վրա ամրացված էին ԴՆԹ հատվածները (հիշեցնենք, որ դրանք ժառանգական կառուցվածքներ են, որոնք պարունակվում են ամեն մի կենդանի օրգանիզմի բջիջներում), որոնք հաճախ անվանում են ԴՆԹ-չիփեր: Դրանք հնարավորություն են տալիս ստեղծել տարբեր տեսակի կենսաբանական թեստեր և լայնորեն կիրառվում են քաղցկեղի հայտնաբերման և նոր դեղորայքի ստեղծման համար գենետիկական հետազոտություններում: 

Բայց չէ որ այդ հասարակ սարքերը կարող են նույնականացնել վիրուսները, մտածեցին երիտասարդ գիտնականները: Նրանք ապակե շերտի վրա երբևէ հայտնաբերված վիրուսների ԴՆԹ-ի ավելի քան 20 000 ոչ մեծ հատվածներ տեղադրեցին  և այն անվանեցին ViroChip: Հետո Ջոզեֆը, որ հավասարապես հիանալի գիտելիքներ ունի և կենսաբանությունից, և համակարգչային ծրագրերից, նախագծեց ու մի ռոբոտ սարքեց, որն այդ չիպերը պատրաստում է անհրաժեշտ քանակությամբ և ծրագիր գրեց ճանաչման գործընթացի ավտոմատացման համար:

Ահա ինչպես է դա կատարվում: Պացիենտից առաջին հերթին վերցվում է մի քիչ ժառանգական նյութ, որը նշվում է ֆլուորեսցենտային ներկով: Հետո այդ նյութը տեղադրվում է վիրուսային չիպի վրա: Քանի որ կենդանի օրգանիզմներում ԴՆԹ –ի շղթաները ձգում են միմյանց, կրկնակի շղթաներ ձևավորելով, չիպի վրա գտնվող ԴՆԹ-ի ինչ-որ հատվածի համապատասխանությունը հետազոտվող կենսաբանական նմուշի համանման հատվածի հետ հանգեցնում է վերջինի լույս  արձակելուն: Որով հետազոտողը կարողանում է որոշել թե ինչ վիրուսի հետ գործ ունի: Իսկ համակարգչի շնորհիվ այդ փորձը հնարավոր է կատարել միաժամանակ հազարավոր վիրուսների հետ:   

Շատ կարևոր է, որ ViroChip–ի օգնությամբ հնարավոր է գտնել նաև գիտությանը անհայտ նոր վիրուսներ: Այդ հնարավորությունը հիմնվում է այն հանգամանքի վրա, որ վիրուսները բազմանալու, ինչպես նաև ժառանգականության,  փոփոխականության, շրջակա միջավայրի փոփոխվող պայմաններին հարմարվելու հատկություն ունեն և, վերջապես, ենթակա են կենսաբանական էվոլյուցիայի, որն ապահովվում է բնական կամ արհեստական ընտրությամբ: 

Վիրուսների էվոլյուցիոն ծառն ուսումնասիրելիս կարելի է գտնել դրանց գենոմի մասնիկները, որոնք չեն փոփոխվել իրենց ողջ գոյության ընթացքում: Այսպիսով, կարելի է ճանաչել անհայտ վիրուսը, չիպի վրայի գենոմի այդ փոքրիկ անփոփոխ կտորը  նույնականացնելով:

Հենց այդ էլ Ջոզեֆ Դերիզին և նրա գործընկերները  կատարեցին 2003թ-ին ատիպիկ թոքաբորբի (Severe Аcute Respiratory Syndrome — SARS)հետ կապված: Նրանք հենց նոր էին ստեղծել ViroChip –ի լրիվ տարբերակը, երբ թերթում կարդացին այդ անհասկանալի հիվանդության մասին:  

Հետազոտողները դիմեցին Հիվանդությունների հսկողության ազգային կենտրոն, (CDC) խնդրելով, որ իրենց ուղարկեն հիվանդության հարուցիչ վիրուսի նմուշները: Հենց որ նրանք ստացան  այդ նմուշները, անմիջապես տեղադրեցին չիպի վրա: Մեկ օր էլ չանցավ, երբ խումբը հայտարարեց նոր կորոնովիրուսի բացահայտման մասին:

«Մենք մեր բացահայտումը հաստատեցինք այդ վիրուսի գենոմի վերլուծությամբ,- պատմել է Դերիզին: - Կենսաբանության պատմության մեջ նման բան նախկինում չէր եղել: Դա հնարավոր չէր անել նույնիսկ 5 տարի առաջ: Եվ այժմ, ես կարծում եմ, այլևս ոչ մի այնպիսի վիրուսային համաճարակ չի բռնկվի, որը մենք չկարողանանք անմիջապես, մի քանի օրվա ընթացքում, չբացահայտել»:

Իհարկե, դա չի նշանակում, որ այն անմիջապես կհայտնաբերվի ու կբուժվի: Բայց հնարավոր կլինի առանձնացնել այդ վիրուսակիր մարդկանց առողջ մարդկանցից: Միևնույն ժամանակ, եթե կա հուսալի ախտորոշիչ մեթոդ, կարելի է կանխարգելել հիվանդության հետագա տարածումը: Հենց այդպես էլ հսկողության տակ վերցվեց ատիպիկ թոքաբորբը:

Այդ հաջողությունից հետո Դերիզիի խմբի օգնությանը դիմեցին Իսրայելից ու Ֆլորիդայից անասնաբույժները, խնդրելով օգնել ճանաչել այն հիվանդությունը, որը 30 տարուց ավելի անխնա խլում է թութակների և այլ էկզոտիկ թռչունների կյանքը: Թռչնային հիվանդությունների մասնագետները կասկածում էին, որ գործ ունեն անհայտ վիրուսի հետ: Հենց որ ինստիտուտում ստացան հիվանդ ավստրալիական և արա ցեղատեսակների թութակների հյուսվածքների նմուշները և տեղադրեցին ViroChip –ի վրա, պարզվեց, որ նրանց արյան մեջ ՙբնակություն է հաստատել՚ բորնովիրուսը, որը լինում է ձիերի և ընտանի կենդանիների մոտ, բայց նախկինում երբեք չի հանդիպել թռչունների մոտ:

Պարզվեց, որ այդ վտանգավոր հարուցիչը 50 ցեղատեսակի տնային և վայրի թութակների մոտ  շատ վարակիչ հիվանդություն է առաջացնում, այն ուղեկցվում է նյարդային համակարգի գործառույթի խանգարմամբ, որը թույլ չի տալիս թռչուններին կուլ տալ ու մարսել սնունդը: Հասկանալի է, որ դա հանգեցնում է թռչունների հյուծմանն ու արագ ոչնչացմանը:  

Ինչպես  ատիպիկ թոքաբորբի ժամանակ, այս դեպքում էլ ստացված  ախտորոշումը հնարավորություն տվեց արագ առանձնացնել հիվանդ թռչուններին առողջներից: Ճիշտ է, վարակվածներին այլևս փրկել հնարավոր չէր, բայց անասնաբույժներն էլ վերջապես հնարավորություն ստացան կանխարգելել համաճարակի հետագա տարածումը: 

Այժմ Դերիզիի խումբը ԴՆԹ-նմուշներով միկրոչիպերը օգտագործում է մալարիայի հետազոտություններում: Այս ինֆեկցիոն հիվանդության հարուցիչը ոչ թե վիրուսն է, այլ մոծակների միջոցով փոխանցվող միաբջիջ մակաբույծը: Այնուամենայնիվ, գիտնականները նաև դրա համար չիպ պատրաստեցին: Այն իրենից ներկայացնում է տվյալ օրգանիզմի գենոմը, որը բաղկացած է 6000 գենից: Հետո հետազոտողները մեծ քանակությամբ հարուցիչ աճեցրին մարդկային արյուն լցված անոթների մեջ, քանի որ մալարիայի բոլոր կլինիկական ախտանշանները դրսևորվում են միայն մակաբույծի մարդու արյան բջիջների մեջ անցնելուց հետո: Օգտագործելով չիպը, կենսաբանները կարողացան հասկանալ, թե ինչ գենետիկական ծրագրով  են այդ միկրոօրգանիզմները կառավարվում  վարակելու պահին, և ստացած տվյալները փոխանցեցին պատվաստանյութ և անհրաժեշտ դեղորայք մշակող մասնագետներին: 

Հետաքրքիրն այն է, որ գյուտի հեղինակները այն չեն արտոնագրել, որոշելով այն համընդհանուր սեփականություն դարձնել: Նրանք հիանալի հասկանում են, որ իրենց տեխնոլոգիայի անվճար օգտագործումը մարդու առողջության համար մղվող պայքարում առավել արագ զարգացում կապահովի: 

Եվ նրանց նպատակն էլ հենց այդ է: 

Իսկ Ջոզեֆ Դերիզին իր 250 000 դոլար պարգևավճարը ներդրել է ինֆեկցիոն հիվանդությունների, այդ թվում և մալարիայի հատուկ հետազոտական նախագծերում և  վճարել է դուստրերի քոլեջի ուսման վարձը: Գուցեև նա հույս ունի, որ դուստրերը կշարունակեն իր սկսած գործը:    

Ջոզեֆ Դերիզին ձեռքին պահել է ապակու կտոր, որի վրա են գիտությանը հայտնի բոլոր վիրուսները: Յուրաքանչյուր գենետիկական նմուշ ապակու վրա առանձին կետի տեսքով է: Դրանք ճանաչում են ժամանակակից վիրուսաբանները:  

Հարցեր, պատասխաններ, մեկնաբանություններ