For hundrede år siden, kunne forskerne ikke forestille sig submikroskopiske partikler, så de beskrev smitstoffet som contagium vivum fluidum – en smitsom væske. I 1930’erne, var forskerne begyndt at bruge ordet virus, det latinske ord for gift, til at beskrive disse filtrerbare agenser. Virussens natur, forblev dog flygtig indtil 1935, da Wendell Stanley, en amerikansk kemiker, isolerede tobaksmosaikvirussen, der gjorde det muligt for første gang, at udføre kemiske og strukturelle studier af et renset virus. På omtrent samme tid, gjorde opfindelsen af elektronmikroskopet det muligt at se virus.
Spørgsmålet om, hvorvidt vira er levende organismer, har et tvetydigt svar. Livet kan defineres som et komplekst sæt af processer som følge af handlinger fra proteiner, specificeret af nukleinsyrer. Nukleinsyrerne i levende celler er i aktion hele tiden. Fordi virus er inaktive uden for levende værtsceller, kan de i denne forstand ikke anses for af være levende organismer. Men når vira trænger ind i en værtscelle, bliver de virale nukleinsyrer aktive og det resulterer i viral multiplikation. I denne forstand er vira levende, når de reproducerer sin i de værtsceller de inficerer. Fra et klinisk synspunkt, er vira levende, fordi de forårsager infektion og sygdomme, ligesom patogene bakterier, svampe og protozoer gør. Afhængig af ens synspunkt, kan en virus betragtes som en usædvanlig kompleks aggregering af ikke-levende kemikalier, eller som en usædvanlig simpel levende mikroorganisme.
Hvordan skal vi så definere virus? Vira blev oprindeligt skelnet fra andre smitstoffer, fordi de er usædvanligt små (filtrerbare) og fordi de er obligatoriske intracellulære parasitter – det vil sige at de obligatorisk kræver levende værtsceller for at reproducere sig. Imidlertid deles begge disse egenskaber af visse små bakterier, som for eksempel nogle rickettsia. Virus og bakterier er sammenlignet i tabel 11.1.1.
De sande kendetegn for vira er nu kendt for at vedrøre deres enkle strukturelle organisation og deres mekanisme for multiplikation. Derfor er vira enheder der:
- Indeholder en enkelt type nukleinsyre, enten DNA eller RNA.
- Indeholder en proteinkappe (undertiden selv omsluttet af en kappe af lipider, proteiner og kulhydrater), der omgiver nukleinsyren.
- Multiplicerer sig inde i levende celler ved hjælp af cellens syntetiseringsmaskineri.
- Forårsager syntesen af specialiserede strukturer, der kan overføre den virale nukleinsyre til andre celler.
Vira har få eller ingen enzymer i deres eget stofskifte; for eksempel mangler de enzymer til proteinsyntese og ATP dannelse. For at kunne reproducere sig, skal vira overtage det metaboliske maskineri hos værtscellen. Denne kendsgerning, har betydelig medicinsk betydning for udviklingen af antivirale midler, fordi de fleste medikamenter der ville interferere med den virale multiplikation også ville påvirke funktionerne hos værtscellen og derfor er for toksiske til klinisk anvendelse.
11.1.1 Værtsspektrum
Værtsspektrummet for et virus, er spektret af værtsceller, virus kan inficere. Der er vira, der inficerer vanddyr, hvirveldyr, planter, protister, svampe og bakterier. Men de fleste vira kan kun inficere bestemte celletyper hos kun en værtsart. I sjældne tilfælde, kan vira krydse artsbarrierer og dermed udvide deres værtsspektrum. I denne del beskæftiger vi os primært med virus, der kan inficere enten mennesker eller bakterier. Vira, der inficerer bakterier kaldes bakteriofager eller fager.
Det særlige værtsspektrum for en virus, bestemmes af virussens krav til dens specifikke binding til værtscellen og tilgængeligheden af cellulære faktorer inde i den potentielle vært, der kræves for viral multiplikation. For at virus kan inficere værtscellen, skal den ydre overflade af virus, kunne kemisk interagerer med specifikke receptorsteder på overfladen af cellen. De to komplementære komponenter, holdes sammen af svage bindinger, som for eksempel hydrogenbindinger. Kombinationen af mange vedhæftelses- og receptorsteder, fører til en stærk forbindelse mellem værtscelle og virus. For nogle bakteriofager, er receptorstedet en del af cellevæggen i værtscellen; i andre tilfælde, er det en del af fimbrier eller flageller. For animalske vira, findes receptorstederne på plasmamembranen for værtscellerne.
Potentialet for at bruge virus til behandling af sygdomme er spændende på grund af deres snævre værtsspektrum og deres evne til at dræbe deres værtsceller. Ideen om fagterapi – hjælp fra bakteriofager til behandling af bakterieinfektioner – har eksisteret i 100 år. Nylige fremskridt i vores forståelse af virus-til-vært interaktioner, har ført til nye studier inden for fagterapi.
Eksperimentels inducerede virale infektioner hos kræftpatienter i 1920’erne viste, at vira kan have antitumoraktivitet. Disse tumorødelæggere eller onkolytiske vira, kan selektivt inficere og dræbe tumorceller, eller forårsage et immunrespons mod tumorcellerne. Nogle vira inficerer naturligt tumorceller og andre vira kan modificeres genetisk til at inficere tumorceller. På nuværende tidspunkt er flere undersøgelser i gang for at bestemme drabsmekanismen i onkolytiske vira og sikkerheden ved brug af viral behandling.
11.1.2 Virusstørrelser
Virusstørrelser bestemmes ved hjælp af elektronmikroskopi. Forskellige vira, varierer betydeligt i størrelse. Selv om de fleste er betydeligt mindre end bakterier, er nogle af de større vira (som for eksempel vacciniavirus) omtrent på samme størrelse som nogle meget små bakterier (som for eksempel mycoplasma, Rickettsia og chlamydias). Vira er fra 20 til 1.000 nm i længden. En sammenligning af størrelsen mellem forskellige vira og bakterier, er vist i figur 11.1.2.1.
