Μόλις το βακτήριο εισέρχεται στο αίμα, απελευθερώνει ένα θανάσιμο κοκτέιλ τοξινών που εξαπλώνεται ραγδαία σε όλο το σώμα το οποίο οδηγεί σε σοβαρή βλάβη των ιστών, αιμορραγία, και αναπνευστική κατάρρευση.
Το γεγονός ότι τα σπόρια άνθρακα μπορούν να μολύνουν τον ξενιστή μέσω της εισπνοής, το έχουν κάνει ένα δημοφιλές βιολογικό όπλο τα τελευταία χρόνια.
Μερικοί άνθρωποι όμως, δείχνουν μια φυσική αντίσταση στην ασθένεια του άνθρακα, αν και οι λόγοι γι' αυτό έχουν παραμείνει σε μεγάλο βαθμό άγνωστοι. Τώρα, οι ερευνητές έχουν ανακαλύψει ότι το πόσο ανθεκτικοί είστε στις επιπτώσεις του άνθρακα πιθανόν να εξαρτάται από συγκεκριμένα στοιχεία της γενετικής κατασκευής σας. Τι επιπτώσεις έχουν αυτές οι ανακαλύψεις στη βιοάμυνα και τη βιοασφάλεια;
Η κατανόηση των μολυσματικών παραγόντων προχωράει σε ένα τέτοιο σημείο που θα μπορούσαμε σύντομα να φτιάξουμε συγκεκριμένα γενετικά-βιολογικά όπλα;
Μια γενετική βάση για την αντίσταση άνθρακα.
Τα αποτελέσματα της μελέτης για τον άνθρακα δημοσιεύονται στα πρακτικά αυτής της εβδομάδας του National Academy of Sciences, από μια ομάδα γενετιστών του Stanford με επικεφαλής ερευνητές Martchenko Μιχαήλ και ο Stanley Cohen.
Η Katherine Harmon παρέχει μια περίληψη των πορισμάτων τους:
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν κύτταρα από 234 άτομα από χώρες της Αφρικής, της Ασίας, της Ευρώπης και της Βόρειας Αμερικής των οποίων οι ιστοί έχουν ληφθεί από το πρόγραμμα HapMap, μια ελεύθερα διαθέσιμη βάση δεδομένων γονιδιώματος. Από αυτά τα κύτταρα, τα περισσότερα πέθαναν από τις επιθέσεις του βακτηρίου του άνθρακα.
Αλλά τα κύτταρα από τρία άτομα ευρωπαϊκής καταγωγής χρειάστηκαν εκατοντάδες ή και χιλιάδες φορές πιο πολύ τοξίνη άνθρακα για να σκοτωθούν.
Αυτή η συγκλονιστική διαφορά στη θνησιμότητα ήταν σίγουρα απροσδόκητη. Αλλά είτε το πιστεύετε είτε όχι, το γεγονός ότι η τοξίνη ήταν πιο θανατηφόρα σε ορισμένα κύτταρα από ό,τι ήταν για τα άλλα, από μόνη της δεν προκαλεί έκπληξη.
Το αν αυτές οι διαφορές οφείλονταν σε γενετικούς ή περιβαλλοντικούς παράγοντες ήταν ασαφές, γι αυτό η πραγματική έκπληξη ήρθε όταν οι Martchenko και Cohen κατάφεραν να εντοπίσουν το ευρύ φάσμα της ευαισθησίας του άνθρακα στη ρύθμιση ενός συγκεκριμένου γονιδίου, που ονομάζεται CMG2. (Το CMG2 κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που ελέγχει την ικανότητά του άνθρακα να έχει πρόσβαση στα ανθρώπινα κύτταρα.)
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα των ανθρώπων που ήταν συγγενείς εξέφρασαν την πρωτεΐνη CMG2 σε παρόμοιες ποσότητες, και είχαν συγκρίσιμες αντιδράσεις στην τοξίνη, γεγονός που οδηγεί τους ερευνητές στο συμπέρασμα ότι η ευαισθησία ενός ατόμου στον άνθρακα είναι στην πραγματικότητα ένα κληρονομικό γενετικό γνώρισμα.
Κατ 'επέκταση, ορισμένες εθνοτικές / γεωγραφικές ομάδες είναι πιθανό να είναι πιο επιρρεπείς στη θανατηφόρο λοίμωξη του άνθρακα από ότι άλλες.
Η μελέτη αυτή επομένως ανήκει σε μια μικρή μερίδα ερευνών που έχουν καταφέρει να προσδιορίσουν μια ισχυρή γενετική βάση για τις διακυμάνσεις στην αντίσταση στην τοξίνη από άτομο σε άτομο, και αυτό κάνει τις διαπιστώσεις της ιδιαίτερα σημαντικές στο πλαίσιο της διεθνούς βιοασφάλειας - δηλαδή για το πώς θα προστατευθούμε από ένα βιολογικό πόλεμο.
Το γιατί αυτά τα ευρήματα είναι τόσο σημαντικά στο πλαίσιο της διεθνούς ασφάλειας απαιτεί μια μικρή αναδρομή.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να καταλάβουμε είναι ότι τα βιολογικά όπλα υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό και σε πολλές διαφορετικές μορφές.
Ήδη από τον 5ο αιώνα π.Χ., έλληνες στρατιώτες είχαν μολύνει εσκεμμένα τις πηγές νερού του εχθρού τους με πτώματα ζώων.
Από το 400 π.Χ., Σκύθες τοξότες είχαν καταφέρει να φτιάξουν αποτελεσματικά όπλα χρησιμοποιώντας βιολογικούς παράγοντες, με την εμβάπτιση της άκρης από τα βέλη τους σε κόπρανα ή σάπια πτώματα, αναγνωρίζοντας ότι τα βέλη τους θα προκαλέσουν περισσότερη ζημιά αν πριν λερωθούν με ανθρώπινα απόβλητα ή με κάποιο άλλο τρόπο.
Διακόσια χρόνια αργότερα, ο Hannibal, ο θρυλικός στρατηγός των Καρχηδονίων, θα χρησιμοποιήσει επίσης βιολογικούς παράγοντες, παραγεμίζοντας μεγάλα πήλινα δοχεία με δηλητηριώδη φίδια πριν τα φορτώσει στα πλοία των εχθρών του.
Στην αρχή φάνηκε γελοίο στους αντιπάλους του Αννίβα ότι θα αγωνιστεί με πήλινα αγγεία, "σαν οι άντρες του να μην μπορούσαν να αγωνιστούν με το σπαθί", γράφει ο βιογράφος του Cornelius Nepos. "Αλλά όταν τα πλοία άρχισαν να γεμίζουν με φίδια, και είχαν ως εκ τούτου να αντιμετωπίσουν διπλό κίνδυνο, ο Hannibal νίκησε."
Κατά τη διάρκεια της ιστορίας, ο βιολογικός πόλεμος έχει εξελιχθει και μαζί οι μέθοδοι εφαρμογής του. Κατά την πολιορκία της Κάφφα το 1346, οι δυνάμεις των Μογγόλων πιστεύεται ότι χρησιμοποίησαν τεράστιες μηχανές για να ρίξουν πτώματα με πανούκλα πάνω από τα τείχη της καλά φυλαγμένης πόλης.
"Τα πτώματα θα μπορούσαν εύκολα να μεταδόσουν πανούκλα", όπως γράφει ο Mark Wheelis - ένα ιστορικός του βιολογικού πολέμου και μικροβιολόγος στο UC Davis. Και συνεχίζει:
"Η επαφή με το μολυσμένο υλικό είναι γνωστός μηχανισμός μετάδοσης. Για παράδειγμα, ανάμεσα σε 284 περιστατικά πανώλης στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1970-1995, το 20% ήταν πιθανά από την άμεση επαφή. Η μετάδοση αυτή θα ήταν ιδιαίτερα πιθανή στην Κάφφα, όπου τα πτώματα θα ήταν άσχημα παραμορφωμένα από την εκτόξευση, και πολλοί από τους υπερασπιστές πιθανώς να είχαν κοπεί ή να είχαν πληγές στα χέρια από την αντιμετώπιση του βομβαρδισμού".
Αυτή η πράξη του βιολογικού πολέμου, καταλήγει ο Wheelis, "φαίνεται να έχουν θεαματική επιτυχία στην παραγωγή θυμάτων".
Οι τακτικές αυτές του βιολογικού πολέμου είχαν εφαρμοστεί εκατοντάδες χρόνια πριν γίνει γνωστή η θεωρία της μικροβιακής νόσου από τις εκατοντάδες, ακόμη και χιλιάδες χρόνια.
Ασφαλώς, όλα αυτά τα παραδείγματα, διεξήχθησαν πριν πάρα πολύ καιρό. Η κατανόηση των βιολογικών παραγόντων και πώς επηρεάζουν το σώμα έχει διανύσει πολύ δρόμο από τότε που εκσφενδονίζαν πτώματα πάνω από τα τείχη της πόλης, έτσι δεν είναι; Απολύτως. Αλλά με πολλούς τρόπους, η σχέση της ανθρωπότητας με τα βιολογικά όπλα, ορίζεται από την έλλειψη κατανόησης, ακόμη και σήμερα. Σκεφτείτε, για παράδειγμα, ότι ένα από τα σημαντικότερα εμπόδια που αντιμετωπίζει η αποτελεσματική εφαρμογή του βιολογικού πολέμου είναι το θέμα της εξειδίκευσης στόχων - ή, μάλλον, η απουσία της.
"Μεταξύ των όπλων μαζικής καταστροφής, τα βιολογικά όπλα, είναι πιο καταστροφικά από ό, τι είναι τα χημικά όπλα, συμπεριλαμβανομένου του φυσικού αερίου νεύρων", γράφει ο David Siegrist, ένας καθηγητής της βιοάμυνας στο Πανεπιστήμιο George Mason, σε άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Emerging Infectious Diseases.
"Σε ορισμένες περιπτώσεις," συνεχίζει ο Siegrist, " τα βιολογικά όπλα μπορεί να είναι
τόσο σαρωτικά, όσο τα πυρηνικα. Λίγα κιλά άνθρακα μπορούν να σκοτώσουν τόσους ανθρώπους όσους τα πυρηνικά όπλα στη Χιροσίμα".
Η δυνατότητά τους να εξαλείψουν χιλιάδες ανθρώπους αφήνοντας άθικτες τις υποδομές οδήγησε κάποιους να αναφέρονται στα βιολογικά όπλα ως "η βόμβα νετρονίων του φτωχού".
Αλλά αυτά τα ισχυρά όπλα διαφέρουν σε ένα λεπτό αν και κρίσιμο σημείο: τα πυρηνικά όπλα έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να προσφέρουν μαζική καταστροφή. Σε αντίθεση, η εκτεταμένη επιδημία - το είδος που προκύπτει από ένα βιολογικό όπλο - ορίζεται από την έλλειψη σχεδιασμού από την πλευρά της ανθρωπότητας, από την ολοκληρωτική αδυναμία μας να την καθοδηγήσουμε σύμφωνα με την θέληση μας.
Τι μας επιφυλάσσει το μέλλον;
Ερώτημα το οποίο μας φέρνει πίσω στο γιατί οι ανακαλύψεις του Martchenko και των συνάδελφων του είναι τόσο σημαντικές στο πλαίσιο της διεθνούς βιοασφάλειας.
Μιλώντας για τις επιπτώσεις των αποτελεσμάτων τους, σημειώνουν οι ερευνητές:
Τα ευρήματά μας, τα οποία αποκαλύπτουν το μέγεθος των γενετικά καθορισμένων διαφορών στην ευαισθησία έναντι της τοξίνης μεταξύ των κυττάρων από διαφορετικά άτομα, προτείνει μια ευρέως εφαρμόσιμη προσέγγιση για τη διερεύνηση της ευαισθησία στους παθογόνους οργανισμούς σε διαφορετικούς ανθρώπινους πληθυσμούς.
Οι έρευνες αυτές θα μπορούσαν να μας δώσουν πληροφορίες για την εικανότητά μας να καθορίσουμε ποια μέλη του πληθυσμού είναι πιο πιθανό να αρρωστήσουν μετά από έκθεση σε κάποιο βιολογικό όπλο.
Από τη μία πλευρά, αυτό είναι το είδος των πληροφοριών που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ένας βιοτρομοκράτης για να προκαλέσει βλάβη σε ένα συγκεκριμένο υποσύνολο των ανθρώπων - κάτι που μερικές φορές αναφέρεται ως εθνοτικό ή βιογενετικό όπλο. Σε ένα τμήμα της συνέντευξη Τύπου που πραγματοποιήθηκε το 1997, ο τότε Υπουργός Άμυνας William S. Cohen περιέγραψε τέτοια όπλα ως πιθανό κίνδυνο, παρατηρώντας ότι υπάρχουν "πολλα έξυπνα μυαλά εκεί έξω που η δουλειά τους είναι η εξεύρεση τρόπων με τους οποίους μπορούν να προκαλέσουν τρόμο στα άλλα έθνη".
Από την άλλη πλευρά, αυτό το είδος των πληροφοριών μπορεί επίσης να αποδειχθεί εξαιρετικά χρήσιμο για όσους εργάζονται για να βελτιώσουν την ικανότητά μας να αμυνθούμε ενάντια σε θανατηφόρα παθογόνα όπως είναι ο άνθρακας.
Η ανακάλυψη αυτή, σημειώνει ο Relman, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, "θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων στρατηγικών θεραπείας, ίσως αναστέλλοντας την αλληλεπίδραση μεταξύ της τοξίνης και του υποδοχέα".
"Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να παρέχουν ένα δυνατό μέσο για την πρόβλεψη του ποιοί είναι πιθανό να αρρωστήσουν σοβαρά μετά την έκθεση, το οποίο θα μπορούσε να είναι εξαιρετικά χρήσιμο όταν ερχόμαστε αντιμέτωποι με ένα μεγάλο αριθμό ανθρώπων που έχουν εκτεθεί".
Οπότε ποιο είναι το αποτέλεσμα όλων αυτών; Εάν τα ευρήματα του άνθρακα που δημοσιεύθηκαν στο PNAS αυτή την εβδομάδα μας έφεραν ένα βήμα πιο κοντά σε ένα μέλλον όπου η παραγγελία βιογενετικών όπλων είναι μια πραγματικότητα, έχει μειωθεί επίσης το χάσμα που μας χωρίζει από την αποτελεσματική άμυνα κατά των όπλων αυτών.
Τα ευρήματα των ερευνητών δημοσιεύθηκαν στο τελευταίο τεύχος του PNAS.
io9 Απόδοση από την ψείρα