Januarja 1914 se je nemški mikrobiolog prof. Walter Kruse odločil izvesti na prvi pogled nenavaden eksperiment. Svojega prehlajenega asistenta dr. Hilgerja je prosil, če lahko v znanstvene namene daruje nekaj tekočine, ki mu je curljala iz nosu. Izcedek je nato razredčil v fiziološki raztopini in s pomočjo filtra očistil. Zatem je nekaj drobcev te tekočine kapnil na nosove dvanajstih kolegov z inštituta in štirje med njimi so dejansko dobili prehlad. Ko je bil Hilger 15. junija ponovno prehlajen, sta s Krusejem poskus ponovila še na študentih. Šestintridesetim sta na nosove nanesla kapljice okužene raztopine, devetindvajset študentov in sedem uslužbencev inštituta pa je sodelovanje pri poskusu zavrnilo. Med okuženimi jih je kar petnajst zbolelo, v kontrolni skupini tistih, ki so okužbo zavrnili, pa le eden.

Kruse je o svojih dognanjih že nekaj dni zatem poročal na kongresu v Leipzigu, sredi julija pa je objavil tudi članek. Zaključil je, da prehlad zelo verjetno povzročajo mikroskopski virusi, ki so manjši od prepustnosti uporabljenega filtra. Vendar je Evropo že nekaj tednov zatem zajela prva svetovna vojna, zato študije niso nadaljevali. Šele nekaj let pozneje je hipotezo o virusih kot vzroku prehlada dokončno potrdil Američan Alphonse Dochez. Pokazal je namreč, da tudi kužna tekočina iz nosu prehlajenih ljudi, ki ji s filtri odstranimo vse bakterije, še vedno povzroči okužbo. Takrat je postalo povsem jasno, da so povzročitelji prehlada dejansko virusi.

Celico prisilijo, da izdeluje kopije virusov

A znanstveniki so potrebovali še več desetletij, da so ugotovili, kateri virusi natančno povzročajo prehladna obolenja. Poimenovali so jih humani rinovirusi in so zelo preprosti, saj imajo zgolj deset genov. Vendar je že to dovolj, da človeštvu povzročajo nemalo težav, ko se razmnožijo v dihalih in ustni votlini. (Simptome prehlada lahko povzročijo tudi drugi virusi, a rinovirusi so najbolj pogosti.)

Človeški rinovirusi se prenašajo preko smrkanja in nosnih izcedkov, kot je dokazal že Kruse s svojimi eksperimenti. Prehlajeni si z roko brišejo nosove, nato pa prijemajo kljuke ali se rokujejo z drugimi, pri čemer se virusi prenašajo na nove gostitelje. Praviloma človeka okužijo skozi nos, napadejo tamkajšnje celice, nakar se lahko premaknejo tudi v grlo in pljuča. Celico, v katero se naselijo, prisilijo, da začne izdelovati njihove kopije. Ko se v celici virusi dovolj namnožijo, celica poči, novonastali virusi se iz celice sprostijo in v številčno okrepljeni obliki nadaljujejo svoj kužni pohod.

Vendar pa pri rinovirusih ključne težave ne povzroča sam kužni pohod, ki dejansko okuži le malo celic, temveč je za naše slabo počutje kriv predvsem naš imunski odziv na napad rinovirusov. Okužene celice namreč sprostijo posebne signalne molekule, imenovane citokini, ki privabijo obrambne imunske celice. Kopičenje teh celic nato povzroči vnetni odziv, ki ga zaznamo kot tipičen primer prehlada. Da prebolimo prehlad, tako ni dovolj le, da naš imunski sistem prepreči nadaljnje širjenje virusa, ampak se mora pomiriti tudi protinapad našega imunskega sistema.

Človeški rinovirusi imajo nekaj skupnih genov, ki se skozi čas skorajda ne spreminjajo, po drugi strani pa prihaja zelo hitro do sprememb na nekaterih drugih delih genoma teh virusov. In prav ti hitro spreminjajoči se deli genoma so zaslužni za to, da naš imunski sistem ne zna razviti učinkovite obrambe, ki bi nas enkrat za vselej zaščitila pred prehladi. Ko naše telo razvije protitelesa, ki se vežejo na eno izmed različic rinovirusov, se proti tej različici lahko učinkovito obranimo, a taka obramba je nemočna proti rinovirusom, na katere se tem protitelesom ne uspe pripeti.

Raziskovalci poskušajo zato razviti način, da bi kot tarčo za zdravila ali cepiva ugrabili nespremenljivo genetsko jedro vseh rinovirusov. Če pride namreč do mutacije v tem delu, virus propade. Po drugi strani pa nekateri imunologi opozarjajo, da nam okužbe s prehladnimi virusi morda celo koristijo, saj kar štirideset odstotkov ljudi, ki so okuženi z rinovirusi, ne kaže nobenih simptomov prehlada. Humani rinovirusi lahko naš imunski sistem naučijo, da ne odreagira pretirano na nepomembne male okužbe. Otroci, katerih imunski sistem se uči odziva na blažje oblike virusnih in bakterijskih okužb, imajo kasneje manj težav z alergijami in podobnimi boleznimi, ki jih povzroča neustrezen odziv imunskega sistema.

Nekoliko drugačno strategijo kot rinovirusi imajo človeški papilomavirusi, ki so med drugim krivi tudi za pojav bradavic.

K delitvi prisilijo celico gostiteljico

V sedemdesetih letih dvajsetega stoletja je nemški raziskovalec Harald zur Hausen raziskoval hipotezo, da prav papilomavirusi povzročajo tumorje na materničnem vratu. Dolga leta je preučeval dedni material tumorjev, a šele leta 1983 mu je uspelo v tumorju odkriti genetski material papilomavirusov. V nadaljnjih raziskavah je v biopsijah odkril več različnih sevov papilomavirusov, do danes pa je identificiranih že približno sto različnih sevov človeških papilomavirusov, ki jih s kratico imenujemo kar HPV (Human Papillomavirus). Za svoja odkritja je Harald zur Hausen leta 2008 prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino.

Če so rinovirusi nadloga, ki povzroča izostanke od dela in slabo počutje, pa so papilomavirusi bistveno bolj nevarni. Tumorji, ki jih povzroča virus HPV, so tretja najbolj pogosta oblika raka pri ženskah, takoj za pljučnim rakom in rakom dojke.

Virus HPV je specializiran za okužbo epitelnih celic, ki gradijo zgornjo plast kože in sluznic. Ko virus okuži celico, nima enake strategije kot rinovirus, njegov cilj ni takojšnje množenje in uničenje celice gostiteljice. V začetni fazi virus HPV celico prepriča, naj se sama bolj pogosto razmnožuje. Skupaj z množenjem okuženih celic gostiteljic pa se posredno množi tudi sam virus HPV.

A pospeševanje delitve celice ni preprosto opravilo, še posebej za virus z zgolj osmimi geni. Virus HPV v zapleten proces delitve človeške celice posega le na nekaj mestih, tako da proces pospeši, ne da bi pri tem celica odmrla. Ko se celica iz nižjih plasti kože sčasoma povzpne na površino, virus HPV to zazna in spremeni svojo strategijo. Sedaj ne pospešuje več deljenja celice, ampak vklopi mehanizem izdelave čim večjega števila kopij virusa. Ko se takšna okužena celica na površju kože na podoben način kot pri rinovirusih odpre, se sprosti množica virusov, ki gredo v lov na nove potencialne gostitelje.

Pri večini ljudi virusi HPV mirno sobivajo s svojim gostiteljem. Človeško telo namreč hitro rastoče okužene celice praviloma uspešno ustavi, še preden začno povzročati težave. V redkih primerih, ko zaradi genetskih motenj tovrsten mehanizem obrambe ne deluje, pa lahko taka nenadzorovana rast kožnih celic pripelje do velikega števila kožnih izrastkov, ki lahko podobo posameznika povsem deformirajo. Leta 2008 so Indonezijcu Dedeju Koswari odstranili s telesa za kar šest kilogramov kožnih izrastkov, o njegovem primeru pa je bilo posnetih tudi nekaj dokumentarnih filmov.

Kot kažejo raziskave, papilomavirusi sobivajo s svojimi gostitelji že na stotine milijonov let. Večinoma gre za mirno sobivanje, ki pa se v določenih primerih lahko poruši. Po eni izmed raziskav ima šestdeset odstotkov človeške populacije protitelesa proti HPV, kar pomeni, da je bil njihov imunski sistem vsaj enkrat v življenju v stiku z virusom.

Vsakič, ko se celica deli, obstaja majhna verjetnost, da bo prišlo do napake oziroma mutacije. Če se mutacija slučajno pojavi v genu, ki regulira ciklus celične delitve, lahko pride do hujših težav. Taka celica lahko postane rakava, če se začne v neskončnost nekontrolirano deliti. Težava z virusom HPV je, da pospešuje deljenje celic in tako povečuje možnost za nastanek mutacij. Če začno celice rasti tako hitro, da jih mehanizmi kontrole v telesu ne zmorejo več ustaviti, pride do nastanka tumorja.

Zadnje leta je na voljo cepivo proti okužbi z virusom HPV. V njem so deli ovojnice nekaterih najbolj pogostih različic virusa. S cepivom imunski sistem naučimo, da vnaprej prepozna najbolj tipične oblike papilomavirusa in ga tako uniči, še preden bi začel povzročati škodo.