Cum apar mutațiile, merită să așteptăm o nouă tulpină de coronavirus?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

În octombrie anul trecut, undeva în India, o persoană care este probabil imunocompromisă s-a îmbolnăvit de COVID-19. Cazul lui s-ar putea să fi fost ușor, dar din cauza incapacității corpului său de a scăpa de coronavirus, a zăbovit și s-a înmulțit. Pe măsură ce virusul s-a replicat și s-a mutat de la o celulă la alta, bucăți de material genetic s-au copiat incorect. Cu acest virus modificat, i-a infectat pe cei din jur.

Așa a apărut, potrivit oamenilor de știință, tulpina Delta de coronavirus, care face ravagii în întreaga lume și aduce un număr imens de vieți în fiecare zi. În timpul pandemiei de COVID-19, au fost deja identificate mii de variante ale acestui virus, dintre care patru sunt considerate „de îngrijorare” - Alpha, Beta, Gamma și Delta.

Cea mai periculoasă dintre ele este Delta, conform unor rapoarte este cu aproximativ 97% mai infecțioasă decât coronavirusul inițial, care a apărut în 2019 la Wuhan. Dar, pot exista tulpini chiar mai periculoase decât Delta? Înțelegerea modului în care apar mutațiile va ajuta să răspundeți la întrebare.

Coronavirusurile sunt mai susceptibile la mutații decât alte viruși

O astfel de întorsătură a evenimentelor ca în India nu a fost o surpriză pentru microbiologi. Desigur, ei nu puteau prezice unde și când va apărea un virus și mai mortal și dacă se va întâmpla deloc, dar posibilitatea unei mutații periculoase a fost pe deplin admisă. Potrivit lui Bethany Moore, președintele Departamentului de Microbiologie și Imunologie de la Universitatea din Michigan, de fiecare dată când un virus intră într-o celulă, acesta își reproduce genomul pentru a se răspândi în alte celule.

Mai mult decât atât, coronavirusurile își copiază genomul mai neglijent decât oamenii, animalele sau chiar alți agenți patogeni. Adică, în procesul de copiere a propriilor coduri genetice, fac adesea greșeli, ceea ce duce la mutații. Deși, există viruși care mută chiar mai des decât coronavirusul, de exemplu gripa. Acest lucru se datorează faptului că ARN-ul coronavirusurilor conține o enzimă de corectare care este responsabilă pentru dubla verificarea copiilor. Prin urmare, cel mai adesea sub ce formă intră într-o persoană, în acest fel vine de la el.

Cu toate acestea, după cum spun epidemiologii, pentru a provoca pagube ireparabile lumii, nu sunt necesare multe copii copiate incorect. Virușii care se transmit prin picături în aer, de exemplu, în timpul unei conversații, se răspândesc mult mai repede decât cei care se transmit pe cale sexuală, prin sânge sau chiar tactil. În plus, astfel de viruși prezintă un alt pericol - o persoană infectată îl poate transmite și chiar și versiunea sa mutantă, chiar înainte de a ști despre infecția sa.

Mutațiile individuale ale coronavirusului sunt mai puțin periculoase decât evoluția convergentă

Majoritatea mutațiilor fie ucid virusul de la sine, fie mor din cauza lipsei de răspândire, adică purtătorul îl transmite unui număr mic de persoane care izolează și împiedică răspândirea virusului în continuare. Dar când se creează un număr mare de mutații, unele dintre ele reușesc accidental să „scape” dintr-un cerc limitat de purtători, de exemplu, dacă o persoană infectată vizitează un loc aglomerat sau un eveniment cu un număr mare de participanți.

Cu toate acestea, potrivit lui Vaughn Cooper, profesor de microbiologie și genetică moleculară, oamenii de știință se tem cel mai mult nici măcar de o mutație a unui virus, ci de schimbări similare care apar în multe variante independente. Astfel de schimbări fac întotdeauna virusul mai perfect din punct de vedere al evoluției. Acest fenomen se numește evoluție convergentă.

De exemplu, în toate tulpinile menționate mai sus, mutația a avut loc într-o parte a proteinei spike (proteina spike). Aceste proeminențe ajută virusul să infecteze celulele umane. Deci, ca urmare a mutației D614G, un tip de aminoacid (numit acid aspartic) a fost înlocuit cu glicină, ceea ce a făcut virusul mai infecțios.

O altă mutație comună, cunoscută sub numele de L452R, transformă aminoacidul leucina în arginină, din nou în proteina spike. Având în vedere că mutația L452 a fost observată în mai mult de o duzină de clone individuale, se poate concluziona că oferă un avantaj important coronavirusului. Această presupunere a fost confirmată recent de cercetători după ce au secvențiat sute de mostre ale virusului. Mai mult, așa cum sugerează oamenii de știință, L452R ajută virusul să infecteze oamenii cu o anumită imunitate la coronavirus.

Deoarece proteina spike a fost esențială pentru dezvoltarea vaccinurilor și a tratamentelor, oamenii de știință au efectuat cea mai mare cantitate de cercetări pentru a studia mutațiile acesteia. Dar, unii oameni de știință cred că doar studiul mutațiilor în proteina spike nu este suficient pentru a înțelege virusul. În special, această opinie este împărtășită de Nash Rochman, expert în virologie evolutivă.

Rohman este co-autor al unui articol recent care afirmă că, deși proteina spike este un element important al virusului, există și o altă parte, la fel de importantă, care se numește proteina nucleocapside. Este o acoperire care înconjoară genomul ARN al virusului. Potrivit omului de știință, aceste două domenii pot lucra împreună. Adică, o variantă cu o mutație în proteina spike fără nicio modificare a proteinei nucleocapside se poate comporta destul de diferit față de o altă variantă care are mutații în ambele proteine.

Un grup de mutații care lucrează în comun se numește epistasis. Simulările efectuate de Rohman și colegii săi arată că un grup mic de mutații în diferite puncte pot ajuta virusul să scape de anticorpi și, astfel, să facă vaccinurile mai puțin eficiente.

Amenințarea unei mutații periculoase a coronavirusului va rămâne până la sfârșitul pandemiei

Cea mai mare îngrijorare a oamenilor de știință este faptul că apar mutații care sunt rezistente la vaccinare. Toate vaccinurile își arată în prezent eficacitatea. Cu toate acestea, cea mai recentă variantă Mu s-a dovedit deja a fi mult mai rezistentă la ele decât toate tulpinile anterioare, inclusiv varianta Delta.

Având în vedere că o mică parte din populația lumii este încă vaccinată, virusul nu are nevoie în mod special de o mutație capabilă să depășească complet sistemul imunitar. Experții cred că este mai ușor pentru virus să găsească modalități noi și mai bune de a infecta miliarde de oameni care nu au încă imunitate.

Cu toate acestea, nimeni nu știe ce mutații urmează și cât de multe daune pot provoca. Având în vedere perioada lungă de incubație, un virus cu o mutație periculoasă poate supraviețui și se poate dispersa în jurul planetei, chiar dacă își are originea într-o zonă slab populată.

Înțelegând problema mutațiilor, este important să înțelegem un lucru - acestea apar atunci când există replicare virală. Mutațiile care apar în acest an în diferite țări sunt motivul pentru care pandemia nu este încă sub control. Adică, cu cât o pandemie este mai puternică, cu atât apar mai multe mutații, care, la rândul lor, contribuie la o răspândire și mai mare a virusului. Prin urmare, cea mai bună modalitate de a preveni apariția unor tulpini viitoare, mai periculoase, este limitarea numărului de replicări. În acest moment, vaccinarea ajută în acest sens, precum și respectarea măsurilor preventive.