Kako nastaju mutacije, isplati li se čekati novi soj koronavirusa?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

U oktobru prošle godine, negdje u Indiji, osoba koja je vjerovatno imunokompromitovana razboljela se od COVID-19. Možda je njegov slučaj bio blag, ali zbog nemogućnosti njegovog tijela da se oslobodi od koronavirusa, on se zadržao i umnožio. Kako se virus umnožavao i kretao iz jedne ćelije u drugu, dijelovi genetskog materijala su se pogrešno kopirali. Ovim modificiranim virusom zarazio je one oko sebe.

Tako je, prema tvrdnjama naučnika, nastao Delta soj koronavirusa, koji pravi haos širom svijeta i svakodnevno odnosi ogroman broj života. Tokom pandemije COVID-19 već su identifikovane hiljade varijanti ovog virusa, od kojih se četiri smatraju "zabrinjavajućim" - Alfa, Beta, Gama i Delta.

Najopasnija od njih je Delta, prema nekim izvještajima je oko 97% zaraznija od originalnog koronavirusa, koji se pojavio 2019. godine u Wuhanu. Ali, može li biti još opasnijih sojeva od Delte? Razumijevanje načina na koji nastaju mutacije pomoći će odgovoriti na pitanje.

Koronavirusi su podložniji mutacijama od drugih virusa

Ovakav razvoj događaja kao u Indiji nije bio iznenađenje za mikrobiologe. Naravno, nisu mogli predvidjeti gdje i kada će se pojaviti još smrtonosniji virus i da li će se to uopće dogoditi, ali je mogućnost opasne mutacije u potpunosti priznata. Prema Bethany Moore, predsjednici Odsjeka za mikrobiologiju i imunologiju na Univerzitetu u Michigenu, svaki put kada virus uđe u ćeliju, on replicira svoj genom kako bi se proširio na druge ćelije.

Štoviše, koronavirusi bezbrižnije kopiraju svoje genome od ljudi, životinja ili čak nekih drugih patogena. Odnosno, u procesu kopiranja vlastitih genetskih kodova često griješe, što dovodi do mutacija. Mada, postoje virusi koji mutiraju i češće od koronavirusa, na primjer gripa. To je zato što RNA koronavirusa sadrži enzim za lekturu koji je odgovoran za dvostruku provjeru kopija. Stoga, najčešće u kakvom obliku uđe u osobu, na taj način dolazi od njega.

Međutim, kako epidemiolozi kažu, da bi se nanijela nepopravljiva šteta svijetu, mnoge pogrešno kopirane kopije nisu potrebne. Virusi koji se prenose kapljicama u zraku, na primjer, tokom razgovora, šire se mnogo brže od onih koji se prenose seksualnim putem, krvlju ili čak taktilnim putem. Osim toga, takvi virusi imaju još jednu opasnost - zaražena osoba ga može prenijeti, pa čak i njegovu mutiranu verziju, čak i prije nego što sazna za svoju infekciju.

Pojedinačne mutacije koronavirusa manje su opasne od konvergentne evolucije

Većina mutacija ili ubija virus same, ili umire zbog nedostatka širenja, odnosno nosilac ga prenosi na mali broj ljudi koji izoluju i sprečavaju dalje širenje virusa. Ali kada se stvori veliki broj mutacija, neke od njih slučajno uspiju "pobjeći" iz ograničenog kruga prenosilaca, na primjer, ako zaražena osoba posjeti prepuno mjesto ili događaj s velikim brojem sudionika.

Međutim, prema riječima Vaughna Coopera, profesora mikrobiologije i molekularne genetike, naučnici se najviše plaše čak ni mutacije bilo kojeg virusa, već sličnih promjena koje se javljaju u mnogim nezavisnim varijantama. Takve promjene uvijek čine virus savršenijim u smislu evolucije. Ovaj fenomen se naziva konvergentna evolucija.

Na primjer, kod svih gore navedenih sojeva, mutacija se dogodila u jednom dijelu šiljastog proteina (spike protein). Ove izbočine pomažu virusu da inficira ljudske ćelije. Dakle, kao rezultat mutacije D614G, jedna vrsta aminokiseline (nazvana asparaginska kiselina) zamijenjena je glicinom, što je virus učinilo zaraznijim.

Još jedna uobičajena mutacija, poznata kao L452R, pretvara aminokiselinu leucin u arginin, opet u spike proteinu. S obzirom na to da je mutacija L452 uočena u više od deset pojedinačnih klonova, može se zaključiti da daje važnu prednost koronavirusu. Ovu pretpostavku su nedavno potvrdili istraživači nakon sekvencioniranja stotina uzoraka virusa. Štaviše, kako naučnici sugerišu, L452R pomaže virusu da zarazi ljude sa određenim imunitetom od koronavirusa.

Budući da je šiljasti protein ključan za razvoj vakcina i tretmana, naučnici su sproveli najveću količinu istraživanja kako bi proučavali mutacije u njemu. No, neki naučnici vjeruju da samo proučavanje mutacija u proteinu šiljaka nije dovoljno za razumijevanje virusa. Ovo mišljenje posebno dijeli Nash Rochman, stručnjak za evolucijsku virologiju.

Rohman je koautor nedavnog članka u kojem se navodi da, iako je šiljasti protein važan element virusa, postoji i drugi, jednako važan dio, koji se zove nukleokapsidni protein. To je premaz koji okružuje RNA genom virusa. Prema naučniku, ove dvije oblasti mogu raditi zajedno. To jest, varijanta sa mutacijom u šiljkom proteinu bez ikakvih promjena u nukleokapsidnom proteinu može se ponašati sasvim drugačije od druge varijante koja ima mutacije u oba proteina.

Grupa mutacija koje rade zajedno naziva se epistaza. Simulacije koje su proveli Rohman i kolege pokazuju da mala grupa mutacija na različitim tačkama može pomoći virusu da pobjegne antitijela i na taj način učini vakcine manje efikasnim.

Prijetnja opasne mutacije korona virusa ostat će do kraja pandemije

Najveća briga naučnika je činjenica da se pojavljuju mutacije koje su otporne na vakcinaciju. Sve vakcine trenutno pokazuju svoju efikasnost. Međutim, najnovija Mu varijanta se već pokazala mnogo otpornijom na njih od svih prethodnih sojeva, uključujući i Delta varijantu.

S obzirom da je mali dio svjetske populacije još uvijek vakcinisan, virus nema posebnu potrebu za mutacijom koja bi mogla u potpunosti nadmudriti imuni sistem. Stručnjaci vjeruju da je virusu lakše pronaći nove i bolje načine da zarazi milijarde ljudi koji još nemaju imunitet.

Međutim, niko ne zna koje su mutacije pred nama i koliku štetu mogu izazvati. S obzirom na dug period inkubacije, virus sa opasnom mutacijom može preživjeti i raširiti se po planeti, čak i ako potječe iz slabo naseljenog područja.

Razumijevajući pitanje mutacija, važno je razumjeti jednu stvar - one se javljaju kada dođe do replikacije virusa. Mutacije koje se ove godine pojavljuju u različitim zemljama razlog su što pandemija još nije pod kontrolom. Odnosno, što je pandemija bjesnila, to se više mutacija javlja, što zauzvrat doprinosi još većem širenju virusa. Stoga je najbolji način da se spriječi nastanak budućih, opasnijih sojeva ograničavanje broja replikacija. U ovom trenutku vakcinacija pomaže u tome, kao i pridržavanje preventivnih mjera.