Model alarmant găsit printre noile soiuri de coronavirus

Model alarmant găsit printre noile soiuri de coronavirus
Model alarmant găsit printre noile soiuri de coronavirus
Anonim

Coronavirusul duce un război constant împotriva sistemului imunitar uman. Și în timp, va continua să evolueze, scrie autorul. Acest lucru înseamnă că vaccinurile create de om trebuie să evolueze și cu virusul.

și în cea mai mare parte a anului 2020, coronavirusul care cauzează covid-19 a fost transmis de la persoană la persoană, acumulând mutații la o rată stabilă - două mutații pe lună, ceea ce nu este foarte impresionant pentru un virus. În general, aceste mutații nu sunt foarte puternice.

Cu toate acestea, recent s-a descoperit că trei tipuri de coronavirus au apărut independent, aparent, mutații similare - și asta în ciuda faptului că aceste variante genetice ale coronavirusului sunt localizate la multe mii de mile una de alta: în Marea Britanie, Africa de Sud și Brazilia… (O mutație este o schimbare a genomului; o variantă genetică este un virus cu un set specific de mutații.) Aceste mutații au avut loc nu una, nu două, ci de trei ori (aici vorbim doar despre cele cunoscute la noi) în variante genetice cu comportament neobișnuit; acest fapt ne permite să presupunem că datorită lor, virusul câștigă un avantaj evolutiv. Este probabil ca toate cele trei variante genetice să devină mai frecvente. Și este posibil ca toate cele trei să fie transmise și mai repede.

„Apariția mutațiilor independent una de cealaltă și, în plus, în mai multe locuri diferite, este un semnal de avertizare pentru noi toți”, avertizează Vineet Menachery, cercetător coronavirus la Universitatea din Texas Medical School. Oamenii de știință încearcă în prezent să-și dea seama dacă coronavirusul poate beneficia de aceste mutații și care dintre acestea.

Cu toate acestea, în acest moment, oamenii de știință nu au primit încă niciun răspuns clar; în plus, nu avem încă suficiente date despre varianta genetică a coronavirusului detectat în Brazilia. Pe lângă mutațiile comune acestor viruși, fiecare dintre aceste variante genetice are un număr mare de mutații unice. Debutul rapid al unui întreg set de mutații este neobișnuit. Dar virusul se răspândește atât de repede încât vom întâlni tot felul de fenomene extraordinare de mai multe ori. Frecvența obișnuită a mutațiilor este de două ori pe lună. Dar, aparent, nu avem o înțelegere suficientă a numărului de mutații în cazurile non-standard. „Și este un fel de trezire”, mi-a spus într-un interviu microbiologul Kristian Andersen de la Scripps Research Medical Research Center.

Rolul fiecărei mutații este încă neclar, dar mutația specifică din proteina spike (denumită „N501Y”) merită o atenție deosebită, deoarece este prezentă în toate cele trei variante genetice ale coronavirusului. Proteina spike ajută coronavirusul să intre în celulă, iar mutația N501Y în sine este localizată într-o regiune deosebit de importantă numită domeniul de legare a receptorilor, care se atașează la celulă. Figurativ vorbind, mutația N501Y face proteina spike (spike) mai lipicioasă, ceea ce facilitează atașarea și pătrunderea în celulă. Acesta este motivul pentru care un virus care are acest tip de mutație se poate răspândi mai ușor. Pe de altă parte, această mutație, aparent, nu dă o lovitură imunității obținute în timpul vaccinării.

Apropo, să ne explicăm la ce ne referim când vorbim despre astfel de mutații. După cum știți, proteinele sunt alcătuite din blocuri de construcție numite aminoacizi. Prezența mutației N501Y înseamnă că al 501-lea aminoacid, desemnat inițial prin litera „N” (adicăaminoacizi asparagina) s-au schimbat în „Y” (adică tirozină).

Cu toate acestea, mutația N501Y nu este unică pentru aceste trei variante genetice ale virusului; acest fapt a fost stabilit prin studierea unui număr de secvențe de aminoacizi găsite în diferite țări ale lumii. Toate aceste trei mutații genetice sunt însoțite de multe alte mutații în alte părți ale virusului - și acest lucru este neobișnuit. Potrivit epidemiologului molecular Emma Hodcroft de la Universitatea din Berna, schimbarea comportamentală a unei variante genetice a virusului (de exemplu, transmisibilitatea crescută a acestuia) este probabil „legată de mai mult de una, dar cu multe mutații”. Varianta genetică născută în Marea Britanie are mai mult de o duzină de alte mutații care nu au fost studiate la fel de bine ca N501Y. Dar transmisibilitatea crescută a acestei variante a virusului devine din ce în ce mai clară: virusul a început să se răspândească rapid nu numai în Marea Britanie, ci și în Irlanda și Danemarca (un număr mare de probe sunt secvențiate în mod regulat în aceste două țări). Centrele SUA pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC) au avertizat recent că această variantă a virusului va domina probabil Statele Unite în martie.

(Oamenii de știință au dat acestor trei variante genetice ale virușilor nume speciale, care, din păcate, nu s-au stabilit încă. Soiul britanic se numește astfel: "B.1.1.7", "20I / 501Y. V1" și "VOC 202012 / 01 "; sud-african denumit uneori" B.1.351 "sau" 20C / 501Y. V2 "; soiul brazilian este cunoscut sub numele de" P.1 "și" 20J / 501Y. V3 ".)

În variantele genetice din Africa de Sud și Brazilia ale coronavirusului, a doua și a treia mutație comune ambelor s-au produs în domeniul de legare la receptor al proteinei spike, și anume: E484K și K417. Oamenii de știință știu puțin mai multe despre prima dintre ele (adică despre mutația E484K). Cu ajutorul său, încărcarea unui aminoacid se schimbă de la negativ la pozitiv - este ca și cum ai schimba polii unui magnet. Ca urmare, susține microbiologul Christian Andersen, este probabil ca forma proteinei să se schimbe și atunci când se leagă de celulă, dar această schimbare a sarcinii pare să aibă loc simultan cu N501Y. Mutațiile menționate mai sus, poate, împreună cu altele, sunt capabile să promoveze mai eficient atașarea coronavirusului la celulă.

Dar variantele genetice sud-africane și braziliene ale coronavirusului pot avea, de asemenea, o proprietate suplimentară. Astfel, într-unul dintre studiile recente, se sugerează că virușii cu mutația E484K sunt capabili să se sustragă mai eficient cu anticorpii obținuți din plasma sanguină a pacienților care s-au recuperat din covid-19. Unele virusuri în care s-a produs o astfel de mutație devin mai periculoase atunci când sunt reinfectate sau chiar atunci când persoanele vaccinate sunt infectate.

Este adevărat, este puțin probabil ca această mutație menționată mai sus să dea o lovitură imunității dobândite ca urmare a unei boli sau după vaccinare. Potrivit lui Vinit Menacheri, atunci când folosim vaccinurile pe care le avem acum, „apar anticorpi mai mult decât suficienți în organism și chiar dacă concentrația lor este redusă la jumătate, această cantitate de anticorpi va fi totuși mai mult decât suficientă pentru a rezista virusului”. "Chiar dacă o nouă variantă genetică [a virusului] reduce eficacitatea anticorpilor … cu 50%, organismul se poate apăra în continuare", a spus Menaheri. Cercetările continuă, oamenii de știință doresc să stabilească exact cât de mult reduce noua mutație eficacitatea vaccinărilor; dar dacă de-a lungul anilor virusul a acumulat noi mutații precum E484K, atunci producătorii de vaccinuri ar trebui să ia în considerare modificarea constantă a produselor lor. Exact asta fac ei cu vaccinul antigripal, care se modifică în fiecare an; Potrivit producătorilor de vaccinuri, vaccinurile actuale cu ARNm covid-19 pot fi modificate deosebit de repede - în doar șase săptămâni.

În acest moment, oamenii de știință au pus următoarea întrebare: contribuie acest lucru la un mic avantaj (adicăcapacitatea virusului de a ocoli apărările imune obținute ca urmare a imunității dezvoltate anterior) la răspândirea modificărilor genetice sud-africane și braziliene? Ambele variante genetice au fost găsite inițial în părți din Africa de Sud și Brazilia, cu rate ridicate de infecție covid-19, în special în orașul Manaus, Brazilia, unde cea mai mare parte a populației a fost infectată cu coronavirus. (Într-o lucrare publicată în decembrie anul trecut, autorii citează 76% dintre cei infectați, ceea ce este probabil o supraestimare. Cu toate acestea, numărul mare de decese cauzate de covid-19, înregistrat în regiune, ne spune că în 2020 a existat într-adevăr o puternică izbucnirea bolii.) Varianta genetică sud-africană a virusului începe să se răspândească în Africa de Sud; Situația din Brazilia este mai puțin clară din cauza datelor insuficiente, dar Manaus vede în prezent o altă creștere puternică a incidenței covid-19. Potrivit lui Vinit Menacheri, este puțin probabil ca imunitatea dobândită să explice în mod necesar prevalența crescută a acestor variante, mai ales că Africa de Sud nu este încă aproape de dobândirea imunității turmei. Transmisibilitatea crescută a coronavirusului mutat este deja un avantaj pentru el.

Alți experți au sugerat următorul scenariu (plauzibil, dar totuși ipotetic): variante genetice ale coronavirusului ar putea apărea în corpul pacienților imunocompromiși care au rămas infectați timp de câteva luni. De obicei, spune Emma Hodcroft, „sistemul imunitar uman abia poate rezista și el îl împinge”. Dar la pacienții imunocompromiși, răspunsul imun este mai slab. „Totul este ca un antrenament, în timpul căruia există o adaptare la sistemul imunitar uman”, spune Emma Hodcroft. Poate de aceea aceste variante genetice ale coronavirusului au avut imediat atât de multe mutații noi - de parcă unul sau doi ani de evoluție s-ar fi redus la câteva luni. Cel mai probabil, acesta este un fenomen destul de rar, dar când sunt înregistrate zeci de milioane de cazuri de infecție infecțioasă la scară globală, atunci evenimentele rare încetează să mai fie rare.

Astfel, după o infecție cronică, poate apărea o variantă genetică a coronavirusului, însoțită de mutații care îi permit să se atașeze rapid la celulă, crescând astfel rata de răspândire a acesteia. Poate că așa s-a întâmplat cu modificarea genetică britanică a virusului. Din această cauză, probabilitatea reinfecției poate crește ușor. Și se poate întâmpla ca în Brazilia, unde au fost deja înregistrate două cazuri de re-infecție cu o nouă variantă genetică a coronavirusului. Noul tip de coronavirus, care este oarecum mai bun la ocolirea barierei imune, va avea, desigur, un avantaj față de alte forme ale acestui virus în locurile în care există o creștere masivă a infecției cu covid-19. Este posibil ca aceste reinfecții să nu fie la fel de severe și, în același timp, să nu fie încă frecvente, dar în timp, această variantă mai reușită a coronavirusului va prevala. Coronavirusul duce un război constant împotriva sistemului imunitar uman. Și în timp, va continua să evolueze.

Acest lucru înseamnă că vaccinurile create de om trebuie să evolueze și cu virusul. Cu toate acestea, în Statele Unite, secvențierea se efectuează doar într-un procent foarte mic de infecții cu covid-19. (Testele de diagnostic standard pentru covid-19 implică studierea a doar câteva secțiuni ale genomului coronavirusului, nu a întregii secvențe.) „San Diego este unul dintre acele locuri din țara noastră în care situația este bună în acest sens. Folosim secvențierea în două la sută dintre infecții. Comparativ cu Marea Britanie și Danemarca, acest lucru este extrem de mic, spune microbiologul Christian Andersen. „Și trebuie să schimbăm această situație”. Rezultatele secvențiale sunt trimise la laboratoare individuale din țara noastră. Potrivit Andersen, în Statele Unite, este necesar să se stabilească supravegherea genomică la nivel federal. Aceasta este singura modalitate prin care Statele Unite pot primi informații despre virusul cu mutare constantă.

Recomandat: