Πώς προκύπτουν οι μεταλλάξεις, αξίζει να περιμένουμε για ένα νέο στέλεχος κορωνοϊού;

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Τον περασμένο Οκτώβριο, κάπου στην Ινδία, ένα άτομο που είναι πιθανότατα ανοσοκατεσταλμένο αρρώστησε με COVID-19. Η περίπτωσή του μπορεί κάλλιστα να ήταν ήπια, αλλά λόγω της αδυναμίας του σώματός του να απαλλαγεί από τον κορονοϊό, καθυστέρησε και πολλαπλασιάστηκε. Καθώς ο ιός αναδιπλασιαζόταν και μετακινούνταν από το ένα κύτταρο στο άλλο, κομμάτια γενετικού υλικού αντιγράφονταν εσφαλμένα. Με αυτόν τον τροποποιημένο ιό, μόλυνε τους γύρω του.

Κάπως έτσι, σύμφωνα με τους επιστήμονες, προέκυψε το στέλεχος Delta του κορωνοϊού, το οποίο προκαλεί όλεθρο σε όλο τον κόσμο και στοιχίζει καθημερινά τεράστιο αριθμό ζωών. Κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19, χιλιάδες παραλλαγές αυτού του ιού έχουν ήδη εντοπιστεί, τέσσερις από τις οποίες θεωρούνται «ανησυχητικές» - Alpha, Beta, Gamma και Delta.

Το πιο επικίνδυνο από αυτά είναι το Delta, σύμφωνα με ορισμένες αναφορές ότι είναι περίπου 97% πιο μολυσματικό από τον αρχικό κορωνοϊό, που εμφανίστηκε το 2019 στη Γουχάν. Αλλά, μπορεί να υπάρχουν ακόμη πιο επικίνδυνα στελέχη από το Delta; Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο συμβαίνουν οι μεταλλάξεις θα βοηθήσει στην απάντηση στην ερώτηση.

Οι κοροναϊοί είναι πιο ευαίσθητοι σε μεταλλάξεις από άλλους ιούς

Μια τέτοια εξέλιξη όπως στην Ινδία δεν ήταν έκπληξη για τους μικροβιολόγους. Φυσικά, δεν μπορούσαν να προβλέψουν πού και πότε θα εμφανιζόταν ένας ακόμη πιο θανατηφόρος ιός και αν θα συνέβαινε καθόλου, αλλά η πιθανότητα μιας επικίνδυνης μετάλλαξης ήταν πλήρως αποδεκτή. Σύμφωνα με την Bethany Moore, πρόεδρος του Τμήματος Μικροβιολογίας και Ανοσολογίας στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, κάθε φορά που ένας ιός εισέρχεται σε ένα κύτταρο, αναπαράγει το γονιδίωμά του για να εξαπλωθεί σε άλλα κύτταρα.

Επιπλέον, οι κοροναϊοί αντιγράφουν το γονιδίωμά τους πιο απρόσεκτα από τους ανθρώπους, τα ζώα ή ακόμα και κάποια άλλα παθογόνα. Δηλαδή, στη διαδικασία αντιγραφής των δικών τους γενετικών κωδίκων, συχνά κάνουν λάθη, γεγονός που οδηγεί σε μεταλλάξεις. Ωστόσο, υπάρχουν ιοί που μεταλλάσσονται ακόμη πιο συχνά από τον κοροναϊό, για παράδειγμα η γρίπη. Αυτό συμβαίνει επειδή το RNA των κοροναϊών περιέχει ένα ένζυμο διόρθωσης που είναι υπεύθυνο για τον διπλό έλεγχο των αντιγράφων. Ως εκ τούτου, τις περισσότερες φορές με τη μορφή που παίρνει σε ένα άτομο, με αυτόν τον τρόπο προέρχεται από αυτόν.

Ωστόσο, όπως λένε οι επιδημιολόγοι, για να προκληθεί ανεπανόρθωτη ζημιά στον κόσμο, δεν χρειάζονται πολλά αντίγραφα που έχουν αντιγραφεί σωστά. Οι ιοί που μεταδίδονται με αερομεταφερόμενα σταγονίδια, για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια μιας συνομιλίας, εξαπλώνονται πολύ πιο γρήγορα από εκείνους που μεταδίδονται σεξουαλικά, μέσω του αίματος ή ακόμα και με την αφή. Επιπλέον, τέτοιοι ιοί έχουν έναν άλλο κίνδυνο - ένα μολυσμένο άτομο μπορεί να τον μεταδώσει, ακόμη και τη μεταλλαγμένη εκδοχή του, ακόμη και πριν μάθει για τη μόλυνση του.

Οι μεμονωμένες μεταλλάξεις του κοροναϊού είναι λιγότερο επικίνδυνες από τη συγκλίνουσα εξέλιξη

Οι περισσότερες μεταλλάξεις είτε σκοτώνουν τον ιό από μόνες τους, είτε πεθαίνουν λόγω της έλλειψης εξάπλωσης, δηλαδή ο φορέας τον μεταδίδει σε μικρό αριθμό ατόμων που απομονώνουν και εμποδίζουν την περαιτέρω εξάπλωση του ιού. Όταν όμως δημιουργείται ένας μεγάλος αριθμός μεταλλάξεων, μερικές από αυτές καταφέρνουν κατά λάθος να «ξεφύγουν» από έναν περιορισμένο κύκλο φορέων, για παράδειγμα, εάν ένα μολυσμένο άτομο επισκεφτεί ένα πολυσύχναστο μέρος ή μια εκδήλωση με μεγάλο αριθμό συμμετεχόντων.

Ωστόσο, σύμφωνα με τον Vaughn Cooper, καθηγητή μικροβιολογίας και μοριακής γενετικής, οι επιστήμονες δεν φοβούνται περισσότερο ούτε μια μετάλλαξη οποιουδήποτε ιού, αλλά παρόμοιες αλλαγές που συμβαίνουν σε πολλές ανεξάρτητες παραλλαγές. Τέτοιες αλλαγές κάνουν πάντα τον ιό πιο τέλειο όσον αφορά την εξέλιξη. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συγκλίνουσα εξέλιξη.

Για παράδειγμα, σε όλα τα στελέχη που αναφέρονται παραπάνω, η μετάλλαξη εμφανίστηκε σε ένα μέρος της πρωτεΐνης ακίδας (πρωτεΐνη ακίδας). Αυτές οι προεξοχές βοηθούν τον ιό να μολύνει ανθρώπινα κύτταρα. Έτσι, ως αποτέλεσμα της μετάλλαξης D614G, ένας τύπος αμινοξέος (που ονομάζεται ασπαρτικό οξύ) αντικαταστάθηκε με γλυκίνη, γεγονός που έκανε τον ιό πιο μολυσματικό.

Μια άλλη κοινή μετάλλαξη, γνωστή ως L452R, μετατρέπει το αμινοξύ λευκίνη σε αργινίνη, πάλι στην πρωτεΐνη ακίδας. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η μετάλλαξη L452 έχει παρατηρηθεί σε περισσότερους από δώδεκα μεμονωμένους κλώνους, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι παρέχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα στον κοροναϊό. Αυτή η υπόθεση επιβεβαιώθηκε πρόσφατα από ερευνητές μετά από ανάλυση αλληλουχίας εκατοντάδων δειγμάτων του ιού. Επιπλέον, όπως προτείνουν οι επιστήμονες, το L452R βοηθά τον ιό να μολύνει άτομα με κάποια ανοσία από τον κοροναϊό.

Δεδομένου ότι η πρωτεΐνη ακίδας είναι κρίσιμης σημασίας για την ανάπτυξη εμβολίων και θεραπειών, οι επιστήμονες έχουν διεξαγάγει τη μεγαλύτερη ποσότητα έρευνας για τη μελέτη μεταλλάξεων σε αυτήν. Ωστόσο, ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η μελέτη των μεταλλάξεων στην πρωτεΐνη της ακίδας από μόνη της δεν αρκεί για την κατανόηση του ιού. Συγκεκριμένα, αυτή τη γνώμη συμμερίζεται ο Nash Rochman, ειδικός στην εξελικτική ιολογία.

Ο Rohman είναι συν-συγγραφέας ενός πρόσφατου άρθρου το οποίο αναφέρει ότι, αν και η πρωτεΐνη ακίδας είναι ένα σημαντικό στοιχείο του ιού, υπάρχει επίσης ένα άλλο, εξίσου σημαντικό μέρος του, το οποίο ονομάζεται πρωτεΐνη νουκλεοκαψιδίου. Είναι μια επικάλυψη που περιβάλλει το γονιδίωμα RNA του ιού. Σύμφωνα με τον επιστήμονα, αυτοί οι δύο τομείς μπορούν να συνεργαστούν. Δηλαδή, μια παραλλαγή με μετάλλαξη στην πρωτεΐνη ακίδας χωρίς αλλαγές στην πρωτεΐνη νουκλεοκαψιδίου μπορεί να συμπεριφέρεται αρκετά διαφορετικά από μια άλλη παραλλαγή που έχει μεταλλάξεις και στις δύο πρωτεΐνες.

Μια ομάδα μεταλλάξεων που λειτουργούν από κοινού ονομάζεται επίσταση. Προσομοιώσεις από τον Rohman και τους συνεργάτες του δείχνουν ότι μια μικρή ομάδα μεταλλάξεων σε διαφορετικά σημεία μπορεί να βοηθήσει τον ιό να ξεφύγει από τα αντισώματα και έτσι να κάνει τα εμβόλια λιγότερο αποτελεσματικά.

Η απειλή μιας επικίνδυνης μετάλλαξης του κορωνοϊού θα παραμείνει μέχρι το τέλος της πανδημίας

Η μεγαλύτερη ανησυχία των επιστημόνων είναι το γεγονός ότι εμφανίζονται μεταλλάξεις που είναι ανθεκτικές στον εμβολιασμό. Όλα τα εμβόλια δείχνουν επί του παρόντος την αποτελεσματικότητά τους. Ωστόσο, η τελευταία παραλλαγή Mu έχει ήδη αποδειχθεί πολύ πιο ανθεκτική σε αυτά από όλα τα προηγούμενα στελέχη, συμπεριλαμβανομένης της παραλλαγής Delta.

Δεδομένου ότι ένα μικρό μέρος του παγκόσμιου πληθυσμού είναι ακόμα εμβολιασμένο, ο ιός δεν έχει ιδιαίτερη ανάγκη για μετάλλαξη ικανή να ξεπεράσει πλήρως το ανοσοποιητικό σύστημα. Οι ειδικοί πιστεύουν ότι είναι ευκολότερο για τον ιό να βρει νέους και καλύτερους τρόπους να μολύνει δισεκατομμύρια ανθρώπους που δεν έχουν ακόμη ανοσία.

Ωστόσο, κανείς δεν γνωρίζει ποιες μεταλλάξεις περιμένουν και πόση ζημιά μπορούν να προκαλέσουν. Δεδομένης της μακράς περιόδου επώασης, ένας ιός με μια επικίνδυνη μετάλλαξη μπορεί να επιβιώσει και να διασκορπιστεί σε όλο τον πλανήτη, ακόμα κι αν προέρχεται από μια αραιοκατοικημένη περιοχή.

Κατανοώντας το θέμα των μεταλλάξεων, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ένα πράγμα - συμβαίνουν όταν υπάρχει ιική αναπαραγωγή. Οι μεταλλάξεις που εμφανίζονται φέτος σε διάφορες χώρες είναι ο λόγος που η πανδημία δεν έχει τεθεί ακόμη υπό έλεγχο. Δηλαδή, όσο πιο μαίνεται μια πανδημία, τόσο περισσότερες μεταλλάξεις προκύπτουν, οι οποίες με τη σειρά τους συμβάλλουν σε ακόμη μεγαλύτερη εξάπλωση του ιού. Επομένως, ο καλύτερος τρόπος για να αποφευχθεί η εμφάνιση μελλοντικών, πιο επικίνδυνων στελεχών είναι ο περιορισμός του αριθμού των επαναλήψεων. Προς το παρόν, ο εμβολιασμός βοηθά σε αυτό, καθώς και η συμμόρφωση με προληπτικά μέτρα.