Когато Бет Корбер, биолог от Националната лаборатория в Лос Аламос, забелязва първата значителна мутация на вируса Covid-19 миналата пролет, D614G, някои учени не повярваха, че това ще направи вируса по-заразен и заявиха, че бързото му нарастване може да е просто съвпадение.
Сега, 11 месеца по-късно, мутацията D614G се разпространява по целия свят и се среща в трансмисивните варианти от Великобритания, Южна Африка и Бразилия. Междувременно се появяват нови мутации във все по-сложни форми, което стимулира водещите биолози да измислят нови начини за проследяване на постъпващите геномни данни.
Целта е бързото откриване на варианти, които могат да намалят ефективността на ваксините срещу патогена, който е малко вероятно да бъде унищожен скоро. Вирусът SARS-CoV-2 може да се усмири и да се превърне в безобидна неприятност като обикновената настинка. Или подобно на грипа, може да запази испособността си да причинява тежки заболявания в някои сегменти от населението, сценарий, който може да изисква редовни ваксинаци.
„Ако го наблюдаваме внимателно, можем да изпреварим вируса и това всички се опитват да направят в момента“, коментира Корбер за Bloomberg, която работи за създаването на нови математически инструменти за откриване на медицински значими варианти.
Потокът от нови данни за генома е толкова голям, че лабораторията в Лос Аламос е трябвало да надгради сървърите си, за да се справи с входящите данни.
Най-важната загадка пред учените е какъв тип вирус ще се окаже коронавирусът. Засега той изглежда по-подобен на грипа, който се променя постоянно и изисква ежегодно реваксинация, за разлика от морбили, вирус, толкова неподатлив към мутации, че една доза ваксина остава за цял живот.
„Означава ли, че трябва да правим нова ваксина всяка година?“ коментира Пол Дюпрекс (Paul Duprex), който ръководи Центъра за изследване на ваксините в Университета в Питсбърг. "Не знаем."
От една страна, мРНК ваксините срещу Covid-19 имат ефективност над 90%, много по-висока от 60-те процента при противогрипните ваксини. Но производителите на ваксини Moderna Inc. и Pfizer Inc., заедно с партньора си BioNTech SE, не рискуват. За всеки случай те вече започват изпитания, насочени към B.1.351, щамът, избягващ антителата, забелязан за първи път в Южна Африка.
Когато вирусите се репликират и копират своите геноми, грешките в дългия низ от РНК или ДНК „букви“, които определят как се развиват вирусните протеини, са неминуеми. Много от грешките нямат ефект или дори могат да направят вируса по-малко опасен за нас. Но малък процент от тези промени може да даде на вируса предимство, да го направи по-инфекциозен или да му даде способността да избягва имунната система.
ХИВ вирусът е известен с бързите си мутации. За сравнение, SARS-CoV-2 мутира с много по-ниска скорост, отчасти поради това, че има ензим за проверка, който ограничава промените. Но с повече от 125 милиона инфекции по света, някои грешки непременно ще се изплъзнат.
В същото време вирусът е намерил коварни начини, които могат да избегнат механизма му за четене на корекции, установиха изследователите от Университета в Питсбърг. Вместо да прави промени в отделни РНК букви, той изтрива групи от по няколко букви наведнъж, т.нар. делециии, очевидно подкопавайки способността на естествените системи за проверка на правописа на вируса да виждат промяната.
74-дневен двубой
Някои от първите заличавания са наблюдавани при пациент с имунокомпрометиран рак, лекуван в медицинския център на Университета в Питсбърг, който е починал след 74-дневен двубой с Covid-19. По това време се развиват множество избягващи имунната делеции, съобщава Пол Дюпрекс от Университета в Питсбърг, който докладва за делециите на раково болния през ноември.
Това, което прави бъдещето на SARS-CoV-2 толкова трудно да се предскаже, е, че вирусната еволюция е като триизмерна шахматна игра. Важни са не само отделните мутации, но и редът и комбинациите, в които се появяват. Една мутация може да промени вируса по фини начини, които променят въздействието на другите по линията, според Марк Зелер (Mark Zeller), учен от Изследователския институт Скрипс в Сан Диего.
Кредит: Unsplash
Споделени мутации
Както щамът B.1.351, разпространен в Южна Африка, така и щамът P.1, който удари Бразилия, споделят няколко мутации в шиповия протеин, който вирусът използва, за да влезе в клетките. Това включва мутацията D614G, открита от Корбер, която прави шиповия протеин по-стабилен, и мутацията E484K, за която се смята, че намалява способността на някои антитела да се свързват с шиповия протеин.
И все пак, поради причини, които не са напълно разбрани, изглежда, че B.1.351 има по-голямо въздействие върху ефективността на ваксините на Pfizer и Moderna, поне при лабораторни тестове.
Като цяло не е лесно елиминирането на вирусите, като единственият добър пример е шарката. Все още са в някои страни има отделни огнища на полиомиелит, въпреки усилията за неговото премахване. Според Джеси Блум (Jesse Bloom), изследовател в Центъра за изследване на рака на Фред Хътчинсън, който изследва вирусна еволюция, това не предвещава нищо добро за настоящия вирус .
„Ваксинацията съществено ще снизи остротата на тази пандемия“, коментира Блум. „Но не мисля, че ще премахнем SARS-CoV-2.“
Блум прогнозира, че ще са необходими „няколко години“, докато вирусът придобие достатъчно мутации, за да избяга напълно от съществуващите ваксини. От приблизително 100 000 възможни еднобуквени мутации на вируса, по-малко от 1% вероятно ще помогнат на вируса да избегне антителата, смята Блум.
Сценарий на надеждата
Докато вирусът продължава да се развива в краткосрочен план, един от най-обнадеждаващите сценарии е, че може да му свършат възможностите за големи ходове, избягващи антителата, които произвеждат настоящите ваксини.
При този сценарий може да има практически предел на това колко вирусът може да мутира и да остава в състояние да нахлува в нашите клетки.
Шиповият протеин трябва да запази формата, която му позволява ефективно да се захваща за човешкия рецептор, според Шейн Кроти (Shane Crotty), изследовател от Института по имунология в Ла Джола.
„Няма безкраен брой възможности“, смята той. „Това е като да сложиш крака си в обувка. Все пак трябва да е с правилната форма и размер и все пак трябва да прилича на обувка".
И все пак, това, което знаем за другите обикновени коронавирусни настинки, показва, че те могат да мутират постоянно, за да избегнат реакциите на имунната система.
Трансмисионна електронна микрография на вирусни частици на SARS-CoV-2. Кредит: NIAID
В скорошно проучване Блум и колегите му сравняват версията от 1984 г. на простуден коронавирус, наречена 229E, с версия на същия щам, циркулирал през 2016 г., три десетилетия по-късно. 17% от РНК буквите в ключова част от протеина, който свързва вируса с клетките, са напълно заменени поради мутации.
За да проверят какво означава това за човешкия имунитет, те вземат кръвни проби от пациенти от 80-те години, които могат да неутрализират вирусния щам от 1984 г. Тези хора вероятно са били изложени на вируса от 1984 г. и са разработили защитни антитела срещу него.
Избледнели защити
Когато изследователите тестват пробите срещу щамове на вируса 229E, появил се през 90-те години или по-късно, защитата е изчезнала. Само 2 от 8 кръвни проби успяват да неутрализират щама от 2016 г. и тези двете показват значително намалена активност спрямо най-новите вируси.
Това дава някои намеци за това колко може да се промени в бъдеще, като се има предвид достатъчно дълго време.
"Съвсем ясно е, че човешките коронавируси претърпяват значителна антигенна еволюция", обяснява Блум.
Остава обаче неизвестно дали вирусът може да запази способността си да причинява тежко заболяване с течение на мутациите и с това, че повече хора получават имунитет чрез инфекции или ваксини.
В изследване, публикувано през януари в списание Science, специалисти по моделиране на болестите от университета "Емори" установяват, че ключов фактор ще бъде това дали защитата срещу тежки заболявания продължава значително по-дълго от защитата срещу леки или асимптоматични реинфекции, нещо типично за коронавирусите, които причиняват обикновена настинка.
Въпреки че проучването е направено преди появата на актуалните сега варианти, основните му изводи се запазват, според Джени Лавин (Jennie S. Lavine), постдокторант в Университета Емори.
„Това, което виждаме при Covid-19 на молекулярно и клетъчно ниво, не е в противоречие с това, което виждаме при ендемичните коронавируси“, коментира Лавин, водещ автор на статията. „Имунитетът отслабва, но не напълно.“
Източник: Covid Mutants Multiply as Scientists Race to Decode Variations, Robert Langreth, Bloomberg
Още по темата
Животът
Локдаун за последно или до безкрай?
Медицина
Всеки нов вариант на коронавирус се нуждае от много късмет, за да успее. Как може да му попречим
Медицина
Изследване на вариантите коронавирус прогнозира еволюция на вируса към избягване на настоящите ваксини
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари