Κορονοϊός: Στο μικροσκόπιο των ειδικών οι μεταλλάξεις - Αυτές είναι οι 3 σημαντικότερες

Κατά τη διάρκεια της πανδημίας του κορoνοϊού SARS-CoV-2, αναπτύχθηκαν μεταλλάξεις στον ιό που προσέλκυσαν την προσοχή της επιστημονικής κοινότητας.

Για κάποιες μεταλλάξεις όπως η D614G, πολλοί επιστήμονες ήταν δύσπιστοι σχετικά με τη σημασία της, αλλά η εμφάνιση του νέας ομάδας Β.1.1.7 στο Ηνωμένο Βασίλειο έχει προκαλέσει έντονη ανησυχία.

Μεταλλάξεις, ιικά στελέχη και διασπορά

Οι μεταλλάξεις προκύπτουν ως φυσικό επακόλουθο του ιικού πολλαπλασιασμού. Οι ιοί RNA μεταλλάσσονται συνήθως περισσότερο από τους ιούς DNA. Οι κορονοϊοί ωστόσο εμφανίζουν λιγότερες μεταλλάξεις από τους περισσότερους ιούς RNA επειδή κωδικοποιούν ένα ένζυμο που διορθώνει μερικά από τα σφάλματα που έγιναν κατά τον πολλαπλασιασμό.

Οι μεταλλάξεις που προσδίδουν κάποιο πλεονέκτημα στον ιικό πολλαπλασιασμό, τη μετάδοση ή τη διαφυγή από την ανοσιακή απόκριση του ξενιστή πιθανόν θα κυριαρχήσουν, ενώ αντίθετα ιοί με μεταλλάξεις που προσδίδουν μειονέκτημα τείνουν να εξαλειφθούν από τον πληθυσμό των ιικών στελεχών. Η παραπάνω διαδικασία αποτελεί τη «φυσική επιλογή». Ωστόσο, οι μεταλλάξεις μπορούν επίσης να αυξηθούν και να μειωθούν στη συχνότητα λόγω τυχαίων συμβάντων.

Τα στελέχη που εμφανίζονται κάθε φορά μπορεί να οφείλονται και σε τυχαία συμβάντα. Για παράδειγμα, το «φαινόμενο ιδρυτή» αφορά όταν ένας περιορισμένος αριθμός ιών μεταδίδεται σε έναν πληθυσμό. Οι μεταλλάξεις στο γονιδίωμα αυτών των ιών θα κυριαρχήσουν κατά τύχη ανεξάρτητα από τα βιολογικά χαρακτηριστικά τους. Αυτή η ίδια αλληλεπίδραση φυσικών επιλογών και τυχαίων γεγονότων διαμορφώνει την εξέλιξη του ιού εντός εντός του ξενιστή, σε κοινότητες και σε διάφορες χώρες.

Αν και οι όροι μετάλλαξη, παραλλαγή και στέλεχος χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά για την περιγραφή της επιδημιολογίας του SARS-CoV-2, οι διαφορές είναι σημαντικές. Η μετάλλαξη αναφέρεται σε μια αντικατάσταση στο γενετικό υλικό ή την πρωτεΐνη του ιού: Η D614G αποτελεί μια αντικατάσταση στη θέση 614 της εξωτερικής γλυκοπρωτεΐνης. Τα ιικά γονιδιώματα που έχουν τη συγκεκριμένη μετάλλαξη χαρακτηρίζονται ως παραλλαγές. Αυτός ο όρος είναι όμως λιγότερο ακριβής επειδή 2 παραλλαγές μπορεί να διαφέρουν κατά 1 ή περισσότερες μεταλλάξεις. Συνήθως αναφερόμαστε σε μια παραλλαγή όταν ένα στέλεχος όταν έχει διαφορετικό φαινότυπο (π.χ., διαφορές στην αντιγονικότητα, τη μεταδοτικότητα ή τη μολυσματικότητα).

Η αξιολόγηση μιας νέας παραλλαγής SARS-CoV-2 θα πρέπει να περιλαμβάνει αξιολόγηση των ακόλουθων ερωτήσεων: Επιτεύχθηκε η παραλλαγή μέσω φυσικών επιλογών ή τυχαίων γεγονότων; Εάν τα στοιχεία υποδηλώνουν φυσική επιλογή, ποιες μεταλλάξεις επιλέγονται; Ποιο είναι το προσαρμοστικό όφελος αυτών των μεταλλάξεων; Τι επίδραση έχουν αυτές οι μεταλλάξεις στη μεταδοτικότητα και την εξάπλωση, την αντιγονικότητα ή τη μολυσματικότητα;

Spike D614G

Η μετάλλαξη D614G στην εξωτερική γλυκοπρωτεΐνη του SARS-CoV-2 εντοπίστηκε για πρώτη φορά στις αρχές Μαρτίου 2020 και εξαπλώθηκε παγκοσμίως μέσα στον επόμενο μήνα. Αρχικά θεωρήθηκε ότι η μετάλλαξη εμφανίστηκε ανεξάρτητα σε διαφορετικές περιοχές αλλά στη συνέχεια η D614G εντοπίστηκε και σε στελέχη σε αρκετές περιοχές της Κίνας στα τέλη Ιανουαρίου 2020. Αυτό το γεγονός εξηγεί ότι η παγκόσμια διασπορά αυτής της μετάλλαξης θα μπορούσε να οφείλεται από τυχαία «φαινόμενα ιδρυτών», στα οποία οι αρχικοί ιοί που μεταδόθηκαν στα περισσότερα μέρη έτυχε να έχουν την D614G.

Αυτή η εύλογη υπόθεση οδήγησε πολλούς να αμφιβάλλουν ότι η μετάλλαξη D614G παρείχε κάποιο πλεονέκτημα, παρά τα in vitro δεδομένα που δείχνουν ότι ο ιός την D614G προσδένεται πιο αποτελεσματικά στον υποδοχέα.

Spike N453Y και μινκ

Ο SARS-CoV-2 εντοπίστηκε σε εκτροφές μινκ στις Κάτω Χώρες και στη Δανία στα τέλη της άνοιξης και στις αρχές του καλοκαιριού 2020. Η έρευνα έδειξε ότι μεταδόσεις μπορούν να συμβούν από τον άνθρωπο σε μινκ και αντίστροφα. Στις αρχές Νοεμβρίου 2020, οι αρχές της Δανίας ανέφεραν 214 κρούσματα σε εκτροφεία μινκ. Πολλές αλληλουχίες του SARS-CoV-2 από την Ολλανδία και τη Δανία είχαν τη μετάλλαξη Y453F στην περιοχή πρόσδεσης της εξωτερικής πρωτεΐνης με τον υποδοχέα. Η μετάλλαξη αυτή ισχυροποιεί την αλληλεπίδραση με τον υποδοχέα των μινκ. Ο ιός από έντεκα άτομα στη Δανία βρέθηκε να έχουν μια παραλλαγή που χαρακτηρίστηκε ως ομάδα 5, η οποία περιλαμβάνει 3 επιπλέον μεταλλάξεις στην περιοχή spike (διαγραφή 69-70, I692V και M1229I). Ο πολλαπλασιασμός του SARS-CoV-2 σε μινκ είναι ανησυχητική, γιατί η συνεχιζόμενη εξέλιξη του ιού στα ζώα θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε νέα στελέχη με άγνωστα χαρακτηριστικά που θα μπορούσαν να μεταδοθούν στον άνθρωπο και σε άλλα θηλαστικά. Για το λόγο αυτό, πολλές χώρες εφάρμοσαν σφαγές μεγάλης κλίμακας μινκ στις εκτροφές.

Η ομάδα B.1.1.7 και N501Y

Η ομάδα B.1.1.7 (ονομάζεται επίσης 501Y.V1) εξαπλώνεται γρήγορα στη νοτιοανατολική Αγγλία. Η ομάδα αυτή ταυτοποιήθηκε τον Σεπτέμβριο 2020 και περιλαμβάνει 17 μεταλλάξεις, γεγονός που υποδηλώνει σημαντική προγενέστερη εξέλιξη, πιθανόν σε άνθρωπο με μακρά περίοδο λοίμωξης. Μέχρι την 28η Δεκεμβρίου 2020, αυτή η ομάδα αφορά περίπου το 28% των μολύνσεων στην Αγγλία και πληθυσμιακά μοντέλα εκτιμούν ότι εξαπλώνεται 56% πιο αποτελεσματικά από άλλους ιούς. Σε αντίθεση με τη D614G, η οποία μεταδόθηκε λόγω τύχης, η ομάδα Β.1.1.7 άρχισε να μεταδίδεται όταν ήδη υπήρχε αυξημένη μετάδοση διαφορετικών στελεχών στην κοινότητα. Αυτό υποδηλώνει την πιθανότητα ότι η ομάδα αυτή είναι πιο μολυσματική σε επίπεδο πληθυσμού. Παρότι τα προστατευτικά μέτρα όπως η χρήση μάσκας, η κοινωνική αποστασιοποίηση, οι περιορισμοί των συναθροίσεων παραμένουν αποτελεσματικά, ο έλεγχος της διασποράς ιών που είναι πιο μολυσματικοί θα απαιτούσε πιθανόν αυστηρότερη εφαρμογή και ευρεία υιοθέτηση αυτών των μέτρων.

Αποτελεσματικότητα εμβολίου

Η γονιδιωματική παρακολούθηση των παραλλαγών SARS-CoV-2 έχει επικεντρωθεί σε μεγάλο βαθμό σε μεταλλάξεις στην ακίδα γλυκοπρωτεΐνης, η οποία μεσολαβεί στην προσκόλληση στα κύτταρα και είναι ένας κύριος στόχος εξουδετέρωσης αντισωμάτων

Υπάρχει έντονο ενδιαφέρον για το αν οι μεταλλάξεις στην εξωτερική γλυκοπρωτεΐνη μπορούν να διαφύγουν της ανοσιακής απόκρισης, ή ακόμα να θέσουν σε κίνδυνο την αποτελεσματικότητα των εμβολίων. Προς το παρόν η επιλογή στελεχών με συγκεκριμένες μεταλλάξεις δεν μπορεί να καθοδηγείται από την ανοσιακή απόκριση του ξενιστή επειδή τα άτομα που έχουν αναπτύξει ανοσία είναι πολύ λίγα. Αντίθετα, αν ο ιός έχει μία ή περισσότερες μεταλλάξεις που αυξάνουν τη μολυσματικότητα, θα μπορούσε πιθανόν να κυριαρχήσει. Επειδή τα τρέχοντα εμβόλια προκαλούν ανοσιακή απόκριση σε ολόκληρη την εξωτερική γλυκοπρωτεΐνη, πιθανολογείται ότι μπορεί να επιτευχθεί αποτελεσματική προστασία παρά τις μεταλλάξεις του SARS-CoV-2.

Ειδήσεις από την Ελλάδα και τον Κόσμο, τη στιγμή που συμβαίνουν, στο Newsbomb.gr.

Διαβάστε επίσης:

Χαλάστρα: Επιστροφή στο σχολείο με τσάντα και… κουβέρτα για τους μαθητές