Как възникват мутациите, струва ли си да чакате нов щам на коронавирус?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

През октомври миналата година някъде в Индия човек, който вероятно е с отслабен имунитет, се разболя от COVID-19. Случаят му може и да е бил лек, но поради неспособността на тялото му да се отърве от коронавируса, той се забави и се размножи. Тъй като вирусът се репликира и се премества от една клетка в друга, парчета генетичен материал се копират неправилно. С този модифициран вирус той зарази околните.

Така според учените е възникнал щамът на коронавирус Delta, който всява хаос по света и отнема огромен брой животи всеки ден. По време на пандемията COVID-19 вече са идентифицирани хиляди варианти на този вирус, четири от които се считат за „загрижени“– Алфа, Бета, Гама и Делта.

Най-опасният от тях е Delta, според някои доклади е с около 97% по-инфекциозен от оригиналния коронавирус, който се появи през 2019 г. в Ухан. Но може ли да има още по-опасни щамове от Delta? Разбирането на това как възникват мутациите ще помогне да се отговори на въпроса.

Коронавирусите са по-податливи на мутации от другите вируси

Такъв обрат на събитията като в Индия не беше изненада за микробиолозите. Разбира се, те не можеха да предскажат къде и кога ще се появи още по-смъртоносен вирус и дали изобщо ще се случи, но възможността за опасна мутация беше напълно допусната. Според Бетани Мур, председател на катедрата по микробиология и имунология в университета в Мичиган, всеки път, когато вирусът навлезе в клетка, той репликира генома си, за да се разпространи в други клетки.

Освен това, коронавирусите копират геномите си по-небрежно от хората, животните или дори някои други патогени. Тоест, в процеса на копиране на собствените си генетични кодове, те често правят грешки, което води до мутации. Въпреки това, има вируси, които мутират дори по-често от коронавируса, например грипа. Това е така, защото РНК на коронавирусите съдържа ензим за корекция, който е отговорен за двойна проверка на копията. Следователно, най-често под каква форма попада в човек, по този начин идва от него.

Въпреки това, както казват епидемиолозите, за да се нанесат непоправими щети на света, не са необходими много неправилно копирани копия. Вирусите, които се предават по въздушно-капков път, например по време на разговор, се разпространяват много по-бързо от тези, които се предават по полов път, чрез кръв или дори тактилно. Освен това подобни вируси имат и друга опасност – заразен човек може да го предаде и дори неговата мутирала версия, дори преди да разбере за инфекцията си.

Индивидуалните мутации на коронавируса са по-малко опасни от конвергентната еволюция

Повечето мутации или убиват вируса сами, или умират поради липса на разпространение, тоест носителят го предава на малък брой хора, които изолират и предотвратяват по-нататъшното разпространение на вируса. Но когато се създаде голям брой мутации, някои от тях случайно успяват да „избягат“от ограничен кръг носители, например, ако заразен човек посети многолюдно място или събитие с голям брой участници.

Въпреки това, според Вон Купър, професор по микробиология и молекулярна генетика, учените се страхуват най-много дори не от мутация на един вирус, а от подобни промени, които се случват в много независими варианти. Такива промени винаги правят вируса по-съвършен от гледна точка на еволюцията. Това явление се нарича конвергентна еволюция.

Например, при всички щамове, споменати по-горе, мутацията е настъпила в една част от шиповия протеин (spike protein). Тези издатини помагат на вируса да зарази човешките клетки. И така, в резултат на мутацията D614G, един вид аминокиселина (наречена аспарагинова киселина) беше заменен с глицин, което направи вируса по-инфекциозен.

Друга често срещана мутация, известна като L452R, превръща аминокиселината левцин в аргинин, отново в шиповия протеин. Като се има предвид, че мутацията L452 е наблюдавана в повече от дузина отделни клонинги, може да се заключи, че тя предоставя важно предимство на коронавируса. Това предположение наскоро беше потвърдено от изследователи след секвениране на стотици проби от вируса. Освен това, както предполагат учените, L452R помага на вируса да зарази хора с известен имунитет от коронавирус.

Тъй като шиповият протеин е от решаващо значение за разработването на ваксини и лечения, учените са провели най-голямо количество изследвания за изследване на мутациите в него. Но някои учени смятат, че само изследването на мутациите в шиповия протеин не е достатъчно, за да се разбере вирусът. По-специално, това мнение се споделя от Наш Рохман, експерт по еволюционна вирусология.

Роман е съавтор на скорошна статия, в която се посочва, че въпреки че шиповият протеин е важен елемент на вируса, има и друга, също толкова важна част от него, която се нарича нуклеокапсиден протеин. Това е покритие, което обгражда РНК генома на вируса. Според учения тези две области могат да работят заедно. Тоест, вариант с мутация в шиповия протеин без никакви промени в нуклеокапсидния протеин може да се държи съвсем различно от друг вариант, който има мутации и в двата протеина.

Група от мутации, които работят съвместно, се нарича епистаза. Симулации на Rohman и колеги показват, че малка група от мутации в различни точки могат да помогнат на вируса да избяга от антителата и по този начин да направи ваксините по-малко ефективни.

Заплахата от опасна мутация на коронавируса ще остане до края на пандемията

Най-голямото притеснение на учените е фактът, че се появяват мутации, които са устойчиви на ваксинация. Всички ваксини в момента показват своята ефективност. Въпреки това, най-новият вариант на Mu вече се оказа много по-устойчив на тях от всички предишни щамове, включително варианта Delta.

Като се има предвид, че малка част от световното население все още е ваксинирано, вирусът няма особена нужда от мутация, способна напълно да надхитри имунната система. Експертите смятат, че е по-лесно за вируса да намери нови и по-добри начини да зарази милиарди хора, които все още нямат имунитет.

Никой обаче не знае какви мутации предстоят и колко щети могат да причинят. Предвид дългия инкубационен период, вирус с опасна мутация може да оцелее и да се разпръсне из планетата, дори ако произхожда от рядко населен район.

Разбирайки въпроса за мутациите, е важно да разберете едно нещо - те се появяват, когато има вирусна репликация. Мутациите, които се появяват тази година в различни страни, са причината пандемията все още да не е овладяна. Тоест, колкото по-бушуваща е пандемията, толкова повече мутации възникват, които от своя страна допринасят за още по-голямо разпространение на вируса. Следователно, най-добрият начин да се предотврати появата на бъдещи, по-опасни щамове е да се ограничи броят на повторенията. В момента ваксинацията помага за това, както и спазването на превантивните мерки.