როგორ ჩნდება მუტაციები, ღირს თუ არა ველოდოთ კორონავირუსის ახალ შტამს?

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

გასული წლის ოქტომბერში, სადღაც ინდოეთში, ადამიანი, რომელიც სავარაუდოდ იმუნოკომპრომეტირებული იყო, დაავადდა COVID-19-ით. შესაძლოა, მისი შემთხვევა მსუბუქი იყო, მაგრამ იმის გამო, რომ მისი სხეული ვერ განთავისუფლდა კორონავირუსისგან, ის გაჭიანურდა და გამრავლდა. როდესაც ვირუსი გამრავლდა და გადავიდა ერთი უჯრედიდან მეორეში, გენეტიკური მასალის ნაწილები არასწორად კოპირდა. ამ მოდიფიცირებული ვირუსით მან დააინფიცირა გარშემომყოფები.

ასე გაჩნდა, მეცნიერთა აზრით, კოროვირუსის დელტა შტამი, რომელიც მთელ მსოფლიოში არღვევს და ყოველდღიურად უამრავ სიცოცხლეს კლავს. COVID-19 პანდემიის დროს უკვე გამოვლენილია ამ ვირუსის ათასობით ვარიანტი, რომელთაგან ოთხი ითვლება „შეშფოთებულად“- ალფა, ბეტა, გამა და დელტა.

მათგან ყველაზე საშიშია დელტა, ზოგიერთი ცნობით, ის დაახლოებით 97%-ით უფრო ინფექციურია, ვიდრე ორიგინალური კორონავირუსი, რომელიც 2019 წელს გამოჩნდა ვუჰანში. მაგრამ, შეიძლება არსებობდეს კიდევ უფრო საშიში შტამები, ვიდრე დელტა? იმის გაგება, თუ როგორ ხდება მუტაციები, დაგეხმარებათ ამ კითხვაზე პასუხის გაცემაში.

კორონავირუსები უფრო მგრძნობიარეა მუტაციების მიმართ, ვიდრე სხვა ვირუსები

მოვლენების ისეთი შემობრუნება, როგორიც ინდოეთში იყო, არ იყო მოულოდნელი მიკრობიოლოგებისთვის. რა თქმა უნდა, მათ ვერ იწინასწარმეტყველეს, სად და როდის გამოჩნდებოდა კიდევ უფრო მომაკვდინებელი ვირუსი და მოხდებოდა თუ არა ეს საერთოდ, მაგრამ სახიფათო მუტაციის შესაძლებლობა სრულად დაშვებული იყო. მიჩიგანის უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგიისა და იმუნოლოგიის დეპარტამენტის თავმჯდომარის ბეთანი მურის თქმით, ყოველ ჯერზე, როდესაც ვირუსი შედის უჯრედში, ის იმეორებს მის გენომს სხვა უჯრედებში გავრცელებისთვის.

უფრო მეტიც, კოროვირუსები აკოპირებენ თავიანთ გენომებს უფრო უყურადღებოდ, ვიდრე ადამიანები, ცხოველები ან თუნდაც სხვა პათოგენები. ანუ საკუთარი გენეტიკური კოდების კოპირების პროცესში ხშირად უშვებენ შეცდომებს, რაც მუტაციებს იწვევს. თუმცა, არის ვირუსები, რომლებიც უფრო ხშირად მუტაციას განიცდიან, ვიდრე კორონავირუსი, მაგალითად, გრიპი. ეს იმიტომ ხდება, რომ კოროვირუსების რნმ შეიცავს კორექტორ ფერმენტს, რომელიც პასუხისმგებელია ასლების ორმაგ შემოწმებაზე. ამიტომ, ყველაზე ხშირად რა ფორმით ხვდება ადამიანში, ამ გზით მოდის მისგან.

თუმცა, როგორც ეპიდემიოლოგები ამბობენ, მსოფლიოსათვის გამოუსწორებელი ზიანის მიყენების მიზნით, ბევრი არასწორად დაკოპირებული ასლი არ არის საჭირო. ვირუსები, რომლებიც გადაეცემა საჰაერო ხომალდის წვეთებით, მაგალითად, საუბრის დროს, ბევრად უფრო სწრაფად ვრცელდება, ვიდრე სქესობრივი გზით, სისხლით ან თუნდაც ტაქტილური გზით გადამდები. გარდა ამისა, ასეთ ვირუსებს კიდევ ერთი საშიშროება აქვს - ინფიცირებულს შეუძლია მისი გადაცემა და მისი მუტაციური ვერსიაც კი, სანამ მან შეიტყობს მისი ინფექციის შესახებ.

კორონავირუსის ინდივიდუალური მუტაციები ნაკლებად საშიშია, ვიდრე კონვერგენტული ევოლუცია

მუტაციების უმეტესობა ან თავისთავად კლავს ვირუსს, ან იღუპება გავრცელების ნაკლებობის გამო, ანუ გადამტანი მას გადასცემს ადამიანთა მცირე რაოდენობას, რომლებიც იზოლირებენ და ხელს უშლიან ვირუსის შემდგომ გავრცელებას. მაგრამ როდესაც მუტაციების დიდი რაოდენობა იქმნება, ზოგიერთი მათგანი შემთხვევით ახერხებს „გაქცევას“მატარებლების შეზღუდული წრიდან, მაგალითად, თუ ინფიცირებული ადამიანი ეწვევა ხალხმრავალ ადგილს ან ღონისძიებას, რომელშიც მონაწილეთა დიდი რაოდენობაა.

თუმცა, მიკრობიოლოგიისა და მოლეკულური გენეტიკის პროფესორის ვონ კუპერის თქმით, მეცნიერებს ყველაზე მეტად ეშინიათ არა რომელიმე ვირუსის მუტაციის, არამედ მსგავსი ცვლილებების, რომლებიც ბევრ დამოუკიდებელ ვარიანტში ხდება. ასეთი ცვლილებები ყოველთვის უფრო სრულყოფილს ხდის ვირუსს ევოლუციის თვალსაზრისით.ამ მოვლენას კონვერგენტული ევოლუცია ეწოდება.

მაგალითად, ყველა ზემოთ ნახსენებ შტამში მუტაცია მოხდა სპაიკის პროტეინის ერთ ნაწილში (spike protein). ეს გამონაზარდები ეხმარება ვირუსს ადამიანის უჯრედების დაინფიცირებაში. ასე რომ, D614G მუტაციის შედეგად, ერთი ტიპის ამინომჟავა (ე.წ. ასპარტინის მჟავა) შეიცვალა გლიცინით, რამაც ვირუსი უფრო ინფექციური გახადა.

კიდევ ერთი გავრცელებული მუტაცია, რომელიც ცნობილია როგორც L452R, გარდაქმნის ამინომჟავას ლეიცინს არგინინად, ისევ ცილოვან ცილაში. იმის გათვალისწინებით, რომ L452 მუტაცია დაფიქსირდა ათზე მეტ ინდივიდუალურ კლონში, შეიძლება დავასკვნათ, რომ ის მნიშვნელოვან უპირატესობას ანიჭებს კორონავირუსს. ეს ვარაუდი ახლახან დაადასტურეს მკვლევარებმა ვირუსის ასობით ნიმუშის თანმიმდევრობის შემდეგ. უფრო მეტიც, როგორც მეცნიერები ვარაუდობენ, L452R ეხმარება ვირუსს დაინფიციროს ადამიანები, რომლებსაც აქვთ გარკვეული იმუნიტეტი კოროვირუსისგან.

მას შემდეგ, რაც მწვერვალის ცილა გადამწყვეტია ვაქცინებისა და მკურნალობისთვის, მეცნიერებმა ჩაატარეს ყველაზე დიდი კვლევა მასში მუტაციების შესასწავლად. მაგრამ, ზოგიერთი მეცნიერი თვლის, რომ ვირუსის გასაგებად მხოლოდ სპაიკის ცილის მუტაციების შესწავლა საკმარისი არ არის. კერძოდ, ამ მოსაზრებას იზიარებს ევოლუციური ვირუსოლოგიის ექსპერტი ნეშ როჩმანი.

როჰმანი არის ბოლო სტატიის თანაავტორი, სადაც ნათქვამია, რომ მიუხედავად იმისა, რომ სპაიკის ცილა არის ვირუსის მნიშვნელოვანი ელემენტი, არსებობს ასევე მისი სხვა, თანაბრად მნიშვნელოვანი ნაწილი, რომელსაც ეწოდება ნუკლეოკაფსიდური ცილა. ეს არის საფარი, რომელიც გარს აკრავს ვირუსის რნმ გენომს. მეცნიერის აზრით, ამ ორ სფეროს შეუძლია ერთად იმუშაოს. ანუ, სპაიკის პროტეინის მუტაციის მქონე ვარიანტი, ნუკლეოკაფსიდის ცილაში ცვლილებების გარეშე, შეიძლება საკმაოდ განსხვავებულად იქცეს სხვა ვარიანტისგან, რომელსაც აქვს მუტაციები ორივე ცილაში.

მუტაციების ჯგუფს, რომლებიც მუშაობენ ერთობლივად, ეწოდება ეპისტაზს. როჰმანისა და კოლეგების სიმულაციები აჩვენებს, რომ მუტაციების მცირე ჯგუფს სხვადასხვა წერტილში შეუძლია დაეხმაროს ვირუსს ანტისხეულებისგან თავის დაღწევაში და ამით ვაქცინები ნაკლებად ეფექტური გახადოს.

კორონავირუსის საშიში მუტაციის საფრთხე პანდემიის დასრულებამდე შენარჩუნდება

მეცნიერთა ყველაზე დიდი შეშფოთება არის ის ფაქტი, რომ ჩნდება მუტაციები, რომლებიც რეზისტენტულია ვაქცინაციის მიმართ. ყველა ვაქცინა ამჟამად აჩვენებს თავის ეფექტურობას. თუმცა, უახლესი Mu ვარიანტი უკვე დაამტკიცა, რომ ბევრად უფრო მდგრადია მათ მიმართ, ვიდრე ყველა წინა შტამი, მათ შორის დელტა ვარიანტი.

იმის გათვალისწინებით, რომ მსოფლიოს მოსახლეობის მცირე ნაწილი ჯერ კიდევ ვაქცინირებულია, ვირუსს არ აქვს განსაკუთრებული საჭიროება მუტაციაზე, რომელსაც შეუძლია მთლიანად გაანადგუროს იმუნური სისტემა. ექსპერტები თვლიან, რომ ვირუსისთვის უფრო ადვილია იპოვონ ახალი და უკეთესი გზები მილიარდობით ადამიანის დასაინფიცირებლად, რომლებსაც ჯერ არ აქვთ იმუნიტეტი.

თუმცა, არავინ იცის, რა მუტაციები გველის წინ და რამდენი ზიანი შეიძლება მოჰყვეს მათ. ხანგრძლივი ინკუბაციური პერიოდის გათვალისწინებით, საშიში მუტაციის მქონე ვირუსს შეუძლია გადარჩეს და გავრცელდეს პლანეტაზე, თუნდაც ის წარმოიშვას იშვიათად დასახლებულ ზონაში.

მუტაციების საკითხის გასაგებად, მნიშვნელოვანია ერთი რამის გაგება - ისინი წარმოიქმნება ვირუსის რეპლიკაციის დროს. სხვადასხვა ქვეყანაში მიმდინარე წელს გაჩენილი მუტაციები არის მიზეზი იმისა, რომ პანდემია ჯერ არ არის კონტროლირებადი. ანუ რაც უფრო მძვინვარებს პანდემია, მით მეტი მუტაცია წარმოიქმნება, რაც თავის მხრივ ხელს უწყობს ვირუსის კიდევ უფრო გავრცელებას. ამიტომ, მომავალი, უფრო საშიში შტამების გაჩენის თავიდან ასაცილებლად საუკეთესო საშუალებაა გამეორებების რაოდენობის შეზღუდვა. ამ დროისთვის ვაქცინაცია ეხმარება ამაში, ისევე როგორც პროფილაქტიკური ზომების დაცვა.