Hur uppstår mutationer, är det värt att vänta på en ny stam av coronavirus?

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

I oktober förra året, någonstans i Indien, insjuknade en person som förmodligen är immunförsvagad i covid-19. Hans fall kan mycket väl ha varit lindrigt, men på grund av hans kropps oförmåga att bli av med coronaviruset dröjde han kvar och förökade sig. När viruset replikerades och flyttade från en cell till en annan, kopierade bitar av genetiskt material sig själva felaktigt. Med detta modifierade virus infekterade han de omkring honom.

Detta är hur, enligt forskare, uppstod Delta-stammen av coronaviruset, som orsakar förödelse runt om i världen och kräver ett stort antal liv varje dag. Under covid-19-pandemin har tusentals varianter av detta virus redan identifierats, varav fyra anses vara "oroande" - alfa, beta, gamma och delta.

Den farligaste av dem är Delta, enligt vissa rapporter är det cirka 97% mer smittsamt än det ursprungliga coronaviruset, som dök upp 2019 i Wuhan. Men kan det finnas ännu farligare stammar än Delta? Att förstå hur mutationer uppstår hjälper till att svara på frågan.

Coronavirus är mer mottagliga för mutationer än andra virus

En sådan händelseutveckling som i Indien var inte en överraskning för mikrobiologer. Naturligtvis kunde de inte förutse var och när ett ännu mer dödligt virus skulle dyka upp, och om det överhuvudtaget skulle hända, men möjligheten till en farlig mutation erkändes fullt ut. Enligt Bethany Moore, ordförande för institutionen för mikrobiologi och immunologi vid University of Michigan, replikerar det varje gång ett virus kommer in i en cell dess genom för att spridas till andra celler.

Dessutom kopierar coronavirus sina genom mer slarvigt än människor, djur eller till och med några andra patogener. Det vill säga, i processen att kopiera sina egna genetiska koder gör de ofta misstag, vilket leder till mutationer. Även om det finns virus som muterar ännu oftare än coronaviruset, till exempel influensa. Detta beror på att RNA från coronavirus innehåller ett korrekturläsande enzym som är ansvarigt för att dubbelkolla kopior. Därför, oftast i vilken form det kommer in i en person, på detta sätt kommer det från honom.

Men som epidemiologer säger, för att orsaka irreparabel skada på världen, behövs inte många felaktigt kopierade kopior. Virus som överförs av luftburna droppar, till exempel under en konversation, sprids mycket snabbare än de som överförs sexuellt, genom blod eller till och med taktilt. Dessutom har sådana virus en annan fara - en infekterad person kan överföra den, och till och med dess muterade version, även innan han vet om sin infektion.

Individuella mutationer av coronaviruset är mindre farliga än konvergent evolution

De flesta mutationer dödar antingen viruset på egen hand, eller dör på grund av bristen på spridning, det vill säga bäraren skickar det vidare till ett litet antal människor som isolerar och förhindrar viruset från att spridas vidare. Men när ett stort antal mutationer skapas lyckas några av dem av misstag "rymma" från en begränsad krets av bärare, till exempel om en smittad person besöker en fullsatt plats eller ett evenemang med ett stort antal deltagare.

Men enligt Vaughn Cooper, professor i mikrobiologi och molekylär genetik, är forskarna mest rädda inte ens för en mutation av något virus, utan liknande förändringar som sker i många oberoende varianter. Sådana förändringar gör alltid viruset mer perfekt när det gäller evolution. Detta fenomen kallas konvergent evolution.

Till exempel, i alla stammar som nämns ovan, inträffade mutationen i en del av spikproteinet (spikeprotein). Dessa utsprång hjälper viruset att infektera mänskliga celler. Så, som ett resultat av D614G-mutationen, ersattes en typ av aminosyra (kallad asparaginsyra) med glycin, vilket gjorde viruset mer smittsamt.

En annan vanlig mutation, känd som L452R, omvandlar aminosyran leucin till arginin, återigen i spikeproteinet. Med tanke på att L452-mutationen har observerats i mer än ett dussin enskilda kloner, kan man dra slutsatsen att den ger en viktig fördel för coronaviruset. Detta antagande bekräftades nyligen av forskare efter att ha sekvenserat hundratals prover av viruset. Dessutom, som forskare föreslår, hjälper L452R viruset att infektera människor med viss immunitet mot coronaviruset.

Eftersom spikproteinet har varit avgörande för utvecklingen av vacciner och behandlingar, har forskare genomfört den största mängden forskning för att studera mutationer i det. Men vissa forskare tror att studiet av mutationer i spikeproteinet enbart inte är tillräckligt för att förstå viruset. I synnerhet delas denna åsikt av Nash Rochman, expert på evolutionär virologi.

Rohman är medförfattare till en ny artikel som säger att även om spikproteinet är en viktig del av viruset, finns det också en annan, lika viktig del av det, som kallas nukleokapsidproteinet. Det är en beläggning som omger virusets RNA-genom. Enligt forskaren kan dessa två områden samarbeta. Det vill säga att en variant med en mutation i spikeproteinet utan några förändringar i nukleokapsidproteinet kan bete sig helt annorlunda än en annan variant som har mutationer i båda proteinerna.

En grupp mutationer som fungerar tillsammans kallas epistas. Simuleringar av Rohman och kollegor visar att en liten grupp mutationer vid olika punkter kan hjälpa viruset att fly antikroppar och därmed göra vacciner mindre effektiva.

Hotet om en farlig mutation av coronaviruset kommer att finnas kvar till slutet av pandemin

Forskarnas största oro är det faktum att mutationer dyker upp som är resistenta mot vaccination. Alla vacciner visar för närvarande sin effektivitet. Den senaste Mu-varianten har dock redan visat sig vara mycket mer resistent mot dem än alla tidigare stammar, inklusive Delta-varianten.

Med tanke på att en liten del av världens befolkning fortfarande är vaccinerad, har viruset inget särskilt behov av en mutation som kan överlista immunförsvaret helt. Experter tror att det är lättare för viruset att hitta nya och bättre sätt att infektera miljarder människor som ännu inte har immunitet.

Men ingen vet vilka mutationer som väntar och hur mycket skada de kan orsaka. Med tanke på den långa inkubationstiden kan ett virus med en farlig mutation överleva och spridas runt planeten, även om det har sitt ursprung i ett glest befolkat område.

För att förstå frågan om mutationer är det viktigt att förstå en sak - de uppstår när det finns viral replikation. Mutationer som dyker upp i år i olika länder är anledningen till att pandemin ännu inte är under kontroll. Det vill säga att ju mer en pandemi rasar, desto fler mutationer uppstår som i sin tur bidrar till en ännu större spridning av viruset. Därför är det bästa sättet att förhindra uppkomsten av framtida, farligare stammar att begränsa antalet replikationer. För närvarande hjälper vaccination i detta, liksom efterlevnad av förebyggande åtgärder.