Kai Brazilijos Manauso miesto ligoninėse neseniai baigėsi deguonies atsargos, skubiai evakuoti pacientų buvo iškviestos karinės oro pajėgos, o medikai karštligiškai stengėsi gelbėti gyvybes manualinėmis plaučių ventiliacijomis. Tiems, kurių jau nebebuvo galima išgelbėti, liko tik morfinas ir paskutinis rankos paspaudimas.

Padėtis buvo pražūtinga ne tik pacientams. Pastarosiomis savaitėmis Manause smarkiai išaugęs COVID-19 atvejų skaičius dar garsiau suskambino pavojaus varpais viso pasaulio vyriausybėms ir agentūroms, bandančioms suvaldyti pandemiją. Naujų atvejų skaičius taip pat auga Didžiojoje Britanijoje ir Pietų Afrikos Respublikoje, ir, pasirodo, kaip ir Manause, tai yra susiję su naujomis koronaviruso atmainomis, rašo theconversation.com.

Nerimą kelia trys atmainos

Įvardyti šiuos „nerimą keliančius variantus“, kaip juos vadina mokslininkai, nėra taip paprasta. Paprastumo dėlei jie vadinami Brazilijos, Pietų Afrikos ir Didžiosios Britanijos atmainomis. Visos jos atsirado pastaruoju metu ir buvo nulemtos kelių mutacijų, kurios reiškė specifinį pokytį šio virusio evoliucijoje. Mokslininkai neabejoja, kad atsiras ir daugiau viruso atmainų.

Nepaisant to, kad išsivystė atskirai trijuose skirtinguose žemynuose, šias tris atmainas vienija stebėtini panašumai. Kiekviena iš jų kilo nuo kelių mutacijų, įvykusių per trumpą laiką, be to, šios mutacijos buvo susijusios su genu, kuris yra atsakingas už baltymą viruso dygliukuose.

Dyglio baltymas yra ta sritis, kur vyksta svarbūs mūšiai tarp žmogaus ir viruso, įskaitant vakcinas. Nuo jo priklauso, kaip virusas kontaktuos su žmogaus kūnu, kalbant tiek apie imuninį atsaką, tiek apie prikibimą ir patekimą į žmogaus kvėpavimo takus.

Kelios mutacijos ne tik pakoregavo šį baltymą, bet ir identiškos mutacijos atskirai viena nuo kitos pasireiškė tiek nerimą keliančiose atmainose, tiek kitose viruso linijose. Kitaip tariant, virusas, susidūręs su specifiniais iššūkiais, priėmė tokius pačius evoliucinius sprendimus. Šis fenomenas vadinamas evoliucine konvergencija (pabandykite prisiminti atskirai vykusią šikšnosparnių, paukščių ir vabzdžių sparnų evoliuciją).

Suprasti, kaip šios mutacijos gali pakeisti koronaviruso elgesį molekuliniame lygmenyje, yra sudėtinga. Didžiojoje Britanijoje ir kitur jau bandoma susieti kiekvienos atmainos genotipą (mutacijas) su jos fenotipu (kaip greitai ji plinta), tačiau tam reikia ilgalaikių tarpdisciplininių pastangų.

Mutacijų konsteliacijos

Šią užduotį apsunkina ir tai, kad šiose atmainose susikaupė po kelias mutacijas (vadinamas konsteliacijomis). Didžiosios Britanijos atmainoje, pavyzdžiui, nustatytos 23 atskiros mutacijos, atspindinčios reikšmingą evoliucinį šuolį be žinomų tarpinių variantų (tarsi evoliucijos grandinėje trūktų kai kurių grandžių).

Nors ne visos mutacijos yra svarbios, bet kurios pavienės mutacijos poveikį gali pakoreguoti kitos mutacijos (šis efektas vadinamas epistaze). Tai itin komplikuoja bandymus išsiaiškinti, ką tiksliai šios mutacijos atlieka, ir vien tik iš sekos duomenų įvertinti naujai atsiradusių atmainų riziką.

Nepaisant šių sunkumų, kompiuterinės analizės ir laboratorinių eksperimentų kombinacija leido gauti vertingų įrodymų dėl šių mutacijų poveikio. Pavyzdžiui, visose trijose viruso atmainose buvo aptikta ta pati mutacija N501Y. Šis pavadinimas nurodo dyglio baltymo pokytį ir reiškia, kad amino rūgšties molekulės, esančios 501 pozicijoje, tipas iš asparagino (N) pasikeitė į tiroziną (Y).

501 pozicija yra prie receptorių prikimbančioje srityje – tai ta dyglio baltymo dalis, kuri prisitvirtina prie žmogaus kūno ląstelių receptoriaus ACE2, ir, panašu, kad šis pokytis leido sustiprinti viruso ir žmogaus ląstelių sukibimą. Tačiau dėl priežasčių, kurios kol kas yra nežinomos, kitos mutacijos padidino N501Y poveikį.

Kitos mutacijos, įvykusios dyglio baltyme, taip pat suteikė virusui kažkiek apsaugos nuo žmogaus imuninio atsako. Tarp tokių mutacijų pavyzdžių yra E484K (rasta Brazilijos ir Pietų Afrikos atmainose) ir dar viena mutacija Didžiosios Britanijos variante, kuri pašalino dvi amino rūgštis (del69-70) ir kuri vis randama kombinacijose su mutacijomis prie receptoriaus prikimbančioje srityje.

Atrankos spaudimas

Nerimą keliančios atmainos galėjo išsivystyti dėl specifinių evoliucinių iššūkių ir atrankos spaudimų, kurie leido išlikti vieniems, o ne kitiems viruso variantams. Tai padeda paaiškinti, kodėl šios atmainos taip greitai įgijo kelias mutacijas, ar kodėl jos pradėjo reikštis būtent dabar.

Vienas iš galimų Didžiosios Britanijos atmainos atsiradimo paaiškinimų būtų tas, kad ji pasireiškė ilgai sergančiam asmeniui, turėjusiam nusilpusią imuninę sistemą ir gydytam pasveikusio ligonio plazma (pasveikusio paciento antikūnais). Tai galėjo suteikti stiprų pranašumą bet kuriam viruso variantui, sugebėjusiam atsispirti terapiniams antikūnams. Tačiau tai lieka tik teorija.

Antrasis paaiškinimas susijęs su Brazilijos atmaina. Dabartinė infekcijų banga Manause yra tik naujausias COVID-19 antplūdis, smogęs šiam miestui. Per ankstesnes bangas šia infekcija buvo apsikrėtę 76 proc. gyventojų. Aukštas populiacijos imuniteto lygis galėjo suteikti pranašumą toms mutacijoms, kurios pakeitė viruso dyglių baltymą.

Nors šios atmainos kelia susirūpinimą, mes turime tikėti, kad vakcinos galiausiai padės sėkmingai įveikti pandemiją ir leis grįžti prie normalaus gyvenimo. Kol kas nėra jokių įrodymų, kad vakcinos prieš naujas viruso padermes būtų neveiksmingos. Nors užtikrintai negalime žinoti, ar virusas, susidūręs su vakcinomis, nemutuos ir neatliks tolesnių evoliucijos šuolių, vakcinų modifikacijos turėtų užtikrinti, kad mes vienu žingsniu būsime priekyje.

Komentarai ()