Ha mutálódik, akkor veszélyesebb? Avagy hogyan változik és terjed a koronavírus.
Forrás: https://nextstrain.org/
A híreket hallgatva, olvasva sokszor találkozunk azzal, hogy a vírus újabb mutációját sikerült kimutatni. Olyan hírek is terjednek, melyek szerint az egyik mutációval rendelkező típus másként viselkedik, mint a másik, esetleg komolyabb tüneteket tud okozni. Vajon tényleg így van? Nézzük meg, hogy mit is jelent a vírus mutálódása, és van -e ennek jelentős következménye az emberre nézve.
A koronavírus genomja
A koronavírus egy lipid membrán, tele genetikai utasításokkal (RNS), mely azt a célt szolgálja, hogy vírusok millióinak másolatát készítse önmagáról. Az utasításokat 30 000 "betű" kódolja - adenin (A), citozin (C), guanin (G) és uracil (U) bázisok formájában-, amelyeket a fertőzött gazdasejt génkifejező rendszere képes olvasni és sokféle vírusfehérjévé átfordítani.
Új koronavírus
2019. decemberében titokzatos tüdőgyulladással járó megbetegedések jelentek meg a kínai Wuhanban. 2020. január elején a kutatók megszekvenálták annak az új koronavírusnak az első genomját, amelyet egy piacon dolgozó emberből izoláltak. A SARS-CoV-2 vírus nyomon követése szempontjából ez az első genom kiváló alapul szolgált a tudósok számára.
A koronavírussal fertőzött sejtek millió szám bocsátanak ki olyan új vírusokat, amelyek mindegyike az eredeti genom másolatát hordozza. Amikor a fertőzött gazdasejt másolja ezt a vírusgenomot, időnként hibákat követ el, ami általában csak egyetlen rossz betűt jelent. Ezeket a másolási hibákat mutációknak nevezzük. Ahogy a koronavírusok emberről emberre terjednek, véletlenszerűen több mutációt halmoznak fel genomjukban.
Amikor a kutatók összehasonlították a wuhani esetek több genomját, mindösszesen néhány új mutációt fedeztek fel, ami arra utalt, hogy a különféle genomok egy nemrégiben megjelent közös őstől származnak. Ezek a vírusok szabályos sebességgel halmoznak fel új mutációkat, így a tudósok képesek voltak megbecsülni azt, hogy a kitörés valamikor 2019. novemberében Kínából indulhatott.
Mikor számítanak a mutációk?
A mutációk gyakran változtatják meg a gént anélkül, hogy megváltoztatnák az általa kódolt fehérjét. A fehérjék az aminosavak hosszú láncai, különböző alakzatokba hajtogatva. Mindegyik aminosavat három genetikai betű kódolja (ez az un. triplet), de sok esetben a triplet harmadik betűjében bekövetkező mutáció ugyanazt az aminosavat kódolja. Ezek az úgynevezett "néma mutációk", mert nem változtatják meg a kapott fehérjét.
Az úgynevezett "nem csendes" mutációk viszont megváltoztatják a fehérje aminosav sorrendjét. Mivel azonban a fehérjék több száz vagy több ezer aminosavból épülnek fel, ezért egyetlen aminosav módosulása gyakran nem- észlelhető módon változtatja meg a fehérje alakját vagy működését.
Néhány mutáció eltűnik, mások terjednek
A hónapok elteltével a koronavírus genomjának bizonyos részein számos mutáció halmozódott fel, míg más szakaszain kevesebb mutáció jelentkezett, vagy egyáltalán nem tartalmazott genetikai eltérést. Ez a feltűnő jelenség fontos nyomokat jelenthet a koronavírus biológiájának a megértésében.
A genom azon részei, amelyek sok mutációt halmoztak fel, rugalmasabbak. Tolerálhatják a genetikai szekvencia változásait anélkül, hogy a vírust károsítanák. A kevés mutációval rendelkező részek viszont törékenyebbek. Az ezekben a részekben levő mutációk elpusztíthatják a koronavírust oly módon, hogy katasztrofális változásokat idéz elő annak fehérjéiben. Ezek az utóbbi régiók különösen jó támadási célpontként szolgálhatnak a vírusellenes gyógyszerek fejlesztésének szempontjából. A mutációk monitorozása azért is nagyon fontos, mert lehetővé teszik a tudósok számára, hogy az egész világon pontosan nyomon követhessék a Covid-19 járvány terjedését.
A vírusok özöne
2020. januárban és februárban több fertőzött ember érkezett az Egyesült Államokba sajátságos mutációkat hordozó koronavírusokkal. Néhány vírus olyan mutációkkal rendelkezett, amely azt jelezte, hogy Kínából vagy Ázsia más részeiről érkeztek. De New York városában a betegektől izolált vírusok többsége genetikai azonosságot mutatott az Európában keringő vírusokkal. Míg mások az Egyesült Államok más részeiről származhatnak.
Ezt követően az Egyesült Államok és Európa hamarosan új vírusforrásokká váltak más országok tekintetében. Az Egyesült Államokból a légi közlekedés segítségével az újabb mutációkat Guatemalába, illetve az Európában kialakult mutációkat hordozó koronavírusokat újból Ázsiába hurcolták be.
Lassan mutálódó vírus
A világjárvány jelenlegi pontján a 10 vagy annál kevesebb mutációval rendelkező koronavírus genomok a gyakoriak, és csak kevés ember hordoz olyan vírust, amely 20-nál több mutációval rendelkezik - ami még mindig kevesebb, mint a genom tíz százaléka.
Az idő múlásával a vírusok új törzsekké fejlődhetnek - más szóval, olyan vírustörzsek jönnek létre, amelyek genetikailag már jelentősen különböznek egymástól. Január óta a kutatók sok ezer SARS-CoV-2 genomot szekvenáltak meg, és nyomon követik a felmerült mutációkat. Eddig nem találtak bizonyítékot arra, hogy a mutációk jelentősen megváltoztatnák a vírus emberre gyakorolt hatását.
A kutatók azt találták, hogy néhány más RNS-vírussal összehasonlítva a koronavírus viszonylag lassan mutálódik, részben azért, mert a javító funkcióval rendelkező vírusfehérjék képesek korrigálni néhány hibát. Emellett havonta a koronavírusok legfeljebb csak két egybetűs mutációt szerezhetnek.
A jövőben a koronavírus tehát felvethet néhány olyan mutációt, amelyek elősegítik az ember immunrendszerének a megkerülését, de a lassú mutációja azt jelenti, hogy ezek a változások hosszútávon, az évek során jelennek majd meg. A vírussal kapcsolatos ez idáig megszerzett tudásunk jól használható a Covid-19 elleni vakcina fejlesztésben. Mindezek alapján, ha 2021-ben az embereket beoltják az új koronavírus ellen, akkor évekig tartó védelmet élvezhetnek majd.
Amit nem tudunk
A világszerte több mint hárommillió embert megfertőzött koronavírusoknak a kutatók csak egy töredékét szekvenálták meg. A további genomszekvenálások több fejezetet tárnak majd elénk a vírus terjedésének és változásának történetéből. Különösen lelkesen tanulmányozzák a tudósok azokat a régiókat, ahol máig kevés genomszekvenálás történt, mint például Afrikában és Dél-Amerikában.
Források:
The New York Times (Szerzők: Jonathan Corum és Carl Zimmer) 2020. április 30.
Összeállította: Dojcsákné Kiss-Tóth Éva, tudományos segédmunkatárs, ME-EK