Novi soj koronavirusa krenuo je u svoj pohod svijetom, a nakon što je zahvatio Ujedinjeno Kraljevstvo, mutirani virus otkriven je i u SAD-u, Kanadi i drugdje. Kod znanstvenika postoji bojazan da bi se novi sojevi korone mogli lakše širiti.
Sarah Otto, autorica članka na portalu Science Alert te evolucijska biologinja sa Sveučilišta Kolumbija, proučava kako mutacija i selekcija kombiniraju oblikovanje promjena u populacijama tijekom vremena. Navodi da nikada ranije nismo imali toliko podataka o evoluciji u stvarnom vremenu kao što ju imamo s koronavirusom.
Naime, 2020. godine sekvencirano je više od 380.000 genoma.
Mutacije učinile koronavirus 'sposobnijim'
Kako se širi, SARS-CoV-2 mutira stvarajući male razlike u svom genomu. Te mutacije omogućuju znanstvenicima da pronađu tko je s kim povezan preko cijelog obiteljskog stabla virusa.
Evolucijski biolozi, uključujući i Otto, upozorili su protiv pretjeranog tumačenja prijetnje koju predstavljaju mutacije. Većina mutacija neće pomoći virusu, baš kao što ni "šutiranje" radnog stroja neće poboljšati stanje.
No, često mutacija ili niz mutacija virusu daje prednost. Podaci uvjeravaju da mutacije novog soja koji se prvi put pojavio u Velikoj Britaniji, poznatom kao B.1.1.7, na neki način čine virus "sposobnijim".
Kako određena varijanta virusa prelazi u drugu skupinu?
Kad nova varijanta postane uobičajena, znanstvenici utvrđuju razlog njenog širenja. Virus koji nosi određenu mutaciju može slučajno porasti u učestalosti ako je: nošen superširiteljem, preseljen na novo nezaraženo mjesto, uveden u novi segment stanovništva.
Zadnja dva primjera nazivaju se "osnivački događaji". Dakle, nagli porast učestalosti može se dogoditi ako se određeni soj virusa uvede u novu skupinu i započne lokalna epidemija. Slučajni događaji mogu objasniti porast učestalosti nekoliko različitih SARS-CoV-2 inačica, objašnjava Otto za Science Alert.
Ali B.1.1.7 je iznimka, što pokazuje vrlo jak signal odabira. U posljednja dva mjeseca učestalost B.1.1.7 povećavala se brže od one koja nije B.1.1.7 u gotovo svakom tjednu i zdravstvenoj regiji u Engleskoj. Ovi podaci, objavljeni 21. prosinca 2020., pomogli su uvjeriti britanskog premijera Borisa Johnsona da veći dio zemlje stavi pod blokadu i doveli su do širokih zabrana putovanja iz Velike Britanije.
Porast B.1.1.7 ne može se objasniti osnivačkim događajem u novim regijama jer je COVID-19 već cirkulirao Velikom Britanijom. Događaji osnivača u novom segmentu stanovništva, primjerice Nakon konferencije, također nisu vjerojatni s obzirom na raširena ograničenja u odnosu na velika okupljanja u to vrijeme.
Naša sposobnost praćenja evolucije SARS-CoV-2 rezultat je velikog napora znanstvenika da dijele i analiziraju podatke u stvarnom vremenu. No, Otto objašnjava da je posljedica "puke glupe sreće" to što postoji nevjerojatno detaljno znanje o B.1.1.7. Jedna od njegovih mutacija izmijenila je dio genoma koji se koristi za testiranje na COVID-19 u Velikoj Britaniji, što je omogućilo da se slika evolucijskog širenja izvuče iz više od 275.000 slučajeva.
B.1.1.7 nosi velik broj novih mutacija
Jedno iznenađenje za znanstvenike bilo je da B.1.1.7 nosi izuzetan broj novih mutacija. B.1.1.7 akumulirao je od 30 do 35 promjena tijekom prošle godine. B.1.1.7 ne mutira brže, ali čini se da je u nedavnoj prošlosti doživio nalet brzih promjena.
Virus je možda nosio pojedinac sa slabim imunitetom. Ljudi sa slabijim imunološkim sustavom neprestano se bore protiv virusa, produljenim infekcijama, ponovljenim krugovima replikacije virusa i samo djelomičnim imunološkim odgovorom na koji se virus neprestano razvija. Preliminarna izvješća o istraživanju koja tek trebaju biti provjerena opisala su dvije druge zabrinjavajuće varijante - jedna porijeklom iz Južne Afrike (B.1.351) i druga iz Brazila (P1).
Obje varijante pokazuju nedavnu povijest viška mutacija i brzo povećanje učestalosti unutar lokalnih populacija. Znanstvenici trenutno prikupljaju podatke potrebne kako bi potvrdili da je odgovoran odabir za veći prijenos, a ne slučajnost.
Dodatne mutacije
Valja uzeti u obzir ulogu unutar onih pojedinaca u kojima je nastao velik broj mutanata. 23 mutacije B.1.1.7 i 21 mutacije P1 nisu nasumično raspoređene po genomu, već su skupljene u genu koji kodira protein klas. Jedna promjena u šiljku, nazvana N501Y, nastala je neovisno u sve tri varijante, kao i kod imunokompromitiranih pacijenata proučavanih u SAD-u i Velikoj Britaniji. Ostale promjene na šiljku (npr. E484K, del69-70) uočene su u dvije od tri varijante.
Osim vrhunca, tri zabrinjavajuće varijante dijele jednu dodatnu mutaciju koja briše mali dio drastično nazvanog "nestrukturnog proteina 6" (NSP6). Još se ne zna što čini uklanjanje, ali u srodnom koronavirusu NSP6 prevari stanični obrambeni sustav i može promovirati zarazu koronavirusom. NSP6 također otima ovaj sustav kako bi pomogao kopiranju virusnog genoma. U svakom slučaju, brisanje može promijeniti sposobnost virusa da se uhvati i replicira unutar naših stanica.
Zašto se mutirani virus brže širi?
Paralelna evolucija istih mutacija u različitim zemljama i kod različitih imunokompromitiranih pacijenata sugerira da one donose selektivnu prednost u izbjegavanju imunološkog sustava osoba kod kojih su se mutacije dogodile. Za N501Y to su potkrijepili eksperimenti na miševima.
Ali što objašnjava veću brzinu prijenosa od pojedinca do pojedinca? Na ovo je izazovno odgovoriti jer su mnoge mutacije koje su nastale odjednom sada povezane u ove varijante, a to može biti bilo koja ili njihova kombinacija koja dovodi do prednosti prijenosa. Usprkos tome, nekoliko je ovih inačica već nastalo samo od sebe i nije dovelo do brzog širenja.
Jedno je istraživanje pokazalo da je N501Y sam imao samo slabu prednost u prijenosu, brzo se povećavajući samo u kombinaciji s nizom mutacija uočenih u B.1.1.7. Iako se evolucijska priča o COVID-u još uvijek piše, sada se pojavljuje jedna važna poruka. Prednost prijenosa B.1.1.7 od 40-80 posto, a potencijalno i druge inačice B.1.351 i P1, preplavit će mnoge zemlje u sljedećih nekoliko mjeseci.
Otto za Science Alert piše da se moraju uvesti cjepiva što je brže moguće, zaustaviti protok varijacija ograničavanjem interakcija i putovanja te pojačati nadzor i traženje kontakata.
Situaciju s koronavirusom u Hrvatskoj i svijetu iz minute u minutu možete pratiti OVDJE.
