Paano umusbong ang mga mutasyon, sulit ba na maghintay para sa isang bagong strain ng coronavirus?

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Noong Oktubre noong nakaraang taon, sa isang lugar sa India, ang isang tao na malamang na immunocompromised ay nagkasakit ng COVID-19. Maaaring banayad ang kanyang kaso, ngunit dahil sa kawalan ng kakayahan ng kanyang katawan na alisin ang sarili sa coronavirus, siya ay nagtagal at dumami. Habang ang virus ay umuulit at lumipat mula sa isang cell patungo sa isa pa, ang mga piraso ng genetic na materyal ay hindi kinopya ang kanilang mga sarili. Sa binagong virus na ito, nahawaan niya ang mga nakapaligid sa kanya.

Ganito, ayon sa mga siyentipiko, lumitaw ang Delta strain ng coronavirus, na nagdudulot ng kalituhan sa buong mundo at kumikitil ng malaking bilang ng mga buhay araw-araw. Sa panahon ng pandemya ng COVID-19, libu-libong variant ng virus na ito ang natukoy na, apat sa mga ito ay itinuturing na "nababahala" - Alpha, Beta, Gamma at Delta.

Ang pinaka-mapanganib sa kanila ay ang Delta, ayon sa ilang mga ulat na ito ay halos 97% na mas nakakahawa kaysa sa orihinal na coronavirus, na lumitaw noong 2019 sa Wuhan. Ngunit, maaari bang magkaroon ng mas mapanganib na mga strain kaysa sa Delta? Ang pag-unawa sa kung paano nangyayari ang mga mutasyon ay makakatulong sa pagsagot sa tanong.

Ang mga coronavirus ay mas madaling kapitan ng mga mutasyon kaysa sa iba pang mga virus

Ang gayong pagliko ng mga kaganapan tulad ng sa India ay hindi isang sorpresa sa mga microbiologist. Siyempre, hindi nila mahuhulaan kung saan at kailan lilitaw ang isang mas nakamamatay na virus, at kung ito ay mangyayari sa lahat, ngunit ang posibilidad ng isang mapanganib na mutation ay ganap na inamin. Ayon kay Bethany Moore, tagapangulo ng Kagawaran ng Microbiology at Immunology sa Unibersidad ng Michigan, sa tuwing may virus na pumapasok sa isang cell, ginagaya nito ang genome nito upang kumalat sa ibang mga selula.

Bukod dito, ang mga coronavirus ay kinokopya ang kanilang mga genome nang mas walang ingat kaysa sa mga tao, hayop, o kahit ilang iba pang mga pathogen. Iyon ay, sa proseso ng pagkopya ng kanilang sariling mga genetic code, madalas silang nagkakamali, na humahantong sa mga mutasyon. Bagaman, may mga virus na mas madalas mag-mutate kaysa sa coronavirus, halimbawa ang trangkaso. Ito ay dahil ang RNA ng mga coronavirus ay naglalaman ng isang proofreading enzyme na responsable para sa pag-double-check ng mga kopya. Samakatuwid, madalas sa kung anong anyo ito napupunta sa isang tao, sa paraang ito ay nagmumula sa kanya.

Gayunpaman, tulad ng sinasabi ng mga epidemiologist, upang magdulot ng hindi na mapananauli na pinsala sa mundo, maraming mga maling kopyang kopya ang hindi kailangan. Ang mga virus na naililipat sa pamamagitan ng airborne droplets, halimbawa, sa panahon ng isang pag-uusap, ay kumalat nang mas mabilis kaysa sa mga naililipat sa pamamagitan ng pakikipagtalik, sa pamamagitan ng dugo, o kahit sa pamamagitan ng pandamdam. Bilang karagdagan, ang mga naturang virus ay may isa pang panganib - ang isang nahawaang tao ay maaaring magpadala nito, at maging ang mutated na bersyon nito, kahit na bago pa niya alam ang tungkol sa kanyang impeksyon.

Ang mga indibidwal na mutasyon ng coronavirus ay hindi gaanong mapanganib kaysa sa convergent evolution

Karamihan sa mga mutasyon ay maaaring pumatay sa virus nang mag-isa, o mamatay dahil sa kakulangan ng pagkalat, ibig sabihin, ipinapasa ito ng carrier sa isang maliit na bilang ng mga tao na naghihiwalay at pumipigil sa pagkalat ng virus. Ngunit kapag ang isang malaking bilang ng mga mutasyon ay nilikha, ang ilan sa kanila ay hindi sinasadyang "makatakas" mula sa isang limitadong bilog ng mga carrier, halimbawa, kung ang isang nahawaang tao ay bumisita sa isang masikip na lugar o isang kaganapan na may malaking bilang ng mga kalahok.

Gayunpaman, ayon kay Vaughn Cooper, propesor ng microbiology at molecular genetics, ang mga siyentipiko ay hindi natatakot kahit na sa isang mutation ng alinmang virus, ngunit ang mga katulad na pagbabago na nangyayari sa maraming independiyenteng mga variant. Ang ganitong mga pagbabago ay palaging ginagawang mas perpekto ang virus sa mga tuntunin ng ebolusyon. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na convergent evolution.

Halimbawa, sa lahat ng mga strain na nabanggit sa itaas, ang mutation ay naganap sa isang bahagi ng spike protein (spike protein). Ang mga protrusions na ito ay tumutulong sa virus na makahawa sa mga selula ng tao. Kaya, bilang resulta ng mutation ng D614G, isang uri ng amino acid (tinatawag na aspartic acid) ang pinalitan ng glycine, na naging dahilan upang mas nakakahawa ang virus.

Ang isa pang karaniwang mutation, na kilala bilang L452R, ay nagko-convert ng amino acid leucine sa arginine, muli sa spike protein. Isinasaalang-alang na ang L452 mutation ay naobserbahan sa higit sa isang dosenang indibidwal na mga clone, maaari itong tapusin na nagbibigay ito ng isang mahalagang kalamangan sa coronavirus. Ang palagay na ito ay kinumpirma kamakailan ng mga mananaliksik matapos ang pagkakasunud-sunod ng daan-daang sample ng virus. Bukod dito, gaya ng iminumungkahi ng mga siyentipiko, tinutulungan ng L452R ang virus na mahawa ang mga tao na may ilang immunity mula sa coronavirus.

Dahil ang spike protein ay naging kritikal para sa pagbuo ng mga bakuna at paggamot, ang mga siyentipiko ay nagsagawa ng pinakamalaking dami ng pananaliksik upang pag-aralan ang mga mutasyon dito. Ngunit, naniniwala ang ilang mga siyentipiko na ang pag-aaral ng mga mutasyon sa spike protein lamang ay hindi sapat upang maunawaan ang virus. Sa partikular, ang opinyon na ito ay ibinahagi ni Nash Rochman, isang dalubhasa sa evolutionary virology.

Si Rohman ay isang co-author ng isang kamakailang artikulo na nagsasaad na, bagama't ang spike protein ay isang mahalagang elemento ng virus, mayroon ding isa pa, parehong mahalagang bahagi nito, na tinatawag na nucleocapsid protein. Ito ay isang patong na pumapalibot sa RNA genome ng virus. Ayon sa siyentipiko, ang dalawang lugar na ito ay maaaring magtulungan. Iyon ay, ang isang variant na may mutation sa spike protein na walang anumang pagbabago sa nucleocapsid protein ay maaaring kumilos nang medyo naiiba mula sa isa pang variant na may mga mutasyon sa parehong mga protina.

Ang isang pangkat ng mga mutasyon na gumagana sa konsyerto ay tinatawag na epistasis. Ang mga simulation ni Rohman at mga kasamahan ay nagpapakita na ang isang maliit na grupo ng mga mutasyon sa iba't ibang mga punto ay makakatulong sa virus na makatakas sa mga antibodies at sa gayon ay gawing hindi gaanong epektibo ang mga bakuna.

Ang banta ng isang mapanganib na mutation ng coronavirus ay mananatili hanggang sa katapusan ng pandemya

Ang pinakamalaking pag-aalala ng mga siyentipiko ay ang katotohanan na ang mga mutasyon ay umuusbong na lumalaban sa pagbabakuna. Ang lahat ng mga bakuna ay kasalukuyang nagpapakita ng kanilang pagiging epektibo. Gayunpaman, ang pinakabagong variant ng Mu ay napatunayang mas lumalaban sa kanila kaysa sa lahat ng nakaraang mga strain, kabilang ang variant ng Delta.

Dahil sa isang maliit na bahagi ng populasyon ng mundo ay nabakunahan pa, ang virus ay walang partikular na pangangailangan para sa isang mutation na may kakayahang ganap na lampasan ang immune system. Naniniwala ang mga eksperto na mas madali para sa virus na makahanap ng bago at mas mahusay na mga paraan upang mahawahan ang bilyun-bilyong tao na wala pang immunity.

Gayunpaman, walang nakakaalam kung ano ang mga mutasyon sa hinaharap at kung gaano karaming pinsala ang maaaring idulot nito. Dahil sa mahabang panahon ng pagpapapisa ng itlog, ang isang virus na may mapanganib na mutation ay maaaring mabuhay at kumalat sa buong planeta, kahit na ito ay nagmula sa isang lugar na kakaunti ang populasyon.

Ang pag-unawa sa isyu ng mutasyon, mahalagang maunawaan ang isang bagay - nangyayari ito kapag may viral replication. Ang mga mutasyon na umuusbong ngayong taon sa iba't ibang bansa ang dahilan kung bakit hindi pa kontrolado ang pandemya. Iyon ay, kapag mas lumalaganap ang isang pandemya, mas maraming mutasyon ang lumitaw, na nag-aambag naman sa isang mas malaking pagkalat ng virus. Samakatuwid, ang pinakamahusay na paraan upang maiwasan ang paglitaw ng hinaharap, mas mapanganib na mga strain ay upang limitahan ang bilang ng mga replikasyon. Sa ngayon, ang pagbabakuna ay nakakatulong dito, pati na rin ang pagsunod sa mga hakbang sa pag-iwas.