A koronavírus mesterien kavargatja génállománya elemeit

Tudósok újabb tanulmányokban hívják fel a figyelmet arra, hogy a koronavírusok mennyire gyakran módosítják genetikai összetevőiket, ami a veszélyes variánsok megszaporodásához vezethet.

Az elmúlt hetekben az új koronavírusnak olyan új variánsával kapcsolatban nyomták meg a vészcsengőt a tudósok, amely maroknyi apró mutációt hordoz. A kutatók feltételezése szerint ezen apró változások némelyike tehető felelőssé a vakcinák hatékonyságának (esetleges) gyengüléséért. Az is kiderül az új tanulmányokból, hogy valójában nem csak ezek a kis genetikai módosulások adnak okot aggodalomra.

Az új típusú koronavírusnak hajlama van rá, hogy genomjának nagyobb darabjait keverje össze a másolatok készítése során. A kis mutációk olyanok, mintha egy betűsorban egy-egy gépelési hiba történne. Ezzel szemben a hibát okozó másik jelenség – a rekombináció – ahhoz az esethez hasonlítható, amikor egy lemásol-beilleszt (copy-paste) változ(tat)ás történik. Ekkor a mondat egy nagyobb része teljesen módosul, mert egy kissé más, eltérő verzió felülírja.

A rekombináció révén a vírus veszélyes módon képes megváltoztatni az összetétele formáját – ez a felismerés okozza az új tanulmányokból kiolvasható nyugtalanságot. Azonban a biológiai gépezetnek épp ez a tulajdonsága hosszú távon egyben reménysugarat is nyújt a tudósok számára, amennyiben megfejtése segíteni tudja őket abban, hogy megtalálják annak módszerét, miként lehet ebben a folyamatban megállítani a vírust. „Nem kétséges, rekombináció zajlik, és ennek jelentőségét valójában kissé alulbecsüljük. Holott ez játszhat szerepet néhány riasztó új variáns létrejöttében” – mondja Nels Elde, evolúciógenetikus (University of Utah).

A legtöbbet emlegetett koronavírus-mutációkban – mint amilyen például az először Észak-Afrikában detektált B.1.351 variáns – a vírus hosszú genetikai anyagának (RNS-ének) sorrendjében zajlottak le ’egy betűs’ változások. Mivel a vírusban erőteljes az RNS kódjának korrigálására szolgáló rendszer, e képessége miatt viszonylag ritkák az apró – egyetlen betűt cserélő – mutációk.

A rekombináció mindennapos a koronavírusokban

Három koronavírus faj esetén, közöttük a COVID-19-et okozó SARS-CoV-2 vírusban a virológus Mark Denison vezette kutatók nemrégiben azt tanulmányozták, hogy a sokszorozódás (replikáció) során miként csúsznak félre a dolgok. A Vanderbilt Egyetem orvosi központjának munkacsoportja úgy találta, hogy a laboratóriumban a sokszorozódás folyamán mindhárom típusnál széles körű rekombináció zajlott. A tudósok attól tartanak, hogy a koronavírus(ok) ezen rekombinációs képessége teszi lehetővé azt, hogy a különféle variációk az emberi szervezeten belül még veszélyesebb verziókká áll(hat)nak össze.

Az először a Nagy Britanniában észlelt B.1.1.7 variánsnak például váratlanul több mint tucatnyi mutációja jelent meg. Dr. Elde úgy gondolja, a rekombináció összeolvasztotta, egyesítette azon különféle variánsok mutációit, amelyek – az idők folyamán – spontán módon keletkeztek egy-egy személy szervezetében. Jelen pillanatban ez a feltevés csak spekuláció: „Nagyon nehezen lehet észrevenni a rekombinációs esemény nyomait – mondta dr. Elde, hozzátéve azt is, hogy bár lehetséges egyszerre két variánssal is elméletileg megfertőződni, de úgy véli, azért ez bizonyára nagyon ritka. Katrina Lythgoe evolúcióepidemiológus (Oxford Big Data Institute, UK) nehezen tudná elfogadni, hogy gyakori volna a koinfekció. „Azonban az aggodalomra okot adó új variánsok arra figyelmeztetnek bennünket, hogy még a ritka eseményeknek is nagy hatású következményei lehetnek.”

A rekombináció lehetővé teheti, hogy az azonos rendszertani (taxonómiai) csoporthoz tartozó két különböző koronavírus egymás között kicserélje néhány génjét.

A kockázatot közelebbről megvizsgálva dr. Elde és kollégái sok különböző koronavírus genetikai szekvenciáit hasonlították össze, így a SARS-CoV-2-ét és néhány olyan távoli rokonáét is, amelyekről azt tudják a kutatók, hogy sertéseket és szarvasmarhákat fertőznek meg. Speciálisan erre a célra fejlesztett szoftvert használva, a tudósok rábukkantak azokra a pontokra, ahol a vírusgenom szekvenciái össze tudnak állni, illetve azokra a helyekre, ahol nem illeszkednek egymásba.

A szoftver megmutatta, hogy a vírus fejlődésének elmúlt pár évszázados fejlődése folyamán sok rekombinációs esemény érte azokat a szakaszokat (szegmenseket), amelyekből kialakult az a tüskefehérje, ami abban segíti a vírust, hogy be tudjon lépni a humán sejtekbe. És ez az, ami aggasztó, mondják a tudósok, mert ez lehet annak is a módja, aminek révén az egyik vírus képes felfegyverezni a másik vírust is adott alany megfertőzésére. „A rekombináció révén a genetikai állománya annak a vírusnak, amely amúgy nem tudná megfertőzni az embert, rekombinálódni tud egy olyan víruséval, mint amilyen a SARS-CoV-2 és átvéve a tüskefehérjéjét kódoló szekvenciáját, már képes lesz infekciót okozni” – mondja Stephen Goldstein, a tanulmányban részt vevő evolúcióvirológus.

A tanulmány tudományos folyóiratban még nem publikált eredményei friss evidenciát kínálnak arra, hogy az egymással rokonságban álló koronavírusok válogatás nélkül képesek keveredni (rekombinálódni) egymással. A kutatók sok olyan genetikai szekvenciát találtak a koronavírusokban, amelyek mintha a semmiből bukkantak volna elő. A teljesen különböző csoportokhoz tartozó koronavírusok rekombinációját részletekbe menően még senki nem tanulmányozta. Részben azért nem, mert az ilyen jellegű vizsgálatnak az USA-ban, biztonsági okokból, a kockázatok elkerülése miatt, szigorú kormányzati ellenőrzés és felügyelet mellett kell zajlania. Bár a utahi kutatók új szoftvere szokatlan genetikai szekvenciákat talált a koronavírusokban, ez nem jelenti a rekombináció megdönthetetlen bizonyítékát, mondja Feng Gao (Jinan Egyetem, Guangzhou). A kínai virológus szerint esetleg csak arról van szó, hogy ezek a genetikai szekvenciák eleve ilyen módon fejlődtek ki, jöttek létre.

Jó-e minden variánsra a korábban kifejlesztett vakcina?

Mintegy 4 ezer olyan koronavírus-mutáció kering a világban, ami COVID-19-betegséget okozhat, így most az összes vakcinagyártó, beleértve a Pfizert, az AstraZenecát, megpróbálja védőoltását „feljavítani” – nyilatkozták brit szakemberek. „Nagyon valószínűtlen, hogy a jelenleg rendelkezésre álló vakcinák nem lehetnek hatásosak az ismert mutációk ellen, elsősorban is abból a szempontból, hogy segítségükkel ne lehetne kivédeni a súlyos megbetegedést, elkerülni a kórházi kezelés szükségességét” – mondja a vakcinázás ügyéért az Egyesült Királyságban felelős miniszter, Nadhim Zahawi. „Minden gyártó: a Pfizer-Biontech, a Moderna, az Oxford-AstraZeneca mellett mások is azon dolgoznak, hogy ha kell, újratervezik vakcinájukat, hogy biztosan hatásosak legyenek bármely variáns esetén.”

A kihívás nem csekély, hiszen csaknem 4 ezer olyan mutánst azonosítottak a világon, ami a COVID-19-ért felelhet. Éppen ezért az Egyesült Királyságban „könyvtárba” gyűjtik a mutációkat, hogy ennek segítségével tudják frissíteni a védőoltásokat, ha a szükség ezt megkívánja. „Nálunk található a világ genomszekvenáló iparának mintegy 50 százaléka, a mutánsok gyűjteményének segítségével készen állunk arra, ha ősszel vagy később a ma kihívást jelentő variánsokra válaszul új vakcinát kell előállítani a britek, illetve a világ megvédésére” – mondta a miniszter.

A kutatókat és tudósokat nyugtalanítja az új virulens variánsok: így az Angliában talált B.1.1.7, a Dél-Afrikában felbukkant B.1.351 és a Brazíliában azonosított P.1 mutáció megjelenése, és aggódnak amiatt, hogy a rájuk adható vakcinaválasz vajon kielégítő-e.

Ugyanakkor a vezető egészségügyi szakértők megcáfolják a 4 ezernyi variánsra való utalás helyességét, mondván a miniszter talán eltévesztette, és nem variánsra, hanem egyedi mutációra gondolt. Hiszen „nem minden új mutáns egyben új variáns is” – hangzik némiképp megnyugtatóan a szakértők korrekciója.

Koronavírus mutációk

• Mit tudunk jelenleg az új koronavírus brit és dél-afrikai variánsairól?
• A COVID-19 elleni vakcinák, kezelések hatása a dél-afrikai variáns esetében
• A Pfizer-BioNTech és a Moderna vakcinája is hatásos a brit variánssal szemben
• A COVID-19 elleni vakcinák összehasonlítása
• A mutációk elleni vakcinafejlesztésekre akár 2-3 hónap is elég lehet

WEBBeteg
Szerző: Fazekas Erzsébet, újságíró, Forrás: The Coronavirus Is a Master of Mixing Its Genome, Worrying Scientists (nytimes.com), UK says 4,000 variants of virus that causes COVID-19 around the world (finance.Yahoo), There are about 4,000 variants of Covid-19 around the world: UK Minister (thehindubusinessline.com) Lektorálta: Dr. Ujj Zsófia Ágnes, belgyógyász, hematológus