Hvordan opstår mutationer, er det værd at vente på en ny stamme af coronavirus?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

I oktober sidste år, et sted i Indien, blev en person, der sandsynligvis er immunkompromitteret, syg af COVID-19. Hans tilfælde kan meget vel have været mildt, men på grund af hans krops manglende evne til at slippe af med coronavirus, dvælede han og formerede sig. Da virussen replikerede og flyttede fra en celle til en anden, kopierede stykker af genetisk materiale sig selv forkert. Med denne modificerede virus inficerede han dem omkring ham.

Det er sådan, ifølge videnskabsmænd, Delta-stammen af coronavirus opstod, som skaber kaos rundt om i verden og kræver et stort antal liv hver dag. Under COVID-19-pandemien er tusindvis af varianter af denne virus allerede blevet identificeret, hvoraf fire betragtes som "bekymrende" - Alpha, Beta, Gamma og Delta.

Den farligste af dem er Delta, ifølge nogle rapporter er den omkring 97% mere smitsom end den oprindelige coronavirus, som dukkede op i 2019 i Wuhan. Men kan der være endnu farligere stammer end Delta? At forstå, hvordan mutationer opstår, vil hjælpe med at besvare spørgsmålet.

Coronavirus er mere modtagelige for mutationer end andre vira

Sådan en vending som i Indien var ikke en overraskelse for mikrobiologer. De kunne selvfølgelig ikke forudsige, hvor og hvornår en endnu mere dødelig virus ville dukke op, og om det overhovedet ville ske, men muligheden for en farlig mutation blev fuldt ud indrømmet. Ifølge Bethany Moore, formand for afdelingen for mikrobiologi og immunologi ved University of Michigan, replikerer den, hver gang en virus kommer ind i en celle, sit genom for at sprede sig til andre celler.

Desuden kopierer coronavirus deres genomer mere skødesløst end mennesker, dyr eller endda nogle andre patogener. Det vil sige, at de i processen med at kopiere deres egne genetiske koder ofte laver fejl, hvilket fører til mutationer. Selvom der er vira, der muterer endnu oftere end coronavirus, for eksempel influenza. Dette skyldes, at RNA fra coronavirus indeholder et korrekturlæseenzym, der er ansvarlig for at dobbelttjekke kopier. Derfor, oftest i hvilken form det kommer ind i en person, på denne måde kommer det fra ham.

Men som epidemiologer siger, er der ikke brug for mange forkert kopierede kopier for at forårsage uoprettelig skade på verden. Vira, der overføres af luftbårne dråber, for eksempel under en samtale, spredes meget hurtigere end dem, der overføres seksuelt, gennem blod eller endda taktilt. Derudover har sådanne vira en anden fare - en inficeret person kan overføre den, og endda dens muterede version, selv før han ved om sin infektion.

Individuelle mutationer af coronavirus er mindre farlige end konvergent evolution

De fleste mutationer dræber enten virussen af sig selv eller dør på grund af manglende spredning, det vil sige, at bæreren sender den videre til et lille antal mennesker, som isolerer og forhindrer virussen i at sprede sig yderligere. Men når der skabes et stort antal mutationer, formår nogle af dem ved et uheld at "flygte" fra en begrænset kreds af bærere, for eksempel hvis en smittet person besøger et fyldt sted eller et arrangement med et stort antal deltagere.

Ifølge Vaughn Cooper, professor i mikrobiologi og molekylær genetik, er videnskabsmænd dog mest bange for ikke engang en mutation af en virus, men lignende ændringer, der forekommer i mange uafhængige varianter. Sådanne ændringer gør altid virussen mere perfekt med hensyn til evolution. Dette fænomen kaldes konvergent evolution.

For eksempel forekom mutationen i alle de ovenfor nævnte stammer i en del af spikeproteinet (spikeprotein). Disse fremspring hjælper virussen med at inficere menneskelige celler. Så som et resultat af D614G-mutationen blev en type aminosyre (kaldet asparaginsyre) erstattet med glycin, hvilket gjorde virussen mere smitsom.

En anden almindelig mutation, kendt som L452R, omdanner aminosyren leucin til arginin, igen i spidsproteinet. I betragtning af, at L452-mutationen er blevet observeret i mere end et dusin individuelle kloner, kan det konkluderes, at det giver en vigtig fordel for coronavirus. Denne antagelse blev for nylig bekræftet af forskere efter sekventering af hundredvis af prøver af virussen. Desuden, som forskere foreslår, hjælper L452R virussen med at inficere mennesker med en vis immunitet mod coronavirus.

Siden spidsproteinet har været afgørende for udviklingen af vacciner og behandlinger, har videnskabsmænd udført den største mængde forskning for at studere mutationer i det. Men nogle videnskabsmænd mener, at studiet af mutationer i spikeproteinet alene ikke er nok til at forstå virussen. Denne udtalelse deles især af Nash Rochman, en ekspert i evolutionær virologi.

Rohman er medforfatter til en nylig artikel, hvori det hedder, at selvom spidsproteinet er et vigtigt element i virussen, er der også en anden, lige så vigtig del af det, som kaldes nukleocapsidproteinet. Det er en belægning, der omgiver virussens RNA-genom. Ifølge videnskabsmanden kan disse to områder arbejde sammen. Det vil sige, at en variant med en mutation i spidsproteinet uden ændringer i nukleocapsidproteinet kan opføre sig helt anderledes end en anden variant, der har mutationer i begge proteiner.

En gruppe af mutationer, der virker sammen, kaldes epistase. Simuleringer fra Rohman og kolleger viser, at en lille gruppe af mutationer på forskellige punkter kan hjælpe virussen med at undslippe antistoffer og dermed gøre vacciner mindre effektive.

Truslen om en farlig mutation af coronavirus vil forblive indtil slutningen af pandemien

Forskernes største bekymring er det faktum, at der opstår mutationer, som er resistente over for vaccination. Alle vacciner viser i øjeblikket deres effektivitet. Den seneste Mu-variant har dog allerede vist sig at være meget mere modstandsdygtig over for dem end alle tidligere stammer, inklusive Delta-varianten.

Da en lille del af verdens befolkning stadig er vaccineret, har virussen ikke noget særligt behov for en mutation, der er i stand til fuldstændig at overliste immunsystemet. Eksperter mener, at det er lettere for virussen at finde nye og bedre måder at inficere milliarder af mennesker, som endnu ikke har immunitet.

Ingen ved dog, hvilke mutationer der venter forude, og hvor meget skade de kan forårsage. I betragtning af den lange inkubationsperiode kan en virus med en farlig mutation overleve og spredes rundt på planeten, selvom den stammer fra et tyndt befolket område.

For at forstå spørgsmålet om mutationer er det vigtigt at forstå én ting - de opstår, når der er viral replikation. Mutationer, der dukker op i år i forskellige lande, er årsagen til, at pandemien endnu ikke er under kontrol. Det vil sige, at jo mere en pandemi raser, jo flere mutationer opstår, som igen bidrager til en endnu større spredning af virussen. Derfor er den bedste måde at forhindre fremkomsten af fremtidige, mere farlige stammer på at begrænse antallet af replikationer. I øjeblikket hjælper vaccination med dette, såvel som overholdelse af forebyggende foranstaltninger.