Nors tai yra vienas iš nedaugelio tokių atvejų ir tyrimas dar nėra paskelbtas moksliniame žurnale, mokslininkai stebėjo įvairių kvėpavimo takų virusų, tokių kaip gripas, daugialypes atmainas. Tai sukėlė klausimų – kaip šie virusai gali sąveikauti užkrėstame asmenyje ir ką tai gali reikšti naujų atmainų kūrimuisi.
Virusas mutuoja žmoguje
Virusai yra evoliucijos meistrai, kurie nuolat mutuoja ir kuria naujas atmainas su kiekvienu kopijavimosi ciklu. Šias adaptacijas lemia ir selektyvus šeimininko spaudimas, pvz., mūsų imuninis atsakas.
Dauguma šių mutacijų neturi reikšmingo poveikio virusui. Tačiau tos, kurios suteikia virusui pranašumų, pavyzdžiui, padidina jo gebėjimą daugintis ar išvengti imuninės sistemos, kelia susirūpinimą ir jas reikia atidžiai stebėti.
Šių mutacijų atsiradimas priklauso nuo virusų naudojamo replikacijos klaidų mechanizmo. RNR virusai, tokie kaip gripas ir hepatitas C, kiekvieną kartą kopijuodamiesi padaro gana daug klaidų.
Tai sukuria virusų populiacijos „tarytum-rūšį“, panašią į būrį virusų, kurių kiekviena turi giminingas, bet ne tapačias sekas. Sąveika su ląstelėmis-šeimininkėmis ir imunine sistema lemia atskirų variantų santykinius dažnius, o šie kartu egzistuojantys variantai gali paveikti ligos progresą ar gydymo veiksmingumą.
Palyginti su kitais RNR virusais, koronavirusų mutacijų dažnis yra mažesnis. Taip yra todėl, kad jose yra korektūros mechanizmas, kuris gali ištaisyti kai kurias klaidas, atsirandančias kopijuojantis. Vis dėlto yra įrodymų apie virusinę genetinę įvairovę pacientuose, užsikrėtusiuose SARS-CoV-2.
Kelių atmainų aptikimas asmenyje gali būti užsikrėtimo keliais variantais rezultatas arba mutacijų susidarymas paciente po pradinės infekcijos. Vienas iš šių dviejų scenarijų išskyrimo būdų yra populiacijoje cirkuliuojančių atmainų sekų palyginimas su tomis, kurios yra pacientuose. Pirmiau minėtame Brazilijos tyrime nustatyti variantai atitiko skirtingas linijas, kurios anksčiau buvo nustatytos populiacijoje, o tai reiškia užsikrėtimą dvejomis atmainomis.
Viską sumaišius
Ši dviguba infekcija sukėlė susirūpinimą dėl SARS-CoV-2 galimybės dar greičiau sukurti naujas mutacijas. Taip yra todėl, kad koronavirusai taip pat gali patirti didelių genetinės sekos pokyčių, vadinamų rekombinacija. Kai du virusai užkrečia tą pačią ląstelę, jie gali susikeisti savo genomo dalimis ir sukurti visiškai naujas sekas.
Tai yra žinomas RNR virusų reiškinys. Naujus gripo variantus sukuria panašus mechanizmas, vadinamas „pakartotiniu rūšiavimu“. Gripo viruso genomą, skirtingai nei koronavirusą, sudaro aštuonios RNR dalys arba grandinės. Kai du virusai užkrečia tą pačią ląstelę, šios dalys maišosi ir susiderina, kad sukurtų virusus su nauju genų deriniu.
Įdomu tai, kad kiaulės gali būti užkrėstos skirtingomis gripo virusų atmainomis ir buvo vadinamos „maišymo indais“, kuriuose virusus sumaišo į naujas atmainas. 2009 m. H1N1 pandemijos virusas atsirado pakartotinai sukombinavus žmogaus, paukščių ir dviejų kiaulių gripo virusus.
Koronavirusų, kurių kiekvienoje viruso dalelėje yra tik viena RNR grandinė, rekombinacija gali vykti tik tarp RNR grandinių, gautų iš vieno ar daugiau tos pačios ląstelės virusų. Rekombinacijos įrodymai buvo rasti tiek laboratorijoje, tiek paciente, užsikrėtusiame SARS-CoV-2, o tai rodo, kad tai gali paskatinti naujų variantų generavimą. Manoma, kad SARS-CoV-2 gebėjimas užkrėsti žmogaus ląsteles atsirado rekombinuojant smaigalio baltymą tarp glaudžiai susijusių gyvūnų koronavirusų.
Svarbu pažymėti, kad rekombinacija įvyksta tada, kai du virusai užkrečia tą pačią ląstelę. Jei žmogus bus užsikrėtęs keliais variantais, kurie dauginasi skirtingose kūno vietose, jie nesąveikaus. Iš tiesų, tai buvo pastebėta pacientuose, kai viršutiniuose ir apatiniuose kvėpavimo takuose buvo rastos skirtingos koronavirusų rūšys, o tai rodo, kad virusai šiose vietose tiesiogiai nesimaišo.
Kol kas įrodymai nerodo, kad infekcija su daugiau nei viena atmaina lemia sunkesnę ligą. Nors ir įmanoma, užregistruota labai nedaug koinfekcijos atvejų. Šiuo metu daugiau nei 90% JK infekcijų yra B117 – vadinamasis Kento variantas. Esant tokiam dideliam vienos atmainos kiekiui, koinfekcijos greičiausiai nebus.
Vis dėlto stebėdami šį klimatą, mokslininkai gali pamatyti naujų variantų atsiradimą ir suprasti bei reaguoti į bet kokius jų perdavimo ar vakcinos veiksmingumo pokyčius.
Maitreyi Shivkumar, De Montforto universiteto molekulinės biologijos vyresnioji dėstytoja. Šis straipsnis yra publikuotas iš „The Conversation“ pagal „Creative Commons“ licenciją.
