KAKO se novi soj koronavirusa širi Velikom Britanijom, ali i svijetom, raste strah da bi cjepiva koja su razvijena za izvorni soj mogla biti neučinkovita za novi.
Nova varijanta virusa SARS-CoV-2, nazvana B.1.1.7, pokrenula je veliku uzbunu u svijetu zbog nekoliko čimbenika.
Prvi je taj što se čini da se širi za oko 70% brže jer je u nekim dijelovima Velike Britanije počela dominirati nad uobičajenim sojem.
Drugi je to što B.1.1.7 ima više mutacija nego što bi se očekivalo, a neke od njih nalaze se na važnim lokacijama na virusu, na proteinu S.
Treći je to što se u laboratorijskim analizama pokazalo da neke od tih mutacija povećavaju sposobnost virusa da zarazi stanice te da izbjegne djelovanje obrambenog sustava.
Konačno, tu je i zabrinutost da bi virus, ako se proširi i nakupi još mutacija, mogao postati otporan na protutijela koja će stvarati postojeća cjepiva.
Zašto i koliko brzo mutira SARS-CoV-2?
Kako smo već pisali na Indexu, mutacije su rezultat nasumičnih pogrešaka prilikom replikacije ili oštećenja nastalih pod utjecajem okoliša.
> Uzbuna širom svijeta zbog novog soja korone, više je razloga za to
One su relativno rijetka pojava u višim organizmima jer je preciznost kopiranja genskog koda esencijalna za njihov opstanak. No s virusima to nije tako, oni igraju na brojnost, a ne na točnost. Kako ne posjeduju vlastite mehanizme kontrole kopiranja, oslanjaju se na mehanizme u samoj stanici. No RNA virusima, kakav je i ovaj koronavirus, stanični mehanizmi kontrole kopiranja nisu na raspolaganju. Stoga virus SARS-CoV-2 mutira te se procjenjuje da nakuplja oko dvije mutacije mjesečno.
Ipak, većina mutacija ne mijenja virus značajno; ne daje mu nikakvu evolucijsku prednost. Jednostavno se radi o greškama koje, s obzirom na to da niti štete niti koriste, ostaju kao takve u njegovom genomu. No kada se virus intenzivno širi i replicira u bilijunima stanica milijuna ljudi te ako još preskače u razne životinjske vrste, s vremenom se mogu pojaviti neke promjene koje će mu biti korisne, primjerice, koje će mu omogućiti lakši ulazak u stanice ili pak izbjegavanje odgovora imunosnog sustava domaćina. Neke od prilagodbi virus mogu učiniti opasnijim u smislu da uzrokuje teže oblike bolesti. No isto tako mogu ga učiniti i bezopasnijim. Pod raznim evolucijskim pritiscima prevladat će onaj soj koji bude uspješniji.
Časopis Nature od rujna navodi da je na genomu SARS-CoV-2 otkriveno oko 12.000 mutacija. No, isti rad pokazao je da se dva virusa SARS-CoV-2 prikupljena na bilo koja dva mjesta na svijetu u prosjeku međusobno razlikuju za samo 10 od ukupno 29.903 slova, koliko sadrži RNA koronavirusa.
Ključne otkrivene promjene
Stručnjaci posebno pozorno analiziraju neke promjene u soju B.1.1.7 koje su otkrivene na proteinu S jer on virusu omogućuje da se veže za stanicu i uđe u nju. Osim toga, cjepiva su rađena upravo na temelju tog proteina.
Jedna od mutacija, nazvana N501Y, mijenja najvažniji dio šiljka, domenu koja se veže na receptor stanice. Njome protein S uspostavlja prvi kontakt s površinom stanica našeg tijela. Ako ta promjena virusu olakšava ulazak u stanicu, vjerojatno će mu dati evolucijsku prednost.
Druga važna mutacija je ona kojom je u proteinu S obrisan dio koji se naziva H69/V70. Ona se pojavila već u više sojeva, uključujući i onaj koji se razvio u zarazama nerčeva po farmama.
Laboratorijski eksperimenti provedeni na Sveučilištu u Cambridgeu ukazuju na mogućnost da ove nove mutacije dvostruko povećavaju infektivnost virusa u staničnim uzorcima.
Kako znamo da virus neće toliko mutirati da cjepiva postanu beskorisna?
Studija iste skupine znanstvenika sugerira pak da navedeno brisanje u proteinu S čini protutijela iz krvi ljudi koji su preboljeli covid-19 manje učinkovitima u napadu na virus.
Zašto virus vjerojatno neće mutirati toliko da cjepiva postanu beskorisna?
Činjenica je da su sva tri vodeća cjepiva - Pfizerovo, Modernino i AstraZenecino – dizajnirana tako da razvijaju imunološki odgovor na protein S koji virusu služi da se veže uz stanice i upadne u njih. Ona sadrže virusnu mRNA koja kodira stvaranje proteina S u našim stanicama. Sličnu stvar rade i virusi kad upadnu u naše stanice s tom razlikom da oni ne kodiraju samo stvaranje proteina S, već svih svojih sastavnih dijelova. Oni bez naših stanica i njihovih mehanizama ne bi mogli opstati.
Cjepiva, kada se ubrizgaju u naše tijelo, u stanice ubacuju mRNA uz pomoć lipidnih ovojnica u koje su ih znanstvenici umotali kako naš organizam ne bi uništio genski kod prije nego što dospije na cilj. Kada mRNA uđe u stanice, ona ondje dolazi do naših ribosoma koji služe kao svojevrsni strojevi za izradu proteina na temelju genskih poruka.
Tako stvoreni proteini S u našim će stanicama biti strana tijela pa će pokrenuti burnu reakciju kojom će naš imunosni sustav uvježbati da napada nekoliko različitih dijelova proteina S. mRNA će se u našim stanicama razgraditi u roku od par sati, a organizam pritom neće oboljeti jer protein S sam po sebi nije patogen i samo je mali djelić virusa, a ne čitava virusna čestica. Ljudski organizam razvit će protutijela koja će se vezivati na različite dijelove šiljka S.
Mutacije u šiljku događaju se sporo jer su uglavnom opasne za virus
Stručnjaci smatraju da se mutacije na šiljku S događaju prilično sporo jer su opasne za virus.
Na slici gore i u filmu dolje vidi se crveni dio koji predstavlja djelić receptora ljudske stanice poznat kao ACE2 (napomena: cijeli receptor je mnogo veći). Ostalo što slika prikazuje je sljubljeni trostruki protein S kojim se virus vezuje na receptor ljudske stanice.
Virus može mutirati posvuda, no ako mutira u dijelu kojim se veže na naše stanice, to će u velikoj većini slučajeva za njega značiti smrtnu presudu. A ako nekom mutacijom dobije veću sposobnost vezanja na stanicu, to još uvijek neće značajno promijeniti situaciju u smislu obrane našeg organizma.
Soj s previše mutacija na ključnom dijelu neće se lako pojaviti ni širiti
Cjepiva u našem organizmu izazivaju stvaranje tzv. poliklonalnih antitijela, odnosno antitijela koja se razviju tako da se vezuju na razne dijelove proteina S koji na slici izgleda kao crno-bijela nakupina čvorova vune. Ako se dio te nakupine promijeni, neće se promijeniti cijela jer si je u tom slučaju virus onemogućio vezivanje za stanicu i ulazak u nju, što znači da si je onemogućio replikaciju.
Zbog toga je za očekivati da se soj s previše mutacija na tom dijelu neće lako pojaviti niti širiti. Treba imati na umu da svaka mutacija koja se pojavi na virusu u najmanju ruku ne smije biti zapreka koja će mu otežavati replikaciju. U tom nepovoljnom slučaju on će biti kao invalid među nemilosrdnim virusima koji će biti uspješniji, što znači da će ga istisnuti.
Cjepivo će vjerojatno još neko vrijeme biti učinkovito protiv raznih sojeva
Zašto ipak postoji doza podozrivosti prema svakoj novoj mutaciji u tom ključnom dijelu proteina? Zbog vrlo male mogućnosti da bi se kroz čitav niz pokušaja-pogrešaka možda mogla dogoditi i ona koja bi stvorila mjesto vezanja s još boljim i efikasnijim vezanjem virusa. Kako se radi o igri velikih brojeva i statistici, mjere obuzdavanja širenja virusa bitne su i u ovom segmentu jer ako dopustimo da se virus razmaše onda se i proces mutiranja u velikom broju ljudi odvija s puno većom vjerojatnošću.
No, većina tih mutacija je štetna za virus, a mali broj je zapravo njegov svojevrsni jackpot i to je razlog zbog kojeg će cjepivo vjerojatno još neko vrijeme biti učinkovito na razne sojeve.
Virus se kroz razne mutacije remodelira. One varijante koje su bolje šire se uspješnije i postupno prevladavaju. Na taj način nastaju verzije koje su u određenim okolnostima bolje. Teoretski postoji mogućnost da će novi soj, osobito ako se bude širio još uspješnije od donedavno dominantne verzije, s vremenom ipak nakupiti mutacije koje će mu biti dovoljne da postane rezistentan na više antitijela koja će naš organizam stvarati potaknut cjepivima razvijenim na temelju izvornog soja. Takve mutacije oslabile bi djelovanje cjepiva. No takvo što će se teško dogoditi. A kako se ne bi dogodilo, važno je kampanju cijepljenja provesti što kvalitetnije i brže.
No, čak i ako se dogodi, opet ne treba očajavati jer nova tehnologija kojom su razvijena tri navedena cjepiva omogućuje da se mRNA starog soja vrlo brzo zamijeni kodom novog.