Mokslas ir IT

2020.07.30 21:04

Koronavirusas: mutacijos gali paversti antikūnus neveiksmingais

Patricija Kilminavičienė, LRT.lt2020.07.30 21:04

Žmonių, pasveikusių nuo COVID-19, kraujyje yra imuninės sistemos molekulių, vadinamų neutralizuojančiais antikūnais – tai yra dalelės, naikinančios naująjį koronavirusą. Dauguma antikūnų atpažįsta koronaviruso baltyminius spyglius, kuriais jis naudojasi infekuodamas ląsteles. Mokslininkai tikisi, kad šie antikūnai gali būti naudojami terapijoms ir vakcinoms. Visgi, naujas tyrimas rodo, kad SARS-CoV-2 viruso mutacijos gali trukdyti neutralizuojantiems antikūnams atlikti savo darbą.

Kaip rašo žurnalas „Nature“, Theodora Hatziioannou ir Paulas Bieniaszas iš Rokfelerio universiteto, Niujorko, sukūrė vezikulinio stomatito viruso, užkrečiančio gyvulius, versiją, kurio smaigalys taip pat yra baltymas. Jie augino virusą neutralizuojančių antikūnų aplinkoje. Sukurto viruso spyglio baltymas mutavo ir dėl to tapo neatpažįstamas neutralizuojantiems antikūnams.

Tyrėjai šias mutacijas rado SARS-CoV-2 viruso mėginiuose, paimtuose iš užsikrėtusių žmonių visame pasaulyje, nors tokios mutacijos ir nepasirodė dažnos. Tyrimo autoriai teigia, kad keleto neutralizuojančių antikūnų „kokteiliai“, atpažįstantys skirtingas baltymo dalis, galėtų neleisti virusui įgyti atsparumą šioms molekulėms. Tyrimas dar nerecenzuotas, informuoja „Nature“.

Kiekvienas antikūnas vis prieš kitą baltymo seką

Vilniaus universiteto Gyvybės mokslų centro imunologijos profesorė Aurelija Žvirblienė LRT.lt portalui paaiškino, kad neutralizuojantys antikūnai veikia prieš tam tikrą viruso baltymo seką. Rokfelerio universiteto mokslininkų atliktame tyrime, pasak profesorės, kalbama apie neutralizuojančius antikūnus, kurie nukreipti prieš viruso S baltymą, konkrečiau – prieš tą S baltymo dalį, kuri yra atsakinga už viruso sąveiką su žmogaus ląstelių receptoriumi.

„Kiekvienas sukurtas biofarmacinis antikūnas atpažįsta kažkokią konkrečią baltymo seką. Ta seka yra vadinama epitopu. Ji paprastai būna gana neilga – gali būti keletas amino rūgščių, t.y. sudedamųjų dalių, iš kurių sudaryti baltymai. Vykstant mutacijoms gali taip atsitikti, kad viena ar kita amino rūgštis pasikeis ir antikūnas tos sekos nebeatpažins“, – pasakojo A. Žvirblienė. Anot profesorės, taip nutinka ir su kitais antikūnais, veikiančiais prieš kitus virusus.

Kuo labiau plinta, tuo daugiau mutacijų

Mokslininkė taip pat priminė, kad šis koronavirusas mutuoja nedaug, tačiau pabrėžė, kad kuo labiau išplinta virusas, tuo daugiau mutacijų atsiranda.

„Dabar jau yra užregistruota keliolika milijonų infekuotų žmonių. Per tokią didžiulę viruso populiaciją tų mutantų atsiranda įvairių. Mutacijų gali atsirasti ir tose vietose, kur jungiasi neutralizuojantys antikūnai. Populiacijoje gali būti labai mažas mutacijų dažnumas, pavyzdžiui, vienas iš kelių tūkstančių viruso izoliatų gali turėti tokią mutaciją. Bet jeigu virusui bus evoliucinis spaudimas, kai virusas bus sunaikinamas tam tikrais antikūnais, gali būti, kad tie mutavę variantai bus evoliuciškai atrenkami ir jais bus praturtinama virusų populiacija.

Tai nerimas tame straipsnyje yra dėl to, kad tas mutavęs virusas iki galo nebus išnaikinamas antikūnais ir tie virusai, kurie išgyvena, turi evoliucinį pranašumą“, – LRT.lt aiškino profesorė.

Ji pabrėžė, kad tokios problemos kol kas nėra, tačiau ji gali atsirasti. Šiuo metu mokslininkai visame pasaulyje kuria antikūnus, kurie gali neutralizuoti virusą. Biofarmaciniai, laboratorijose kuriami neutralizuojantys antikūnai veikia prieš konkrečią amino rūgščių seką. Sekai pasikeitus antikūnas nebeveiktų.

Gera žinia, pasak A. Žvirblienės, kad antikūnai kuriami įvairūs. Viena mokslininkų grupė gali sukurti antikūnus, kurie veiks prieš vieną viruso baltymo seką, kita grupė gali sukurti antikūnus, veikiančius prieš kitą baltymo seką.

Tokiu būdu, jeigu ne vieni, tai kiti antikūnai virusą neutralizuos. Todėl, mokslininkės teigimu, prieš koronavirusą bus galima panaudoti skirtingų antikūnų kombinacijas.

„Mažai tikėtina, kad virusas iškart pasikeistų keliose vietose ir pradėtų plisti visiškai antikūnams atsparus mutantas“, – tikino A. Žvirblienė.

Mutacijos priklauso nuo viruso prigimties

Mokslininkė teigė, kad šiuo metu koronaviruso mutacijų gali būti jau kelios dešimtys. Tačiau anot jos, ne visos mutacijos yra svarbios – svarbiausia tai, kaip pasikeičia viruso baltymas.

„Vieno nukleotido – vienos plytelės iš 30 tūkst. – pasikeitimas jau yra mutacija. Genomą sudaro 30 tūkst. nukleotidų, vadinasi, bet kurio nukleotido pasikeitimas jau vadinamas mutacija. Klausimas, ar tas genomo sekos pasikeitimas sukelia baltymo sekos pasikeitimą. Vieną amino rūgštį koduoja trys nukleotidai. Nebūtinai nukleotido pasikeitimas pakeičia ir amino rūgščių seką. Mums svarbu žinoti, kaip pasikeičia baltymo, kuris sudarytas iš aminorūgščių, seka. Nes nebūtinai kiekvienas baltymo sekos pasikeitimas yra susijęs su neutralizuojančių antikūnų neaktyvumu. Svarbios tik tos amino rūgštys, kurios yra būtent S baltyme, atsakingame už įlindimą į žmogaus ląsteles“, – pabrėžė mokslininkė.

Žinome, kad gripas mutuoja labai dažnai, dėl to kiekvienais metais nuo jo reikia skiepytis iš naujo. Mokslininkai taip pat pastebėjo, kad naujasis koronavirusas, palyginus su kitais virusais, mutuoja daug mažiau. Pasak A. Žvirblienės, mutacijų skaičius priklauso nuo pačios viruso prigimties.

„Gripo virusų turi ne tik žmonės, bet ir gyvūnai – paukščiai, kiaulės ir t.t. Jeigu į vieną organizmą pakliūna, pavyzdžiui, paukščių ir kiaulių gripo virusai, jie apsikeičia genomo segmentais. Įsivaizduokite, koks tai stiprus pokytis – ne taip, kad pasikeitė tik vienas nukleotidas. Mes čia kalbame apie koronavirusą, kurio mutacijos vyksta būtent pasikeičiant vienam nukleotidui. Tai natūrali viruso evoliucija. Jos eigoje yra spontaniškai atrenkami variantai, kuriems yra lengviau išgyventi.

Kalbant apie koronavirusą, tos mutacijos yra tokios, kad pasikeičia pavieniai nukleotidai, tie genomo „statybiniai blokeliai“. Tai priklauso nuo viruso struktūros ir to, kokius jis turi viruso genomo replikacijos ir redagavimo fermentus. Koronaviruso genomo redagavimo fermentai veikia efektyviai ir užtikrina, kad virusas nelabai keistų tą genomą. Gripo virusas turi visiškai kitokias struktūrines dalis, jo genomas kitaip atrodo, jo fermentai yra kitokie. Todėl jis gali apsikeisti dideliais viruso genomo segmentais tarp skirtingos kilmės virusų ir tuomet jis labai stipriai pasikeičia“, – LRT.lt aiškino A. Žvirblienė.

Svarbu stebėti viruso pokyčius

Mokslininkė įvardijo, kad kiekvienas virusas turi savo mechanizmą, kaip dauginti genomą. Pasak jos, kiekvienas gyvas organizmas stengiasi padauginti genomą kuo tiksliau.

„Norint virusui pasidauginti, reikia, kad tas viruso genomo kopijavimas vyktų kuo tiksliau. Būtent per milijonus infekuotų žmonių viruso kopijavimo metu gali atsirasti netikslumai, klaidelės – tai ir yra mutacijos. <...> Jeigu jų atsiranda, reikia žiūrėti, kur veda tos klaidos. Jeigu jos padeda virusui lengviau išgyventi, vadinasi, tokie variantai plinta, tai ir yra tas vadinamasis evoliucinis spaudimas. O jeigu tie variantai yra tokie, kad virusui nuo jų blogiau, pavyzdžiui, sumažėja jo gyvybingumas, tai tokie variantai neturi galimybės paplisti, virusui tai yra nepalanku“, – kalbėjo profesorė.

Pasak A. Žvirblienės, svarbu nuolat stebėti viruso pokyčius, analizuoti skirtingose šalyse plintančio koronaviruso genomą.

„Lietuvoje mes jau irgi pradėjome šiuos tyrimus – šiuo metu analizuojame dvidešimties Lietuvoje išskirtų viruso izoliatų pilno genomo sekas. Deja, tam tyrimui neavyko gauti finansavimo. Esame dėkingi įmonei „Thermo Fisher Scientific Baltics“, kuri suprato šio tyrimo svarbą ir sutiko nemokamai atlikti virusų genomų analizę. Kai turėsime šiuos duomenis, galėsime palyginti, ar Lietuvoje plintantis virusas skiriasi nuo to, kuris plito Kinijoje, Europoje, ar JAV. Taip pat galėsime įvertinti, ar virusas neturi mutacijų, kurios nulemtų atsparumą biofarmaciniams antikūnams“, – tvirtino A. Žvirblienė.