Covid 19 sursa foto pixabay

Ar putea noul coronavirus evolua și deveni mai dăunător?

Virusurile evoluează de-a lungul timpului, iar cercetătorii din întreaga lume urmăresc îndeaproape modificările genetice care ar putea afecta modul de transmitere a noului coronavirus SARS-CoV-2 (COVID-19) și eficiența viitoarelor tratamente sau vaccinuri dezvoltate împotriva acestui virus.  


Mutațiile fac parte din procesul natural de replicare al virusului

Evoluția virusurilor este un proces natural ce se realizează prin modificări ale informației genetice, modificări numite mutații. Acestea apar întâmplător când virusul se reproduce în gazda sa naturală. Majoritatea acestor mutații sunt neutre, adică nu au niciun efect asupra biologiei virusului sau a capacității sale de a infecta noi gazde. Uneori însă, o mutație oferă virusului o șansă mai bună de a supraviețui și de a se reproduce. O astfel de mutație ar fi permis, de exemplu, noului coronavirus, SARS-CoV-2, să fie transmis de la animal, la om. Un alt exemplu al unei asemenea mutații întâmplătoare ar fi o mutație care ar permite schimbarea structurii vârfurilor caracteristice ce acoperă virusul și care l-ar ajuta să penetreze mai ușor celulele umane sau ar ajuta virusul să evite anticorpii produși de sistemul imunitar. Datorită caracterului lor aleator, mutațiile pot de asemenea avea și efect opus, de a reduce capacitatea virusului de a infecta noi gazde. Spre exemplu, o tulpină foarte virulentă va avea o transmisibilitate redusă dacă gazda este prea bolnavă pentru a intra în contact cu alte potențiale gazde sănătoase [1]

O mutație nouă în materialul genetic al virusului poate provoca sau nu simptome mai mult sau mai puțin severe omului [2]. Indiferent de gravitatea simptomelor, dacă virusul cu mutații genetice se va înmulți mai rapid în corpul uman și va produce mai multe particule infecțioase decât virusul fără mutații, se va răspândi mai repede prin populația umană și cel mai probabil va înlocui forma parentală a virusului. Prin acest proces de selecție naturală virusurile ce prezintă mutații favorabile, care le conferă trăsături competitive, pot deveni prevalente în populație [1]. Factorii de selecție cu care se confruntă virusul sunt, de exemplu, sistemul imunitar al omului, medicamentele administrate, factorii de mediu sau măsurile de igienă. Dacă virusul cu mutații genetice favorabile ce se răspândește rapid în cadrul populației umane este unul patogen, va duce la apariția unei epidemii virale precum SARS-CoV-2.  

Mutațile, indiferent dacă apar înainte, în cursul sau după o epidemie fac așadar parte din procesul natural de replicare al virusului. Se cunoaste faptul că mutațiile apărute în cursul epidemiilor virale au cel mai frecvent relevanță epidemiologică scăzută. Mutațiile importante, cu implicații pentru infecțiozitate, virulență și sănătatea umană în general, au avut loc deja, fiind cele care au produs epidemia de la bun început [1]

Identificarea și studiul mutațiilor apărute în cursul unei epidemii virale reprezintă însă un instrument esențial pentru dezvoltarea de vaccinuri și tratamente antivirale eficiente, precum și pentru monitorizarea răspândirii virusului în cadrul populației umane. 


Mutații și vaccinuri 

Frecvența cu care apar mutațiile naturale este mai mare în cazul virusurilor al căror material genetic este reprezentat din ARN decât cele cu ADN, datorită mecanismului specific de replicare [1]. Suplimentar, viteza mare de replicare (o dată la aproximativ fiecare 30 de minute) și replicarea repetată în celula gazdă cresc șansele de apariție a mutațiilor, care ar putea fi favorizate de selecția naturală sau care s-ar putea răspândi din întâmplare, prin derivă genetică. Astfel se explică de ce virusul gripal, care este un virus ARN, evoluează foarte rapid și face necesar dezvoltarea unui vaccin antigripal în fiecare an. 

La acest moment nu este clar dacă modelul de evoluție al noului coronavirus SARS-CoV-2 va permite dezvoltarea unui singur vaccin care să ofere protecție de lungă durată tuturor oamenilor sau va fi nevoie de noi vaccinuri pe măsură ce virusul acumulează mutații. Imunologii au început să identifice părțile genetice stabile ale virusului, care stimulează un răspunsul imun și care par a fi identice între diferite tulpini [3]. Aceste părți stabile vor ghida dezvoltarea de noi vaccinuri. 


Mutațiile genetice trebuie monitorizate în permanență 

Mutațiile genetice al virusului trebuie monitorizate în permanență din mai multe motive: 
  1. 1. Informațiile genetice ale virusului pot fi utilizate pentru a construi echivalentul unui arbore genealogic al virusului (numit și arbore filogenetic). Acest arbore genealogic poate, de exemplu, să furnizeze informații despre răspândirea geografică a virusului. De asemenea, poate să clarifice dacă virusul a trecut de la un animal la o gazdă umană. 

  2. 2. Cunoașterea mutațiilor genetice acumulate de virus reprezintă o resursă valoroasă pentru oamenii de știință care elaborează vaccinuri; 

  3. 3. Dacă am putea să facem legătura între modificările informației genetice virale cu modul în care virusul cauzează boala, atunci monitorizarea poate oferi informații despre modificările virulenței bolii. 
Există o rețea internațională de virologi consacrată, care studiază virusul gripal și împărtășesc date despre modificările genetice ale acestuia prin intermediul bazelor de date online, de exemplu GISAID [4] . GISAID permite nu doar distribuirea informațiilor genetice, dar și compararea informațiilor genetice de la diverse tulpini ale noului coronavirus. 

Aceste date au permis identificarea mutatiilor apărute [5] și vor ajuta la dezvoltarea de vaccinuri și tratamente. De asemenea, vor permite identificarea tulpinilor din diferite zone geografice și pot fi folosite în urmărirea originii infecțiilor cu coronavirus în unele țări. De exemplu, cercetătorii au stabilit care focare de infecție din Australia și Noua Zeelandă au provenit din Iran [6]

Până în prezent, nu există dovezi că mutațiile curente din SARS-CoV-2 afectează modul în care se transmite coronavirusul, capacitatea sa de a provoca infecții sau severitatea bolii. Studiul acestor mutații reprezinta insă un instrument in găsirea de soluții pentru epidemia SARS-CoV-2. 
Referințe 
1. Grubaugh ND, Petrone ME, Holmes EC. We shouldn't worry when a virus mutates during disease outbreaks. Nature Microbiology. 2020 Apr;5(4):529-530. DOI: 10.1038/s41564-020-0690-4. 

2. Read AF, Kerr P. Do Pathogens Gain Virulence as Hosts Become More Resistant? The Scientist. 2017 Oct. 

3. Ahmed SF, Quadeer AA, McKay MR. Preliminary Identification of Potential Vaccine Targets for the COVID-19 Coronavirus (SARS-CoV-2) Based on SARS-CoV Immunological Studies. Viruses. 2020 Feb;12(3) DOI: 10.3390/v12030254. 

4. Genomic epidemiology of hCoV-19. GISAID. 2020 Mar. 

5. Shen Z, Xiao Y, Kang L, et al. Genomic diversity of SARS-CoV-2 in Coronavirus Disease 2019 patients. Clinical Infectious Diseases. 2020 Mar. DOI: 10.1093/cid/ciaa203. 

6. Eden J, Rockett R, Carter I, et al. An emergent clade of SARS-CoV-2 linked to returned travellers from Iran. bioRxiv. 2020 Mar. DOI: 10.1101/2020.03.15.992818. 

7. Zhao et al. Moderate mutation rate in the SARS coronavirus genome and its implications, BMC Evolutionary Biology, 2004, DOI: 10.1186/1471-2148-4-21

SursaUK Research and Innovation (UKRI) - Coronavirus explained
Tradus si adaptat de membrii Societății Române de Bioinformatică cu acordul UKRI; 

Conținut distribuit sub termenii licenței 
Licenţa Creative Commons
Această operă este pusă la dispoziţie sub Licenţa Creative Commons Atribuire 4.0 Internațional.
 
Știri asociate:
22 Apr 2020

Este noul coronavirus mai periculos decât virusul gripal?

Cercetările actuale sugerează că noul coronavirus conduce la o rată de deces în rândul persoanelor infectate de 6 până la 16 ori mai mare decât virusul gripal. Această estimare a ...

Versiunea anterioară a site-ului poate fi accesată la adresa: http://old.uefiscdi.ro
Fiţi informat despre toate domeniile în care UEFISCDI îşi desfăşoară activitatea.
Înregistraţi-vă adresa de email pentru a primi newsletter-ul UEFISCDI
[T: 0.4516, O: 466]