Despre mutatia virusurilor – Coronavirus si alte tipuri

Virusuri, mutatii, tulpini – aceste trei cuvinte sunt astazi pe buzele tuturor. Pandemia de coronavirus, care a cuprins aproape intreaga planeta, ne-a facut sa ne intrebam de unde provin bolile care schimba radical viata omenirii.

In doar 22 de ani ai secolului XXI, am experimentat cinci epidemii care au reprezentat o provocare serioasa pentru medicina mondiala. Fiecare dintre ele este cauzata de virusuri, dar ceea ce este surprinzator este ca dupa o anumita perioada de timp virionii (particulele virale) revin, dar intr-o forma structurala usor modificata. Asadar, intre 2002-2003, 27 de tari ale lumii s-au confruntat cu o epidemie de SARS (Sindromul Respirator Acut Sever), din care au murit peste 800 de pacienti. Si acesta a fost doar inceputul, pentru ca omenirea mai astepta:

1. Gripa porcina A/H1N1 in 2009-2010 – rata mortalitatii a ajuns la aproape 19000 de oameni;
2. Gripa aviara H5N1 si H7N9 intre 2003-2017 – au murit peste 450 de oameni;
3. Sindromul respirator din Orientul Mijlociu (MERS-CoV) este o infectie virala respiratorie acuta cauzata de coronavirusul MERS-CoV, care este patogen pentru oameni. Rata mortalitatii este relativ scazuta – 430 de pacienti intre 2012-2015;
4. Febra hemoragica Ebola, intre 2014-2016 si s-a soldat cu 11.300 de vieti;
5. COVID-19 este pandemia actuala cauzata de raspandirea coronavirusului SARS-CoV-2, luand pana in prezent 5,6 milioane de vieti.

Este usor de observat ca unele denumiri au ceva in comun. Acest lucru nu este surprinzator, deoarece pot fi cauzate de mutatii de virusuri de acelasi tip. Sa incercam sa ne dam seama ce este o mutatie a virusului si de ce se intampla acest lucru.

Ce este un virus, structura si caracteristicile sale

Lumea microorganismelor este reprezentata de mai multe specii separate, fiecare dintre ele fiind fundamental diferite de celelalte. Virusurile apartin acestui grup, desi au propriile lor trasaturi care nu sunt caracteristice pentru restul reprezentantilor lumii animale si vegetale invizibile ochiului liber. In primul rand, nu au o structura celulara si sisteme de formare a proteinelor. In al doilea rand, au citotropism pronuntat si parazitism intracelular.

Oamenii de stiinta care studiaza virusurile au calculat ca exista peste 1039 dintre aceste microorganisme pe Pamant. Au forme, dimensiuni si cicluri de viata diferite, dar cateva proprietati sunt comune tuturor:

• prezenta unei capside – o structura proteica protectoare;
• genomul, care consta din ADN sau ARN si este situat in interiorul capsidei;
• supercapsida – este un invelis care acopera capsida, dar nu este prezenta in toate tipurile de virusuri.

Cand un virus intra intr-o celula gazda, incepe sa se inmulteasca rapid. Ca urmare, apar multe copii ale agentului cauzal al bolii, care apoi afecteaza alte celule ale corpului.

In procesul de reproducere si transmitere a virusului, uneori exista o schimbare a materialului genetic care se afla in genom. Aceasta este ceea ce se numeste o mutatie.

Cu cat circulatia virusurilor este mai mare si cu cat se replica mai des, cu atat este mai mare sansa de aparitie a unor noi tulpini. O astfel de mutatie poate crea virusuri care se adapteaza mai usor la mediul extern, au o contagiozitate ridicata si provoaca simptome si cursuri radical diferite ale bolii. Acest proces se numeste evolutie.

Principalele cauze ale mutatiei virusurilor

In fiecare an, in lume apar noi tulpini de infectii virale. Acest lucru se explica prin evolutia virusurilor, care are loc foarte rapid si poate sa apara in doua moduri:

• recombinare: in acest caz, microorganismele infecteaza aceeasi celula si fac schimb de material genetic intre ele;
• mutatie: o modificare a secventei lanturilor de ADN sau ARN are loc in interiorul virusului insusi.

Recombinarea este inerenta virusului gripal, deoarece are opt segmente de ARN simultan, fiecare transportand de la una la mai multe gene. Cand doua tulpini diferite ale aceluiasi agent patogen intra in organism, se produc noi microorganisme cu segmente amestecate.

Ca urmare a mutatiei, apar si noi tulpini, dar procesul in sine este semnificativ diferit. Pentru aparitia unei noi tulpini, nu este necesara infectia simultana cu doi agenti patogeni diferiti, deoarece toate schimbarile apar atunci cand virusul este copiat. Se stie ca virusurile ADN se schimba mult mai rar decat cele ARN. Oamenii de stiinta explica aceasta caracteristica cu o diferenta importanta: pentru virusurile ADN, in procesul de copiere, au nevoie de ADN polimeraza, o enzima care patrunde in celulele gazda. Ea este cea care detecteaza si corecteaza erorile, prevenind aparitia virusurilor modificate, dar virionii sunt uneori capabili sa ocoleasca acest mecanism.

ARN polimeraza implicata in replicarea virusurilor ARN nu are aceasta capacitate, deci nu are loc nicio corectie. In consecinta, probabilitatea aparitiei de noi tulpini de virusuri este mare.

Bolile virale cu mai multe tipuri de tulpini nu sunt de fapt atat de multe. Cele mai cunoscute si mai frecvente mutatii apar in gripa, HIV, coronavirus. De exemplu, pe toata durata existentei SARS-CoV-2, s-au format 13 forme diferite. Pandemia de COVID-19 a inceput cu o forma care a fost descoperita in decembrie 2019 in orasul chinez Wuhan.

Consecintele mutatiei virusurilor

Este mutatia buna sau rea? La aceasta intrebare nu se poate raspunde fara echivoc, deoarece in fiecare caz rezultatul este diferit. Pentru unele boli, mutatia virionilor devine o oportunitate de a se „simti” si mai confortabil in organism, in timp ce pentru altele, aceasta duce la faptul ca pacientii se imbolnavesc usor si se recupereaza rapid.

In infectia cu HIV, mutatia genelor cu formarea de noi tulpini este una dintre principalele cauze ale rezistentei la medicamente. Chestia este ca, pentru a bloca replicarea HIV, se foloseste un inhibitor de revers transcriptaza, al carui mecanism de actiune este combinarea cu aceasta enzima din virus. Fara participarea sa, virionul nu poate copia genomul, dar unele particule virale muta exact in gena transcriptazei inverse, astfel incat medicamentul nu functioneaza asupra lor. In acest scop, pentru tratamentul HIV, se utilizeaza o terapie combinata cu mai multe medicamente care afecteaza diferite cicluri de dezvoltare a virusului.

Impactul asupra procesului de detectie a virusului si vaccinarea

Mutatia, care are ca rezultat aparitia de noi tulpini, ridica provocari serioase pentru diagnosticul de laborator. Este important ca noile forme sa nu intre in sfera metodelor de identificare care sunt folosite astazi. Reteaua Globala de Laboratoare a OMS a infiintat un grup de lucru pentru a studia evolutia SARS-CoV-2. Reprezentantii sai preleveaza mostre de la pacientii cu simptome noi, atipice si le trimit pentru cercetari ulterioare. Astfel de pasi fac posibila monitorizarea aparitiei noilor tulpini, a impactului acestora asupra oamenilor si a eficacitatii medicamentelor pe noile forme.

Pana in prezent, diagnosticul de coronavirus se realizeaza prin metode 100% eficiente, deoarece este determinat de genele RdRp (ORF1ab) si N, care nu sufera deloc mutatii.

Situatia cu vaccinarea este putin mai complicata: o noua tulpina de coronavirus „omicron” a aparut in urma cu cateva luni, dand o lovitura eforturilor oamenilor de stiinta si medicilor care au dezvoltat vaccinuri impotriva COVID-19. Desi este mai putin un pericol pentru sanatate in comparatie cu formele anterioare, ea a pus sub semnul intrebarii eficacitatea vaccinarii. Astfel, testele vaccinului Pfizer au constatat ca acesta protejeaza impotriva variantei omicron cu doar 22,5%. Aceasta concluzie a fost facuta de expertii Institutului African de Cercetare in Sanatate din Durban (Africa de Sud). Pentru a face acest lucru, au luat probe de plasma de sange de la 12 pacienti vaccinati care s-au imbolnavit de aceasta forma speciala de coronavirus. Studiul s-a bazat pe determinarea anticorpilor neutralizanti din organism. In acelasi timp, au facut presupunerea ca vaccinul va usura evolutia bolii, va proteja impotriva aparitiei complicatiilor.

Anterior, eficacitatea vaccinarii cu un medicament biotehnologic a fost evaluata de oamenii de stiinta britanici. Rezultatele lor au fost mai optimiste: o a treia doza de vaccinuri ARNm de la Pfizer si AstraZeneca a crescut apararea organismului impotriva variantei omicron cu 75%.

Dar nu toata lumea este atat de pesimista. In ciuda cresterii numarului de pacienti cu coronavirus omicron, sunt putine spitalizari in randul celor vaccinati. Desigur, izbucnirea pandemiei este inca inainte, dar s-au facut prognoze optimiste: evolutia SARS-CoV-2 se apropie cel mai probabil de finalizare. Scopul virusului nu este de a ucide o persoana si de a muri in sine, ci de a-si continua ciclul de viata, pentru care trebuie sa se transforme intr-o forma mai slaba.

Este putin probabil ca COVID-19 sa dispara complet din viata noastra. Dar aspectul sau anual in timpul sezonului bolilor respiratorii cu simptome mai usoare nu va fi atat de periculos. Deci mutatia virusurilor poate fi un proces pozitiv.