A trecut mai bine de un an de când pandemia de COVID-19 bântuie continentul european. În urmă cu un an, România se află într-o carantină dură, iar oamenii puteau ieși din casă doar cu o declarație pe proprie răspundere sau cu adeverință de la serviciu. De atunci, chiar dacă în prezent trecem printr-un val 3 care se anunță a fi unul dur, s-a născut o speranță uriașă că acest coșmar se va termina la un moment dat: vaccinurile. Avem multe vaccinuri sigure și eficiente, iar altele urmează să fie aprobate.
Totuși, sentimentul de încredere că în viitorul apropiat ne vom întoarce la viețile noastre normale este subminat de apariția unor noi tulpini de SARS-CoV-2: cea britanică, cea sud-africană și cea braziliană sunt cele mai cunoscute. S-a spus despre ele că sunt mai contagioase decât tulpina inițială, dar și că vaccinurile cu care ne imunizăm cu toții în prezent au o eficiență redusă în a preveni infecția cu o astfel de variantă nou apărută.
Ce este un virus și cum se reproduce
Un virus este un agent patogen care se reproduce (se multiplică) doar în interiorul celulelor vii ale unui organism. Un virus nu se înmulțește prin diviziune celulară deoarece este acelular (adică nu e alcătuit din celule). Tocmai din acest motiv se consideră că un virus nu este o formă de viață (viața se bazează pe existența celulei), însă pe de altă parte el conține ADN și ARN, acizii nucleici considerați esențiali pentru existența tuturor formelor de viață cunoscute. De asemenea, virusurile se reproduc și evoluează prin selecție naturală, precum restul formelor de viață.
Pentru a se înmulți, un virus se folosește de mecanismul celulei-gazdă pe care a infectat-o. Practic, celula este forțată de virus să producă rapid mii de copii identice ale virusului original. Toate aceste copii se asamblează în celulă.
Metoda prin care materialul genetic al virusurilor este copiat și multiplicat diferă de la un virus la altul. În cazul virusurilor ARN (care sunt mult mai numeroase decât cele ADN) acest proces are loc în ribozomii din citoplasmă (materia din exteriorul nucleului unei celule). Ribozomii pot fi imaginați ca niște fabrici care produc proteine. Ei unesc aminoacizi în ordinea specificată de ARN-ul mesager și asamblează proteinele de care celula are nevoie. Însă virusul îi păcălește și îi face pe aceștia să producă proteinele de care el are nevoie pentru a se înmulți.
Odată ce a intrat în celulă, coronavirusul – care este un virus pe bază de ARN – își va elimina materialul genetic (ARN-ul) în citoplasma celulei. Aici, secvențele de ARN și proteinele (inclusiv celebrele proteine-țepușă) vor fi multiplicate și asamblate pentru a forma noi virusuri. Virusul se va multiplica până când celula va fi distrusă, iar apoi miile de copii vor fi eliminate din celula ucisă pentru a infecta alte celule.
Care este structura unui virus?
Un virus e alcătuit din acid nucleic (ADN sau ARN) înconjurat de un înveliș protector de proteine numit capsidă. În afară de capsidă, unele virusuri pot avea încă un înveliș de lipide.
Mărimea genomului unui virus variază foarte mult. Cel mai mic, un circovirus ADN, codează pentru doar două proteine. Iar cele mai mari – pandoravirusurile – au un genom ce codează pentru aproximativ 2.500 de proteine.
Ce este și cum apare o mutație?
În procesul de copiere și multiplicare a virusului, uneori se produc „erori de fabricație”. O mutație este, practic, o astfel de eroare, care ajunge să fie perpetuată în procesul de înmulțire a virusului. Uneori, astfel de mutații se răspândesc atât de mult încât devin dominante (cum este cazul tulpinii britanice de SARS-CoV-2, care are acum o răspândire globală).
Și mai concret. Codul genetic al coronavirusului este alcătuit din 29.881 de baze chimice (fiind vorba de un virus ARN, cele 4 baze sunt adenină, citozină, guanină și uracil). Aceste aproape 30.000 de baze din codul genetic al virusului conțin instrucțiuni pentru producerea a 9.860 de aminoacizi, care la rândul lor stau la baza proteinelor.
Un exemplu de mutație ce poate surveni în timpul copierii virusului este schimbarea unei baze în alta (de pildă, la poziția X din genom, o bază e înlocuită de o altă bază). O altă mutație poate consta și în substituția unui aminoacid cu altul ori în ștergerea anumitor aminoacizi.
Dacă multe dintre aceste mutații sunt „tăcute” – adică ele nu schimbă și proteina pe care gena o codează, iar astfel sunt inofensive – altele pot conferi trăsături noi și avantaje evolutive (în cazul virusurilor poate fi vorba de rezistența la medicamente antivirale sau la vaccinuri).
Cât de des apar mutații la SARS-CoV-2?
Potrivit „The British Medical Journal”, SARS-CoV-2 are în jur de 1-2 mutații pe lună. Este un număr mai mic decât cel existent în cazul virusului gripal.
Care sunt mutațiile de la SARS-CoV-2?
Cele mai cunoscute noi variante de SARS-CoV-2 sunt cea britanică, cea sud-africană și cea braziliană.
1. Varianta britanică, numită B.1.1.7, a fost detectată prima dată în octombrie 2020 în Marea Britanie. Apariția ei a fost corelată cu o creștere semnificativă a ratei infectării în Marea Britanie, asociată parțial cu mutația cunoscută drept N501Y.
Folosind modele statistice, un studiu a estimat că această variantă se reproduce cu 43-90% mai mult decât tulpina inițială, ceea ce înseamnă că virusul se transmite mai repede în comunitate.
Mutația N501Y se referă la o schimbare de aminoacizi. Practic, la poziția 501 din seria de aminoacizi ce formează proteina-țepușă, aminoacidul asparagină (N) a fost înlocuit de aminoacidul tirozină (Y). Mutația N501Y a fost poreclită Nelly. Se crede că această mutație sporește afinitatea de atașare, adică interacțiunea dintre proteina-țepușă și receptorul ACE2 al celulelor umane. Acest lucru înseamnă că virusul poate pătrunde mai ușor în celulă. Astfel, dacă într-o celulă pătrunde mai mult virus, acesta se poate multiplica mai mult, ducând la o infectare mai puternică a organismului, ceea ce înseamnă o încărcătură mai mare de virus în corp, ceea ce duce mai departe la creșterea transmisibilității virusului.
Găsiți o explicație foarte clară aici:
O altă mutație prezentă în tulpina britanică este HV69/70. Aceasta constă în ștergerea aminoacizilor 69 (histidină) și 70 (valină) din proteina-țepușă. Această ștergere modifică puțin proteina-țepușă. Din acest motiv, anticorpii (obținuți fie prin vaccinare, fie în urma îmbolnăvirii cu tulpina inițială de SARS-CoV-2) pot să nu se lipească de proteinele-țepușă (în mod normal, anticorpii se fixează de ele și marchează astfel virusul pentru a fi atacat de sistemul imunitar). Prin urmare, această mutație pare să îi confere virusului abilitatea de a se ascunde de anticorpii neutralizatori.
2. Varianta sud-africană, numită B.1.351, a fost detectată prima dată pe 18 decembrie 2020 în Africa de Sud.
Precum varianta britanică, și cea sud-africană prezintă mutația N501Y („Nelly”), care îi permite virusului să intre mai ușor în celula-gazdă și astfel să se multiplice și să infecteze și alte celule mai mult și mai repede.
În afară de această mutație, o alta le-a atras atenția oamenilor de știință: E484K, tot la proteina-țepușă. Mutația constă într-o înlocuire: acidul glutamic (E) este înlocuit de lisină (K) la poziția 484 din seria de aminoacizi din proteina-țepușă. Mutația a fost poreclită „Eeek”.
Despre E484K s-a spus că este o „mutație de eludare” (adică o mutație care îmbunătățește abilitatea unui virus de a scăpa de sistemul imunitar al gazdei, de anticorpi). Potrivit „The British Medical Journal”, Eeek pare să afecteze răspunsul sistemului imunitar și, posibil, eficiența vaccinurilor. De asemenea, o altă îngrijorare este că varianta sud-africană ar putea fi mai eficientă în a reinfecta persoane care anterior au fost infectate cu forma inițială a virusului.
Într-un articol publicat pe unul dintre blogurile asociate revistei „Science” se arată că această modificare are loc într-o regiune a proteinei-țepușă pe care foarte mulți anticorpi o recunosc. Din acest motiv această mutație ar putea ajuta virusul să intre neobservat în celulă deoarece nu ar fi recunoscut de unii dintre anticorpi.
Un studiu publicat în jurnalul științific
„Cell Host & Microbe”, realizat pe mostre de sânge prelevate de la pacienți care au avut COVID-19, a arătat că abilitatea anticorpilor de a neutraliza virusul a fost redusă și de 10 ori de mutația E484K. Totuși, studiul notează că există o variație substanțială a impactului mutației de la un individ la altul, și chiar și la același individ dacă se iau în calcul momente diferite.
3. Varianta braziliană, numită P.1, a fost detectată prima dată în Tokyo, Japonia, pe 6 ianuarie 2021, la 4 persoane care călătoriseră în regiunea amazoniană din Brazilia. Pe 12 ianuarie 2021 Brazilia a confirmat 13 cazuri locale de infectare cu noua variantă P.1 în regiunea respectivă. Varianta are 17 modificări de aminoacizi, dintre care 10 la proteina-țepușă, inclusiv 3 mutații îngrijorătoare: N501Y, E484K și K417T, care ar spori transmisibilitatea virusului și l-ar putea ajuta și să „păcălească”, parțial, sistemul imunitar.
Într-un studiu publicat în revista „Science”, o echipă de cercetători a estimat că, până în octombrie 2020, 76% din populația orașului Manaus, capitala statului Amazon din Brazilia, cu o populație de 2 milioane, avusese COVID-19. Studiul a analizat mostre de sânge prelevate de la donatori de sânge din Manaus cu scopul de a identifica anticorpii apăruți în urma infecției cu coronavirus.
Ce e ciudat e că acest procent ar fi însemnat atingerea imunității de turmă, însă începând din luna decembrie 2020 numărul de cazuri a început să crească din nou. În iarna 2020-2021 Manaus a fost răvășit, din nou, de pandemie. Spre exemplu, dacă în intervalul 1-19 decembrie 2020 în Manaus au fost internate 552 de persoane bolnave de COVID-19, în intervalul 1-19 ianuarie 2021 au fost internate 3.431.
Într-un articol publicat pe site-ul revistei „Science” se arată că tulpina P.1 ar putea fi de vină pentru această nouă explozie de îmbolnăviri, tocmai datorită mutației care îi conferă abilitatea de a se ascunde de sistemul imunitar. În același articol, Oliver Pybus, epidemiolog la Universitatea Oxford, este citat spunând că o altă posibilitate pentru noul val de COVID-19 din Manaus este diminuarea imunității pe care pacienții au dezvoltat-o după prima îmbolnăvire. Sau o combinație a acestor factori (mutația plus diminuarea imunității).
Un studiu a ajuns la concluzia că P.1 produce o încărcătură virală de aproape 10 ori mai mare față de alte variante braziliene.
Conform unui alt studiu recent citat de „The New York Times”, se pare că noua variantă a apărut în Manaus în noiembrie 2020. Cercetarea arată că ea are abilitatea de a-i infecta pe unii oameni care au avut imunitate după o îmbolnăvire anterioară cu COVID-19. E important de menționat că studiul încă nu a fost publicat într-un jurnal științific, și că testele au fost făcute pe celule, în laborator (cercetătorii atrag astfel atenția că unele concluzii din laborator nu se aplică neapărat în viața reală).
Studiul realizat pe mostre colectate în Manaus a mai arătat că varianta P.1 este de 1,4-2,2 ori mai transmisibilă decât alte variante de coronavirus.
De asemenea, în cadrul unui experiment, cercetătorii au amestecat variante P.1 cu anticorpii unor brazilieni care au avut COVID-19 anul trecut. Au descoperit că eficiența anticorpilor a scăzut de 6 ori atunci când aveau de luptat împotriva P.1, comparativ cu alte variante de coronavirus. Scăderea înseamnă că cel puțin unii oameni ar putea fi mai vulnerabili în fața infecțiilor cu P.1. Cercetătorii au estimat că din 100 de oameni care au fost infectați cu o variantă non-P.1 anul trecut în Manaus, între 25 și 61 dintre ei s-ar fi putut reinfecta dacă ar fi fost expuși la varianta P.1.
O combinație de variante periculoase
La 1 februarie, autoritățile din domeniul sănătății din Anglia au anunțat că mutația E484K a fost identificată în 11 mostre ale variantei britanice B.1.1.7, în zona orașului Bristol. Într-un studiu citat de „The British Medical Journal”, Ravindra Gupta și colegii săi de la Universitatea din Cambridge au arătat că este nevoie de mai mulți anticorpi dobândiți prin vaccinare pentru ca varianta B.1.1.7 cu mutația E484K să nu infecteze celulele. Despre B.1.1.7 se știe deja că este mai ușor transmisibilă, așa că o tulpină care ar avea și o capacitate sporită de a ocoli sistemul imunitar ar fi într-adevăr îngrijorătoare.
Dar! Imunitatea nu se reduce la anticorpi
Un anticorp este o proteină mare în formă de Y, folosită de sistemul imunitar pentru a identifica și neutraliza agenți patogeni (anticorpul recunoaște o moleculă unică a patogenului, numită antigen). Folosindu-se de un mecanism de fixare, anticorpul marchează agentul patogen (bacterie, virus etc) pentru a-l neutraliza (îi blochează virusului, de pildă, anumite părți din suprafață, astfel încât acesta să nu poată invada celulele) sau îl marchează pentru ca acesta să fie ucis prin alte procese alte sistemului imunitar.
Deși în ultimul timp se vorbește foarte mult despre anticorpi (și mai toată lumea e curioasă să își testeze anticorpii după vaccinare), e bine să știm că sistemul imunitar nu se reduce la anticorpi.
Printre multele tipuri de celule care fac parte din sistemul imunitar există și celulele ajutătoare T și celulele ucigașe T. Dacă primele ajută celulele ucigașe T să se dezvolte, cele din urmă ucid direct celulele care au fost infectate de agentul patogen.
De asemenea, există și celule de memorie T. Acestea sunt produse în momentul în care un patogen intră în organism. Funcția lor este să țină minte caracteristicile unui agent patogen în eventualitatea în care acesta va intra iarăși în organism. Dacă se întâmplă acest lucru, ele vor intensifica răspunsul imunitar al organismului (corpul va reacționa mai rapid și mai eficient) deoarece vor recunoaște agentul patogen la care organismul a mai fost expus.
Mai multe studii (încă nepublicate în jurnale de știință), pe care le găsiți aici și aici sugerează că noile tulpini de SARS-CoV-2 (britanică, sud-africană și braziliană) nu reprezintă o problemă pentru celulele T. Potrivit cercetătorilor, celulele T din organismele pacienților testați, care au fost infectați cu varianta inițială de coronavirus sau care au fost vaccinați cu Pfizer sau cu Moderna (acestea au fost vaccinurile testate în studiu – n.r.), au recunoscut noile tulpini și au generat un răspuns imunitar care nu a fost substanțial afectat de mutațiile apărute.
Pot lupta vaccinurile împotriva noilor tulpini?
Răspunsul este categoric: da. Deja vaccinurile au arătat că sunt foarte eficiente împotriva tulpinii britanice.
Johnson & Johnson și Novavax
Potrivit „The British Medical Journal”, studiile clinice realizate de Novavax și Johnson & Johnson au arătat că vaccinurile companiilor sunt mai puțin eficiente în Africa de Sud, comparativ cu Marea Britanie sau SUA. Se presupune că acest lucru e cauzat de prezența mutației E484K în Africa de Sud. Chiar și așa, Novavax a raportat o eficiență de 60% a vaccinului său în Africa de Sud (spre deosebire de 89% în Marea Britanie), ceea ce reprezintă un răspuns destul de bun, echivalent cu eficiența vaccinului antigripal.
În ceea ce privește vaccinul Johnson & Johnson, aprobat recent atât în SUA, cât și în Uniunea Europeană, studiile clinice au arătat că vaccinul a avut o eficiență medie de 66% în a preveni infecția cu coronavirus. În SUA, eficiența a fost de 72%, în America de Sud a fost de 66%, iar în Africa de Sud de 57%. Nu trebuie uitat însă faptul că vaccinul a avut o eficiență de 85% în a preveni cazurile severe de COVID-19. De asemenea, în timpul studiilor, nicio persoană dintre cele care au primit vaccinul nu a necesitat spitalizare și nu a murit din cauza COVID-19.
Pfizer
Un articol publicat în „The New England Journal of Medicine” a oferit informații despre capacitatea anticorpilor apăruți în urma vaccinului Pfizer de a neutraliza cele 3 variante noi: B.1.1.7, B.1.351 și P.1. În cadrul studiului s-a folosit ser sangvin de la pacienți care primiseră ambele doze de vaccin Pfizer. Concluzia cercetării a fost că serul sangvin a neutralizat toate cele 3 tipuri de tulpini. Neutralizarea proteinelor-țepușă ale variantelor britanice și braziliene a fost aproximativ echivalentă, în vreme ce neutralizarea celei sud-africane a fost „puternică”, însă „mai scăzută” (cu aproximativ două treimi) decât în cazul celorlalte tulpini. Studiul mai notează că, în ultimă instanță, concluziile cercetărilor de laborator trebuie să fie validate de dovezi colectate din lumea reală, mai exact din regiunile unde circulă noile variante de SARS-CoV-2.
Chiar dacă rezultatele de până acum nu sugerează o reducere semnificativă a protecției oferite de vaccinul Pfizer în fața variantei sud-africane sau braziliene, compania a anunțat că va începe un nou studiu clinic pentru a testa un vaccin conceput special pentru a ataca aceste noi variante, conform „Medical News Today”. Acesta ar urma să fie administrat ca o a treia doză, dacă evoluția pandemiei va arăta că actualele vaccinuri nu mai sunt suficiente în fața noilor tulpini sau dacă imunitatea oamenilor va scădea în timp.
Moderna
Și vaccinul Moderna a fost testat pentru a evalua eficiența lui împotriva noilor tulpini. Precum în cazul Pfizer, cercetarea a folosit ser sangvin de la pacienți care au primit două doze de vaccin Moderna. Rezultatele, publicate în „The New England Journal of Medicine”, au arătat că varianta britanică nu a avut o capacitate semnificativă de a scăpa de efectul de neutralizare al serului.
În schimb, a fost detectată o scădere a anticorpilor neutralizanți în cazul variantei africane (de 6,4 ori) și a celei braziliene (de 3,5 ori).
„Protecția conferită de vaccinul mRNA-1273 împotriva variantelor P.1 și B.1.351 rămâne să fie stabilită. Rezultatele noastre subliniază importanța unei supravegheri continue a virusului”, au conchis autorii studiului.
Precum compania Pfizer, și Moderna este interesată să creeze noi vaccinuri care să țintească mai eficient noile mutații. Moderna a anunțat că va lansa un studiu clinic pentru un nou vaccin conceput împotriva variantei africane.
Oxford / AstraZeneca
Un mic studiu, care încă nu a fost publicat într-un jurnal științific, a fost realizat în Africa de Sud pe 2.026 de persoane cu vârste cuprinse între 18 și 65 de ani. Vârsta medie a participanților a fost de 31 de ani. Jumătate au primit vaccinul, iar jumătate placebo.
Rezultatul studiului a fost că vaccinul AstraZeneca are o eficiență de 10,4% împotriva tulpinii sud-africane.
Concluzia cercetătorilor a fost că vaccinul, administrat în două doze, nu a oferit protecție în fața formelor ușoare și medii de COVID-19 provocate de tulpina B.1.351. Eficiența împotriva formelor severe de COVID-19 nu a putut fi determinată.
Pe de altă parte, se pare că vaccinul AstraZeneca este eficient împotriva variantei braziliene. La începutul lunii martie, o sursă a declarat pentru agenția de presă Reuters că datele preliminare ale unui studiu realizat de Universitatea Oxford indică faptul că vaccinul este eficient împotriva variantei P.1. Deocamdată, nu se cunoaște eficiența exactă. Rezultatele complete ale studiului ar urma să fie publicate în curând.
Potrivit „The British Medical Journal”, cercetătorii spun că vaccinul AstraZeneca poate fi regândit pentru a ținti mai bine noile variante de virus. Echipa Oxford/AstraZeneca a anunțat și ea că intenționează să își actualizeze vaccinul pentru a-l face mai eficient împotriva noilor variante, iar noul ser ar putea fi disponibil până la toamnă. E posibil să ia forma unei doze-rapel care este actualizată și distribuită anual.
În concluzie, cum oprim mutațiile virusului?
Fiecare nouă infectare a unei persoane echivalează cu o nouă șansă pentru virus de a suferi mutații. Mutații care pot fi în defavoarea noastră.
Cu cât virusul circulă mai mult, cu atât are mai multe ocazii de a se modifica. Avem două arme pentru a nu-l lăsa să se răspândească și, deci, să sufere mutații: vaccinarea cât mai rapidă a populației și o serie de măsuri precum:
– purtarea măștilor în mod corect
– respectarea distanțării sociale
– spălarea mâinilor
Într-un interviu pentru CNN, epidemiologul american Anthony Fauci a spus că oamenii trebuie să se vaccineze cât mai repede posibil, din momentul în care vaccinul devine disponibil: „Motivul pentru acest lucru este că virusurile nu pot dezvolta mutații dacă nu se reproduc. Și dacă stopezi reproducerea lor prin vaccinare în masă și nu le oferi teren virusurilor de a continua să răspundă la presiunile pe care le aplici asupra lor, atunci nu vei avea mutații.”
Foto: Free-Photos / pixabay.com / National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) / Wikipedia / Governo do Estado de São Paulo / Wikipedia / The National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) / Wikipedia
Dacă folosești des Instagram, poți găsi o mulțime de lucruri interesante postate de GreatNews pe contul nostru, accesibil la linkul de mai jos:
