Krajem prošle godine utvrđene su tri različite varijante koronavirusa u Velikoj Britaniji, Južnoj Africi i Brazilu. U poslednje vreme, sojevi otkriveni u Indiji, SAD-u i drugde izazivaju strepnju. Da li pojava novih sojeva nagoveštava dugotrajnu borbu sa pandemijom, ili će virus uskoro ostati bez evolutivnog prostora za mutacije i pretvoriti se u benigniji, endemski patogen?
Prognoze o evolucionoj dinamici virusa, posebno o promenama virulencije, uvek će biti prožete neizvesnošću. Nasumične mutacije RNK, haotični obrasci širenja i meahnizmi prirodne selekcije predstavljaju poprilične izazove. Ipak, poznati evolutivni principi, u kombinaciji sa bogatstvom podataka o samom virusu, mogu nam pružiti određene smernice.
Sars-Cov-2, virus koji uzrokuje covid-19, prešao je na ljude sa nepoznate životinjske vrste i tako ušao u novi evolutivni prostor prepun prepreka, pretnji, ćorsokaka, ali i novih prilika. Ovaj prostor je teško zamisliti i razmeriti. Njegova raznolikost izaziva frustracije, a njegove granice i topografije pružaju mnoštvo ezoteričnih perspektiva.
Ipak, vesti sa terena su pozitivne. Većina stručnih komentara na temu mutacija u genomu Sars-Cov-2 bila je relativno optimistična, što je odraz činjenice da velika većina takvih mutacija ima malo ili nimalo funkcionalnih posledica. Iako postoji ogroman mutacijski prostor koji bi virus mogao teoretski da osvoji, gotovo sav taj prostor će funkcionalnom virusu ostati nedostupan. Ali dok su mutacije uglavnom bezopasne, postoje skrivene i retke genomske promene koje virusu omogućavaju da se inovira.
Mapiranje čitavog genoma omogućilo je detaljno istraživanje Sars-Cov-2. Znamo da genom u proseku ima jednu ili dve mutacije mesečno, što je, uzimajući u obzir veličinu genoma, oko četiri puta sporije nego kod virusa gripa. Ovo otkriće je najšira naučna javnost protumačila kao dobru vest. Logika je da stabilniji genom pruža manje mogućnosti virusu da zaobiđe delovanje vakcine ili izvede neki drugi genetski trik.
Pojava „Britanskog soja“ (poznatog kao „Kent varijanta“, B117 ili 20I/501Y.V1) bila je značajna i otrežnjujuća. Podaci iz sekvenciranja genoma pokazali su da je u jednom naletu bilo 23 mutacije (tokom čitave godine). Većina ovih mutacija ima mali evolucioni značaj, ali druge su odgovorne za povećanu stopu širenja ovog soja.
Zašto i kako se ovo dogodilo? Virus mutira prilikom razmnožavanja unutar ljudskog tela. Ove mutacije mogu promeniti način interakcije virusa sa ljudskim ćelijama, uključujući i imunološki sistem. Britanski soj se verovatno pojavio tokom dugotrajne infekcije kod jednog pacijenta. Tokom višenedeljnog lečenja konvalescentnom plazmom, koja je bogata antitelima, verovatno je došlo do prirodne selekcije koja je izrodila pomenuti soj.
Primećeni su i drugi slični evolutivni skokovi. U Tanzaniji se nedavno pojavio novi soj koji ima 34 zasebne mutacije. Takođe su primećeni slučajevi rekombinacije, gde se različiti genomi Sars-Cov-2 ukrštaju kako bi stvorili hibrid. Iako su ovakvi događaji retki, njihov evolutivni značaj ne bi trebalo potceniti. Relativno niska brzina mutacije ne značni nužno i sporiji evolutivni proces.
Okidač za pojavu britanskog soja verovatno je bio evolutivni pritisak da se virus zaštiti od terapijskih antitela (rekonvalescentna plazma). Najočiglednija posledica ovog događaja bila je povećana zaraznost virusa. To pokazuje da iste mutacije virusu daju višestruke prednosti, što je fenomen poznat kao „pleiotropija“.
Iako sasvim ne razumemo biološke mehanizme, možemo lako da identifikujemo kritične mutacije na osnovu podataka iz sekvenciranja genoma, jer su se one iznova javljale tokom pandemije. Iako je sama mutacija automatski proces, prirodna selekcija je više puta izabrala istovetne mutacije, što je poznato kao „evolutivna konvergencija“.
Ovih desetak mutacija, u raznim kombinacijama, su presudna karakteristika svih sojeva. Svi utiču na šiljasti protein – deo virusa koji se vezuje za ljudske ćelije. Uprkos povećanom broju zaraženih i umrlih koji su posledica ovih mutacija, možemo li se bar utešiti činjenicom da je ukupan broj takvih mutacija ograničen? Možda. Ali svojstva virusa verovatno nisu određena izolovanim mutacijama, već načinima interakcije između nekoliko mutacija. Ova kombinatorika otvara nove zone potencijalnih virusnih mutacija.
S obzirom da pojedinačni i retki događaji mogu promeniti tok čitave pandemije, moramo dodatno biti svesni opasnosti od nekontrolisanog širenja. Kao što se šanse za dobitak na lutriji povećavaju sa brojem kupljenih tiketa, tako se povećava i mogućnost retkih evolucionih događaja koji stvaraju nove sojeve. Novi sojevi ne poštuju nacionalne granice i zato je imperativ da globalni broj infekcija budu što niži.
(TheConversation-ZTP, foto: iStock)
