Όταν οι ερευνητές στο υπουργείο Υγείας της Μινεσότα ανέλυσαν την αλληλουχία δειγμάτων του ιού της ευλογιάς των πιθήκων πριν από μερικούς μήνες, διαπίστωσαν κάτι παράξενο. Σε ένα δείγμα που συλλέχθηκε από ένα άτομο που είχε μολυνθεί με τον ιό, έλειπε ένα μεγάλο κομμάτι του γονιδιώματος του ιού, ενώ ένα άλλο κομμάτι είχε μετακινηθεί σε ένα εντελώς διαφορετικό σημείο της αλληλουχίας.

Η Κρίσταλ Τζιγκάντε, μικροβιολόγος στα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων των ΗΠΑ, κλήθηκε να βοηθήσει στην ανάλυση των μεταλλάξεων. Η ίδια και οι συνάδελφοί της βρήκαν παρόμοιες διαγραφές και αναδιατάξεις σε άλλα γονιδιώματα του συγκεκριμένου ιού που συλλέχθηκαν στις Ηνωμένες Πολιτείες, σύμφωνα με μια έκθεση που δημοσίευσαν στην πλατφόρμα προδημοσίευσης bioRxiv, η οποία δεν έχει αξιολογηθεί ακόμη από ομοτίμους.

Οι επιστήμονες παρακολουθούν προσεκτικά την κατάσταση για να κατανοήσουν γιατί εμφανίστηκαν οι μεταλλάξεις και τι μπορεί να σημαίνουν για την πορεία της επιδημίας. Αυτές οι μεταλλάξεις αποτελούν ένδειξη ότι ακόμη και οι ιοί που ανήκουν στην οικογένεια Poxviridae – οι οποίοι είναι ιοί DNA που τείνουν να εξελίσσονται πιο αργά από τους ιούς RNA όπως ο SARS-CoV-2 – θα αλλάξουν με την πάροδο του χρόνου, σύμφωνα με τον Έλιοτ Λέφκοβιτς, ιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα. Και όσο περισσότερο μεταδίδεται ο ιός της ευλογιάς των πιθήκων, τόσο περισσότερες ευκαιρίες θα έχει να εξελιχθεί.

Οι μεταλλάξεις που ανέλυσε η Τζιγκάντε δεν ήταν οι μεταβολές ενός γράμματος που έχουν συνηθίσει να βλέπουν οι επιστήμονες στο γονιδίωμα του SARS-CoV-2. Σε ορισμένες περιπτώσεις, είχαν εξαφανιστεί ολόκληρα γονίδια. Μάλιστα, σε ένα από τα δείγματα, έλειπε περίπου το 7% του γονιδιώματος. Ωστόσο είναι πολύ νωρίς για να πούμε αν οι μεταλλάξεις είναι ωφέλιμες, ουδέτερες ή επιβλαβείς για τον ιό, δήλωσε στο «Nature» ο Λέφκοβιτς. Εάν οι υγειονομικοί αξιωματούχοι εντοπίσουν μια αύξηση στον αριθμό των δειγμάτων του ιού που φέρουν αυτές τις μεταλλάξεις, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι βοηθούν τον ιό να εξαπλωθεί.

Στρατηγικές μετάλλαξης

Οι μεγάλες διαγραφές και αναδιατάξεις που αναφέρθηκαν για πρώτη φορά στη Μινεσότα δεν εξέπληξαν την Ενίντα Χάτσερ, εξελικτική ιολόγος στο Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικής Πληροφόρησης στο Μέριλαντ.

Σε μια μελέτη του 2015 η Χάτσερ και ο Λέφκοβιτς έδειξαν ότι τέτοιες μεταλλάξεις είναι συνηθισμένες στους περισσότερους ιούς της ευλογιάς και ότι η πλειονότητα των γονιδίων που διαταράσσουν βρίσκονται στις τελικές περιοχές του ιικού γονιδιώματος.

Οι ορθοποξικοί ιοί, ένα γένος ιών που περιλαμβάνει τον ιό της ευλογιάς των πιθήκων, έχουν ένα βασικό σύνολο περίπου 174 γονιδίων στο κέντρο του γονιδιώματός τους. Όμως, οι τελικές περιοχές τους είναι πιο μεταβλητές και περιέχουν λιγότερα βασικά γονίδια. Ορισμένα από τα γονίδια σε αυτές τις περιοχές πιστεύεται ότι κωδικοποιούν πρωτεΐνες που βοηθούν στην αφόπλιση των ανοσολογικών αντιδράσεων των ξενιστών και έχουν προσαρμοστεί για να μολύνουν συγκεκριμένους ξενιστές, σύμφωνα με τον Λέφκοβιτς.

Αυτό ίσως να εξηγεί γιατί ο ιός της ευλογιάς εξελίχθηκε ώστε να μολύνει και τους ανθρώπους. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, μια προηγούμενη έκδοση του ιού μπορεί να έχασε γονίδια από τις τελικές περιοχές του που του επέτρεπαν να μολύνει ένα ευρύ φάσμα ζωικών ειδών, με αποτέλεσμα να αρχίσει να μολύνει και τους ανθρώπους. Προτού εξαλειφθεί η ευλογιά, ο ιός σκότωνε περίπου τρεις στους δέκα ανθρώπους. Ορισμένοι επιστήμονες ανησυχούν ότι μια παρόμοια κατάσταση θα μπορούσε να προκύψει με τον ιό της ευλογιάς των πιθήκων.

Ωστόσο η πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο θα αλλάξει η συμπεριφορά του ιού της ευλογιάς των πιθήκων καθώς μεταλλάσσεται, είναι δύσκολη επειδή οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη χαρακτηρίσει τη λειτουργία πολλών γονιδίων στο μεγάλο γονιδίωμά του. Αν και οι επιστήμονες ανακάλυψαν για πρώτη φορά πριν από 17 χρόνια ότι δύο στελέχη του ιού εξαπλώνονταν στην Αφρική, δεν έχουν καταφέρει ακόμη να προσδιορίσουν ποια γονίδια είναι υπεύθυνα για τη διαφορά στο ποσοστό θνησιμότητας μεταξύ των δύο. Το ποσοστό θνησιμότητας για το στέλεχος που επικρατεί στην Κεντρική Αφρική είναι περίπου 10%, ενώ για το δεύτερο που κυκλοφορεί στη Δυτική Αφρική, είναι περίπου 1% έως 3%.

Αναλύοντας τις αλληλουχίες της ευλογιάς των πιθήκων, οι ερευνητές ανακαλύπτουν περισσότερα στοιχεία για το πώς ο ιός μπορεί να προκάλεσε το παγκόσμιο ξέσπασμα. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ένα μοτίβο μεταλλάξεων ενός γράμματος, ξεχωριστό από τις αλλαγές που εντοπίστηκαν για πρώτη φορά στη Μινεσότα.

Χρησιμοποιώντας δεδομένα για να υπολογίσουν κατά προσέγγιση τον αριθμό των μεταλλάξεων του ιού, υπολόγισαν ότι το στέλεχος που ευθύνεται για την παγκόσμια επιδημία, μεταπήδησε από τα ζώα στους ανθρώπους στις αρχές του 2016. Αυτό είναι περισσότερο από ενάμιση χρόνο πριν το στέλεχος ανιχνευθεί για πρώτη φορά σε ανθρώπους από τους υγειονομικούς αξιωματούχους της Νιγηρίας. Τα καλά νέα είναι ότι, παρόλο που ο ιός της ευλογιάς των πιθήκων συνεχίζει να εξελίσσεται, καμία μετάλλαξη δεν φαίνεται να έχει επηρεάσει το τμήμα του γονιδιώματος που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη στην οποία στοχεύει το αντιιικό φάρμακο tecovirimat.

Η αυξημένη επαγρύπνηση και η παγκόσμια συνεργασία θα βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν όχι μόνο τον ιό που προκαλεί την ασθένεια, αλλά και τους ιούς της ευλογιάς γενικότερα, εξήγησε η Χάτσερ. Πριν από αυτό το έτος, υπήρχαν περίπου 100 σχεδόν πλήρη γονιδιώματα του ιού. Σήμερα υπάρχουν περίπου 2.000.

«Είμαι πολύ χαρούμενη που βλέπω ότι η διεθνής συνεργατική στάση απέναντι στην επιτήρηση και τις γονιδιωματικές αλληλουχίες συνεχίστηκε και μετά την πανδημία της COVID-19», δήλωσε χαρακτηριστικά η Χάτσερ.

Πηγές:
euro2da, ΕΡΤ, Nature