איך נוצרות מוטציות, האם כדאי לחכות לזן חדש של קורונה?

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

באוקטובר אשתקד, אי שם בהודו, אדם שכנראה היה מדוכדך חיסוני חלה ב-COVID-19. המקרה שלו אולי היה קל, אבל בגלל חוסר היכולת של גופו להיפטר מנגיף הקורונה, הוא התעכב והתרבה. כשהנגיף השתכפל ועבר מתא אחד למשנהו, פיסות חומר גנטי העתיקו את עצמן בצורה שגויה. עם הנגיף המתוקן הזה, הוא הדביק את הסובבים אותו.

כך, על פי מדענים, צמח זן הדלתא של נגיף הקורונה, אשר זורע הרס ברחבי העולם ותובע מספר עצום של חיים מדי יום. במהלך מגיפת ה-COVID-19, אלפי גרסאות של נגיף זה כבר זוהו, ארבע מהן נחשבות "מדאיגות" - אלפא, בטא, גמא ודלתא.

המסוכן שבהם הוא דלתא, על פי כמה דיווחים היא מדבקת בכ-97% יותר מנגיף הקורונה המקורי, שהופיע ב-2019 בווהאן. אבל, האם יכולים להיות זנים מסוכנים אפילו יותר מדלתא? הבנה כיצד מתרחשות מוטציות תעזור לענות על השאלה.

נגיפים רגישים למוטציות יותר מאשר וירוסים אחרים

תפנית כזו כמו בהודו לא הייתה הפתעה למיקרוביולוגים. כמובן, הם לא יכלו לחזות היכן ומתי יופיע וירוס קטלני אפילו יותר, והאם זה יקרה בכלל, אבל האפשרות למוטציה מסוכנת הודתה במלואה. לדברי בת'ני מור, יו ר המחלקה למיקרוביולוגיה ואימונולוגיה באוניברסיטת מישיגן, בכל פעם שווירוס חודר לתא, הוא משכפל את הגנום שלו כדי להתפשט לתאים אחרים.

יתרה מכך, נגיף קורונה מעתיק את הגנום שלהם בצורה רשלנית יותר מאשר בני אדם, בעלי חיים, או אפילו פתוגנים אחרים. כלומר, בתהליך העתקת הקודים הגנטיים של עצמם, הם עושים פעמים רבות טעויות, מה שמוביל למוטציות. אמנם, ישנם וירוסים שעוברים מוטציות בתדירות גבוהה אפילו יותר מנגיף הקורונה, למשל שפעת. הסיבה לכך היא שה-RNA של נגיף קורונה מכיל אנזים הגהה שאחראי על בדיקת עותקים כפולה. לכן, לרוב באיזו צורה זה נכנס לאדם, בדרך זו זה בא ממנו.

עם זאת, כפי שאומרים אפידמיולוגים, על מנת לגרום לנזק בלתי הפיך לעולם, אין צורך בעותקים רבים שהועתקו בצורה שגויה. וירוסים המועברים על ידי טיפות מוטסות, למשל, במהלך שיחה, מתפשטים הרבה יותר מהר מאלה המועברים מינית, בדם או אפילו במישוש. בנוסף, לווירוסים כאלה יש סכנה נוספת - אדם נגוע יכול להעביר אותו, ואפילו את הגרסה המוטאת שלו, עוד לפני שהוא יודע על ההדבקה שלו.

מוטציות בודדות של נגיף הקורונה מסוכנות פחות מאבולוציה מתכנסת

רוב המוטציות או הורגות את הנגיף בעצמן, או מתות עקב חוסר התפשטות, כלומר, הנשא מעביר אותו למספר קטן של אנשים שמבודדים ומונעים מהנגיף להתפשט עוד יותר. אך כאשר נוצרים מספר רב של מוטציות, חלקן מצליחות בטעות "לברוח" ממעגל מצומצם של נשאים, למשל, אם אדם נגוע מבקר במקום הומה אדם או באירוע עם מספר רב של משתתפים.

עם זאת, לדברי ווהן קופר, פרופסור למיקרוביולוגיה וגנטיקה מולקולרית, המדענים חוששים ביותר אפילו לא ממוטציה של וירוס אחד, אלא משינויים דומים המתרחשים בהרבה גרסאות עצמאיות. שינויים כאלה תמיד הופכים את הנגיף למושלם יותר מבחינת האבולוציה.תופעה זו נקראת אבולוציה מתכנסת.

לדוגמה, בכל הזנים שהוזכרו לעיל, המוטציה התרחשה בחלק אחד של חלבון הספייק (ספייק חלבון). בליטות אלו עוזרות לנגיף להדביק תאים אנושיים. לכן, כתוצאה מהמוטציה D614G, סוג אחד של חומצת אמינו (הנקראת חומצה אספרטית) הוחלף בגליצין, מה שהפך את הנגיף לזיהומי יותר.

מוטציה נפוצה נוספת, המכונה L452R, ממירה את חומצת האמינו לאוצין לארגינין, שוב בחלבון הספייק. בהתחשב בכך שמוטציית L452 נצפתה ביותר מתריסר שיבוטים בודדים, ניתן להסיק שהיא מספקת יתרון חשוב לנגיף הקורונה. הנחה זו אוששה לאחרונה על ידי חוקרים לאחר רצף מאות דגימות של הנגיף. יתרה מכך, כפי שמציעים מדענים, L452R עוזר לנגיף להדביק אנשים בחסינות מסוימת מפני נגיף הקורונה.

מאז שחלבון הספייק היה קריטי לפיתוח חיסונים וטיפולים, מדענים ערכו את הכמות הגדולה ביותר של מחקר לחקר מוטציות בו. אבל, כמה מדענים מאמינים שחקר המוטציות בחלבון הספייק לבדו אינו מספיק כדי להבין את הנגיף. בפרט, לדעה זו שותף נאש רוכמן, מומחה לווירולוגיה אבולוציונית.

Rohman הוא מחבר שותף של מאמר שנאמר לאחרונה, הקובע שלמרות שחלבון הספייק הוא מרכיב חשוב בנגיף, יש בו גם חלק נוסף, חשוב לא פחות, הנקרא חלבון נוקלאוקפסיד. זהו ציפוי המקיף את גנום ה-RNA של הנגיף. לדברי המדען, שני התחומים הללו יכולים לעבוד יחד. כלומר, וריאנט עם מוטציה בחלבון הספייק ללא שינויים כלשהם בחלבון הנוקלאוקפסיד עשוי להתנהג בצורה שונה לגמרי מוריאנט אחר שיש לו מוטציות בשני החלבונים.

קבוצה של מוטציות הפועלות יחד נקראת אפיסטאזיס. סימולציות של רוהמן ועמיתיו מראות שקבוצה קטנה של מוטציות בנקודות שונות יכולה לעזור לנגיף לברוח מנוגדנים ובכך להפוך את החיסונים לפחות יעילים.

האיום של מוטציה מסוכנת של נגיף הקורונה יישאר עד סוף המגיפה

הדאגה הגדולה ביותר של מדענים היא העובדה שמתעוררות מוטציות שעמידות לחיסון. כל החיסונים מראים כעת את יעילותם. עם זאת, גרסת Mu העדכנית כבר הוכיחה את עצמה כעמידה בפניהם הרבה יותר מכל הזנים הקודמים, כולל גרסת הדלתא.

בהתחשב בכך שחלק קטן מאוכלוסיית העולם עדיין מחוסן, אין לנגיף צורך מיוחד במוטציה המסוגלת להערים לחלוטין על מערכת החיסון. מומחים מאמינים שקל יותר לנגיף למצוא דרכים חדשות וטובות יותר להדביק מיליארדי אנשים שעדיין אין להם חסינות.

עם זאת, איש אינו יודע אילו מוטציות עומדות לפניו וכמה נזק הן עלולות לגרום. בהתחשב בתקופת הדגירה הארוכה, וירוס עם מוטציה מסוכנת יכול לשרוד ולהתפזר ברחבי כדור הארץ, גם אם מקורו באזור דל אוכלוסייה.

בהבנת נושא המוטציות, חשוב להבין דבר אחד – הן מתרחשות כאשר יש שכפול ויראלי. מוטציות המתעוררות השנה במדינות שונות הן הסיבה שהמגיפה עדיין לא בשליטה. כלומר, ככל שמגיפה משתוללת יותר, כך מתעוררות יותר מוטציות, אשר בתורן תורמות להתפשטות גדולה עוד יותר של הנגיף. לכן, הדרך הטובה ביותר למנוע את הופעתם של זנים עתידיים ומסוכנים יותר היא להגביל את מספר ההעתקות. כרגע, חיסון עוזר בכך, כמו גם עמידה באמצעי מניעה.