În romane și filme, agenții patogeni infecțioși mută și devin inevitabil mai periculoși. În filmul de succes Contagiunede exemplu, un virus mortal dobândește o mutație în Africa care face ca numărul deceselor la nivel mondial să crească în doar câteva zile.
Realitatea, însă, este mult mai puțin teatrală.
În ultimele luni, câteva grupuri de cercetare au susținut că identifică noi tulpini de coronavirus, numite SARS-CoV-2, care infectează oameni din întreaga lume. Sună înfricoșător. Dar nu numai că uneori este dificil să se stabilească dacă o schimbare echivalează cu o „nouă tulpină”, ci nici una dintre modificările raportate ale virusului nu s-a dovedit a fi mai periculoasă.
Acest lucru a dus la o mare confuzie pentru publicul larg. De fiecare dată când astfel de studii ies la suprafață, apar temeri, iar experții în virusi se grăbesc să explice că schimbările în modelul genetic sau genomul unui virus au loc tot timpul. Coronavirusul nu face excepție.
„De fapt, înseamnă doar că este normal”, spune Kari Debbink, virolog la Universitatea de Stat Bowie din Maryland. „Ne așteptăm ca virușii să evolueze. Dar nu toate aceste mutații sunt semnificative.”
Iată ce înseamnă să găsești mutații în noul coronavirus și ce dovezi sunt necesare pentru a ridica de fapt un steag roșu.
În primul rând, o mutație este doar o schimbare
De cele mai multe ori, mutațiile nu fac absolut nimic unui virus.
Virușii sunt pur și simplu învelișuri proteice care conțin fie ADN, fie ARN ca material genetic. În cazul SARS-CoV-2, este ARN. Blocurile de construcție ale ARN, numite nucleotide, sunt aranjate în tripleți, numiți codoni. Aceste triouri de nucleotide furnizează codul pentru construirea aminoacizilor, care alcătuiesc proteinele virusului. O mutație este o modificare a uneia dintre aceste nucleotide din materialul genetic al virusului – în cazul SARS-CoV-2, una dintre aproximativ 30.000 de nucleotide.
Uneori, o mutație într-un triplet este silențioasă, ceea ce înseamnă că codonul încă codifică același aminoacid. Dar chiar și atunci când un aminoacid se schimbă, este posibil ca virusul să nu se comporte într-un mod evident diferit. Unele mutații ar putea genera, de asemenea, viruși disfuncționali care dispar rapid ca rezultat.
De la astronomie la zoologie
Abonați-vă la Știri Științe pentru a vă satisface apetitul omnivor pentru cunoașterea universală.
Și, de fapt, aceste schimbări pot fi de fapt utile atunci când vine vorba de urmărirea traseului virusului pe tot globul, lucru pe care cercetătorii au făcut-o încă de când experții din China au lansat prima secvență genetică a coronavirusului în ianuarie (SN: 2/13/20). Oamenii de știință pot descifra sau ordona ARN-ul virusului pentru a urmări schimbările pe măsură ce infectează mai mulți oameni. Ei pot urmări apoi unde și cum se răspândește coronavirusul într-o populație și pot monitoriza modificările ulterioare ale geneticii sale.
Rude apropiate
Cercetătorii pot folosi modificările în modelul genetic al coronavirusului pentru a înțelege mai bine cum se răspândește. Prin descifrarea virușilor prelevați de la pacienți, aceștia pot construi un arbore (în imagine, mostrele sunt reprezentate prin puncte și colorate după regiunea în care au fost colectați) pentru a arăta relațiile genetice dintre acești viruși. Pandemia a început în China la sfârșitul anului 2019 (cercuri albastre în partea de jos) și de atunci s-a extins pe alte cinci continente. Liniile orizontale descriu cât de strâns legate sunt doi viruși – liniile mai lungi înseamnă că există mai multe diferențe între ei.
Urmărirea modificărilor genetice ale SARS-CoV-2 pentru a mapa răspândirea acestuia, decembrie 2019 – mai 2020
Epidemiologii sunt interesați să urmărească mutațiile chiar dacă nu modifică proteina, spune Emma Hodcroft, epidemiolog molecular la Universitatea Basel din Elveția. „Dar asta nu înseamnă că este o tulpină nouă sau că este un virus care se comportă diferit.”
O nouă „tulpină” de virus nu înseamnă mare lucru
Termenul „tulpină” este „folosit foarte, foarte vag de majoritatea oamenilor de știință”, spune Hodcroft. „Nu există cu adevărat o definiție strictă a cuvântului „tulpină”, mai ales când vorbim despre viruși. Experții s-ar putea să se refere pur și simplu la viruși care nu sunt identici din punct de vedere genetic – aproape ca și cum discutăm despre oameni diferiți.
Virușii se schimbă mereu. Când un virus infectează o celulă, începe să facă copii ale instrucțiunilor sale genetice. Majoritatea virușilor nu au instrumentele necesare pentru a corecta fiecare șir de ARN pentru greșeli, astfel încât procesul este predispus la erori și diferențele se acumulează în timp.
Coronavirusurile precum SARS-CoV-2, pe de altă parte, au o enzimă de corectare – o raritate pentru virusurile ARN. Dar asta nu înseamnă că genomul lor nu are erori. Modificările încă se acumulează, doar mai lent decât în alte viruși ARN, cum ar fi gripa. „Tulpinile”, „variantele” sau „filiațiile” sunt toți termeni pe care cercetătorii i-ar putea folosi pentru a descrie viruși care au șiruri de ARN identice sau strâns legate.
Dar pentru publicul larg, un cuvânt precum „tulpina” este adesea interpretat ca însemnând un flagel cu totul nou. „Cred că utilizarea termenului „tulpină” nu face altceva decât să provoace panică”, spune Jeremy Luban, virolog la Universitatea din Massachusetts Medical School din Worcester. „Nu se înțelege cu adevărat care sunt problemele importante.”
Majoritatea mutațiilor nu sunt periculoase
O mutație poate afecta un virus în mai multe moduri, dar numai anumite tipuri de mutații pot face virusul mai periculos pentru oameni. Poate că schimbarea protejează virusul de sistemul imunitar sau îl face rezistent la tratamente. Mutațiile ar putea modifica, de asemenea, cât de ușor se răspândește virusul în rândul oamenilor sau pot provoca schimbări în severitatea bolii.
Din fericire, astfel de mutații sunt rare. Din păcate, pot fi greu de identificat.
Un studiu preliminar publicat pe 5 mai pe bioRxiv.org, de exemplu, a găsit o mutație în vârful SARS-CoV-2, o proteină din exteriorul coronavirusului care îi permite să pătrundă în celule. Această nouă variantă se găsește acum mai des în locuri precum Europa și Statele Unite decât forma originală a coronavirusului. Asta ar putea însemna că schimbarea face virusul mai transmisibil, au concluzionat autorii. Însă studiul nu a avut experimente de laborator care să susțină afirmația.
Alte explicații ar putea explica și modelul. Varianta SARS-CoV-2 cu mutația ar fi putut ajunge în anumite regiuni datorită unei întâmplări aleatorii – o persoană infectată cu un virus care avea noua mutație tocmai s-a întâmplat să urce într-un avion – și ar putea să nu aibă nimic de-a face cu virusul în sine. Studiul nu a oferit suficiente dovezi pentru a face distincția între posibilități.
„Ceea ce cred că a fost potențial confuz pentru oameni este că urmărim acest proces foarte normal [viral] transmiterea și mutația au loc în timp real”, spune Louise Moncla, epidemiolog evoluționist la Centrul de Cercetare a Cancerului Fred Hutchinson din Seattle. „Și există această dorință reală de a înțelege dacă aceste mutații au vreo diferență funcțională.”
„Respiră adânc”, spun experții și se așteaptă la mutații
Pentru a înțelege dacă o singură mutație modifică modul în care funcționează virusul, „nu va fi doar un experiment”, spune virologul Debbink din statul Bowie. „Este nevoie de multă cercetare.”
Pe lângă examinarea secvențelor genetice ale virusurilor de la pacienții cu coronavirus din întreaga lume, cercetătorii se vor baza și pe studii pe celule sau animale crescute în laborator. Astfel de studii ar putea ajuta la stabilirea dacă virusurile cu anumite mutații se comportă diferit. Experimentele de competiție – în care doi viruși diferiți sunt amestecați în celule într-un vas sau sunt folosiți pentru a infecta un animal – îi pot ajuta pe oamenii de știință să descopere care variantă are mai mult succes în a face copii ale ei înșiși, adică care „câștigă”.
Alte tipuri de teste ar putea dezvălui dacă mutațiile în proteina spike a coronavirusului modifică cât de puternic se leagă de proteina de pe celulele umane, ceea ce îi permite să intre în interiorul celulelor, spune virologul Luban (SN: 2/3/20), sau dacă modificările modifică cât de ușor intră virusul într-o celulă după legare.
Dar rezultatele de laborator ar putea să nu ofere nici o imagine completă. „Doar pentru că ceva este diferit într-o celulă nu înseamnă neapărat că este diferit atunci când îl extinzi la întregul corp uman”, spune Hodcroft. „La sfârșitul zilei, vei avea nevoie de niște studii pe animale sau de niște date foarte bune despre oameni.”
Aceste studii necesită timp. Între timp, este garantat să apară mai multe mutații de coronavirus în următoarele luni – iar experții vor continua să le urmărească.
„Datele ne vor spune dacă trebuie să ne îngrijorăm și în ce fel trebuie să ne îngrijorăm”, spune Moncla. „Toată lumea ar trebui să respire adânc și să realizeze că asta este exact ceea ce ne-am așteptat întotdeauna să se întâmple și nu trebuie neapărat să fim îngrijorați.”