Mutasyonlar nasıl ortaya çıkıyor, yeni bir koronavirüs türü beklemeye değer mi?

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Geçen yıl Ekim ayında Hindistan'da bir yerde, muhtemelen bağışıklığı baskılanmış bir kişi COVID-19'a yakalandı. Durumu hafif olabilir, ancak vücudunun kendisini koronavirüsten kurtaramaması nedeniyle oyalandı ve çoğaldı. Virüs çoğalıp bir hücreden diğerine geçerken, genetik materyal parçaları kendilerini yanlış kopyaladı. Bu modifiye edilmiş virüsle etrafındakilere bulaştırdı.

Bilim adamlarına göre, tüm dünyayı kasıp kavuran ve her gün çok sayıda cana mal olan koronavirüsün Delta suşu bu şekilde ortaya çıktı. COVID-19 pandemisi sırasında, dördü "endişe verici" olarak kabul edilen Alfa, Beta, Gama ve Delta olmak üzere bu virüsün binlerce varyantı zaten tanımlanmıştır.

Bunların en tehlikelisi Delta, bazı raporlara göre 2019'da Wuhan'da ortaya çıkan orijinal koronavirüsten yaklaşık %97 daha bulaşıcı. Ancak Delta'dan daha tehlikeli türler olabilir mi? Mutasyonların nasıl meydana geldiğini anlamak, soruyu cevaplamaya yardımcı olacaktır.

Coronavirüsler mutasyonlara diğer virüslerden daha duyarlıdır

Hindistan'daki gibi bir olay dönüşü, mikrobiyologlar için sürpriz değildi. Tabii ki, daha da ölümcül bir virüsün nerede ve ne zaman ortaya çıkacağını ve bunun gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini tahmin edemiyorlardı, ancak tehlikeli bir mutasyon olasılığı tamamen kabul edildi. Michigan Üniversitesi Mikrobiyoloji ve İmmünoloji Bölümü başkanı Bethany Moore'a göre, bir virüs bir hücreye her girdiğinde, diğer hücrelere yayılmak için genomunu çoğaltır.

Dahası, koronavirüsler genomlarını insanlardan, hayvanlardan ve hatta diğer bazı patojenlerden daha dikkatsizce kopyalar. Yani kendi genetik kodlarını kopyalama sürecinde sıklıkla hata yaparlar ve bu da mutasyonlara yol açar. Bununla birlikte, örneğin grip gibi koronavirüsten daha sık mutasyona uğrayan virüsler vardır. Bunun nedeni, koronavirüslerin RNA'sının kopyaları iki kez kontrol etmekten sorumlu bir düzeltme okuma enzimi içermesidir. Bu nedenle, çoğu zaman bir insana hangi biçimde girer, bu şekilde ondan gelir.

Ancak, epidemiyologların dediği gibi, dünyaya onarılamaz bir zarar vermek için yanlış kopyalanmış birçok kopyaya ihtiyaç yoktur. Örneğin bir konuşma sırasında havadaki damlacıklarla bulaşan virüsler, cinsel yolla, kan yoluyla ve hatta dokunsal olarak bulaşanlardan çok daha hızlı yayılır. Ek olarak, bu tür virüslerin başka bir tehlikesi daha vardır - enfekte bir kişi onu ve hatta mutasyona uğramış versiyonunu daha enfeksiyonunu bilmeden önce iletebilir.

Koronavirüsün bireysel mutasyonları, yakınsak evrimden daha az tehlikelidir

Çoğu mutasyon ya virüsü kendi kendine öldürür ya da yayılma olmaması nedeniyle ölür, yani taşıyıcı, virüsü izole eden ve daha fazla yayılmasını önleyen az sayıda insana geçirir. Ancak çok sayıda mutasyon yaratıldığında, bazıları kazara sınırlı bir taşıyıcı çemberinden "kaçmayı" başarır, örneğin, enfekte bir kişi kalabalık bir yeri veya çok sayıda katılımcının olduğu bir olayı ziyaret ederse.

Bununla birlikte, mikrobiyoloji ve moleküler genetik profesörü Vaughn Cooper'a göre, bilim adamları en çok herhangi bir virüsün mutasyonundan bile değil, birçok bağımsız varyantta meydana gelen benzer değişikliklerden korkuyorlar. Bu tür değişiklikler virüsü her zaman evrim açısından daha mükemmel kılar. Bu fenomene yakınsak evrim denir.

Örneğin, yukarıda bahsedilen tüm suşlarda, mutasyon spike proteinin (spike protein) bir kısmında meydana geldi. Bu çıkıntılar, virüsün insan hücrelerini enfekte etmesine yardımcı olur. Böylece, D614G mutasyonunun bir sonucu olarak, bir tür amino asit (aspartik asit olarak adlandırılır) glisin ile değiştirildi ve bu da virüsü daha bulaşıcı hale getirdi.

L452R olarak bilinen başka bir yaygın mutasyon, yine spike proteininde lösin amino asidini arginine dönüştürür. L452 mutasyonunun bir düzineden fazla bireysel klonda gözlemlendiği göz önüne alındığında, koronavirüse önemli bir avantaj sağladığı sonucuna varılabilir. Bu varsayım, yüzlerce virüs örneğini sıraladıktan sonra araştırmacılar tarafından yakın zamanda doğrulandı. Ayrıca, bilim adamlarının önerdiği gibi, L452R, virüsün koronavirüsten bir miktar bağışıklığı olan insanlara bulaşmasına yardımcı olur.

Spike protein, aşıların ve tedavilerin geliştirilmesi için kritik öneme sahip olduğundan, bilim adamları, içindeki mutasyonları incelemek için en büyük miktarda araştırma yaptılar. Ancak bazı bilim adamları, spike proteinindeki mutasyonların incelenmesinin tek başına virüsü anlamak için yeterli olmadığına inanıyor. Özellikle bu görüş, evrimsel viroloji uzmanı Nash Rochman tarafından paylaşılmaktadır.

Rohman, spike proteinin virüsün önemli bir unsuru olmasına rağmen, nükleokapsid protein olarak adlandırılan, aynı derecede önemli başka bir parçasının da olduğunu belirten yakın tarihli bir makalenin ortak yazarıdır. Virüsün RNA genomunu çevreleyen bir kaplamadır. Bilim adamına göre bu iki alan birlikte çalışabilir. Yani, nükleokapsid proteininde herhangi bir değişiklik olmaksızın spike proteininde mutasyona sahip bir varyant, her iki proteinde de mutasyona sahip başka bir varyanttan oldukça farklı davranabilir.

Uyum içinde çalışan bir grup mutasyona epistasis denir. Rohman ve meslektaşları tarafından yapılan simülasyonlar, farklı noktalarda küçük bir grup mutasyonun virüsün antikorlardan kaçmasına ve dolayısıyla aşıların daha az etkili olmasına yardımcı olabileceğini gösteriyor.

Koronavirüsün tehlikeli bir mutasyon tehdidi pandeminin sonuna kadar devam edecek

Bilim adamlarının en büyük endişesi aşıya dirençli mutasyonların ortaya çıkmasıdır. Tüm aşılar şu anda etkinliklerini gösteriyor. Bununla birlikte, en son Mu varyantının, Delta varyantı da dahil olmak üzere önceki tüm suşlardan onlara karşı çok daha dirençli olduğu zaten kanıtlanmıştır.

Dünya nüfusunun küçük bir bölümünün hala aşılanmış olduğu göz önüne alındığında, virüsün bağışıklık sistemini tamamen alt edebilecek bir mutasyona özel bir ihtiyacı yoktur. Uzmanlar, virüsün henüz bağışıklığı olmayan milyarlarca insanı enfekte etmenin yeni ve daha iyi yollarını bulmasının daha kolay olduğuna inanıyor.

Ancak, mutasyonların neler olduğunu ve ne kadar hasara yol açabileceklerini kimse bilmiyor. Uzun kuluçka süresi göz önüne alındığında, tehlikeli bir mutasyona sahip bir virüs, seyrek nüfuslu bir bölgeden kaynaklansa bile hayatta kalabilir ve gezegenin etrafına dağılabilir.

Mutasyon konusunu anlamak, bir şeyi anlamak önemlidir - viral replikasyon olduğunda ortaya çıkarlar. Pandeminin henüz kontrol altına alınmamasının nedeni bu yıl farklı ülkelerde ortaya çıkan mutasyonlar. Yani, bir pandemi ne kadar şiddetli olursa, o kadar fazla mutasyon ortaya çıkar ve bu da virüsün daha da fazla yayılmasına katkıda bulunur. Bu nedenle, gelecekte daha tehlikeli suşların ortaya çıkmasını önlemenin en iyi yolu, tekrarlama sayısını sınırlamaktır. Şu anda aşılama, bunun yanı sıra önleyici tedbirlere uyulmasına yardımcı olur.