Il virus SARS-CoV-2 è mutato. Aitor Diago / Moment tramite Getty Images
Il virus SARS-CoV-2 è mutato rapidamente. Questa è una preoccupazione perché questi di più varianti trasmissibili di SARS-CoV-2 sono ora presenti negli Stati Uniti, nel Regno Unito e in Sud Africa e in altri paesi, e molte persone si chiedono se gli attuali vaccini proteggeranno i destinatari dal virus. Inoltre, molti si chiedono se saremo in grado di farlo stare al passo con le future varianti di SARS-CoV-2, che sorgerà sicuramente.
Nel mio laboratorio Studio la struttura molecolare dei virus a RNA - come quello che causa COVID-19 - e come si replicano e si moltiplicano nell'host. Mentre il virus infetta più persone e la pandemia si diffonde, SARS-CoV-2 continua ad evolversi. Questo processo di evoluzione è costante e consente al virus di campionare il suo ambiente e selezionare i cambiamenti che lo fanno crescere in modo più efficiente. Pertanto, è importante monitorare i virus per tali nuove mutazioni che potrebbero renderli più mortali, più trasmissibili o entrambi.
Le persone aspettano un vaccino COVID-19 durante il terzo blocco nazionale dell'Inghilterra per frenare la diffusione del coronavirus. Gareth Fuller / PA Immagini via Getty Images
I virus a RNA si evolvono rapidamente
Il materiale genetico di tutti i virus è codificato in DNA o RNA; una caratteristica interessante di I virus a RNA sono che cambiano molto più rapidamente rispetto ai virus a DNA. Ogni volta che fanno una copia dei loro geni commettono uno o pochi errori. Si prevede che ciò accada molte volte all'interno del corpo di un individuo infettato da COVID-19.
Si potrebbe pensare che fare un errore nelle proprie informazioni genetiche sia negativo - dopotutto, questa è la base delle malattie genetiche negli esseri umani. Per un virus a RNA, un singolo cambiamento nel suo genoma può renderlo "morto". Non è poi così male se all'interno di una cellula umana infetta stai facendo migliaia di copie e alcune non sono più utili.
Tuttavia, alcuni genomi possono rilevare un cambiamento benefico per la sopravvivenza del virus: forse il cambiamento consente al virus di eludere un anticorpo - una proteina che il sistema immunitario produce per catturare i virus - o un farmaco antivirale. Un altro cambiamento benefico può consentire al virus di infettare un diverso tipo di cellula o anche una diversa specie di animale. Questo è probabilmente il percorso che ha consentito SARS-CoV-2 per passare dai pipistrelli agli umani.
Qualsiasi cambiamento che dia ai discendenti del virus un vantaggio competitivo nella crescita sarà favorito - "selezionato" - e inizierà a superare il virus originario. SARS-CoV-2 sta dimostrando questa funzione ora con nuove varianti che hanno proprietà di crescita migliorate. La comprensione della natura di questi cambiamenti nel genoma fornirà agli scienziati una guida per sviluppare contromisure. Questo è il classico scenario del gatto e del topo.
In un paziente infetto ci sono centinaia di milioni di singole particelle virali. Se dovessi entrare e scegliere un virus alla volta in questo paziente, troverai una serie di mutazioni o varianti nel mix. È una questione di quali hanno un vantaggio in termini di crescita, ovvero quali possono evolversi perché sono migliori del virus originale. Questi sono quelli che avranno successo durante la pandemia.
Tra le mutazioni rilevate, una è particolarmente preoccupante?
Ogni singola variante o cambiamento nel virus probabilmente non è così problematico. Un singolo cambiamento nella proteina spike, che è il regione del virus che si lega alle cellule umane - probabilmente non sarà una grande minaccia poiché la comunità medica lancia i vaccini.
La nuova variante del coronavirus SARS-CoV-2, B.1.1.7., È stata identificata per la prima volta nel Regno Unito a dicembre. L'oggetto rosso è una proteina spike del coronavirus e interagisce con il recettore ACE2 (blu) sulla cellula umana per infettarlo. Le mutazioni della nuova variante sono etichettate, mostrando la loro posizione sulla proteina spike. Juan Gaertner / Science Photo Library tramite Getty Images
Gli attuali vaccini inducono il sistema immunitario a produrre anticorpi che riconoscono e prendono di mira la proteina spike sul virus, essenziale per invadere le cellule umane. Gli scienziati hanno osservato l'accumulo di cambiamenti multipli nella proteina spike nella variante sudafricana.
Questi cambiamenti consentono a SARS-CoV-2, ad esempio, di legarsi più strettamente al recettore ACE2 e di entrare nelle cellule umane in modo più efficiente, secondo studi preliminari inediti. Tali alterazioni potrebbero consentire al virus di infettare le cellule più facilmente e migliorarne la trasmissibilità. Con più cambiamenti nella proteina spike, i vaccini potrebbero non produrre più una forte risposta immunitaria contro queste nuove varianti di virus. Questo è un doppio smacco: un vaccino meno efficace e un virus più robusto.
In questo momento, il pubblico non ha bisogno di essere preoccupato per i vaccini attuali. I principali produttori di vaccini stanno monitorando quanto bene i loro vaccini controllano queste nuove varianti e sono pronti a modificare il design del vaccino per garantire che proteggeranno da queste varianti emergenti. Moderna, ad esempio, ha dichiarato che aggiusterà la seconda o iniezione di richiamo per abbinare più da vicino la sequenza della variante sudafricana. Dovremo solo aspettare e vedere, man mano che più persone ricevono vaccinazioni, se i tassi di trasmissione diminuiranno.
Perché si sta abbassando la chiave di trasmissione?
Un calo della velocità di trasmissione significa meno infezioni. Una minore replicazione del virus porta a minori opportunità di evoluzione del virus negli esseri umani. Con meno possibilità di mutare, l'evoluzione del virus rallenta e c'è un minor rischio di nuove varianti.
La comunità medica deve fare una grande spinta e ottenere quante più persone vaccinate e quindi protette possibile. In caso contrario, il virus continuerà a crescere in un gran numero di persone e produrrà nuove varianti.
In che modo le nuove varianti sono diverse
I La variante del Regno Unito, nota come B.1.1.7., Sembra legarsi più strettamente Vai all’email recettore proteico chiamato ACE2, che si trova sulla superficie delle cellule umane.
Non credo che abbiamo visto prove chiare che questi virus siano più patogeni, il che significa più mortali. Ma possono essere trasmessi più velocemente o in modo più efficiente. Ciò significa che più persone saranno infettate, il che si traduce in più persone che saranno ricoverate in ospedale.
[Conoscenza profonda, ogni giorno. Iscriviti alla newsletter di The Conversation.]
La variante sudafricana, nota come 501.V2, ha più mutazioni nel gene che codifica per la proteina spike. Queste mutazioni aiutare il virus a eludere una risposta anticorpale.
Gli anticorpi hanno una precisione squisita per il loro bersaglio e se il bersaglio cambia leggermente forma, come con questa variante, che i virologi chiamano fuga mutante - l'anticorpo non può più legarsi saldamente, poiché perde il suo potere di protezione.
Perché dobbiamo monitorare le mutazioni?
Vogliamo assicurarci che i test diagnostici rilevino tutti i virus. Se ci sono mutazioni nel materiale genetico del virus, un anticorpo o un test PCR potrebbe non essere in grado di rilevarlo in modo altrettanto efficiente o del tutto.
Per essere sicuri che il vaccino sarà efficace, i ricercatori devono sapere se il virus si sta evolvendo e sfuggendo agli anticorpi che sono stati attivati tramite il vaccino.
Un altro motivo per cui il monitoraggio di nuove varianti è importante è che le persone che sono state infettate potrebbero essere nuovamente infettate se il virus è mutato e il loro sistema immunitario non è in grado di riconoscerlo e spegnerlo.
Il modo migliore per cercare varianti emergenti nella popolazione è eseguire il sequenziamento casuale dei virus SARS-CoV-2 da campioni di pazienti attraverso diversi background genetici e posizioni geografiche.
Più dati di sequenziamento vengono raccolti dai ricercatori, migliori saranno gli sviluppatori di vaccini in grado di rispondere in anticipo ai principali cambiamenti nella popolazione virale. Molti centri di ricerca negli Stati Uniti e nel mondo lo sono aumentare le loro capacità di sequenziamento per realizzare questo.
Circa l'autore
Richard Kuhn, professore di scienze biologiche, Purdue University
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
Libri correlati:
Il corpo tiene il punteggio: cervello mente e corpo nella guarigione del trauma
di Bessel van der Kolk
Questo libro esplora le connessioni tra trauma e salute fisica e mentale, offrendo spunti e strategie per la guarigione e il recupero.
Clicca per maggiori informazioni o per ordinare
Respiro: la nuova scienza di un'arte perduta
di Giacomo Nestore
Questo libro esplora la scienza e la pratica della respirazione, offrendo approfondimenti e tecniche per migliorare la salute fisica e mentale.
Clicca per maggiori informazioni o per ordinare
Il paradosso delle piante: i pericoli nascosti negli alimenti "sani" che causano malattie e aumento di peso
di Steven R. Gundry
Questo libro esplora i collegamenti tra dieta, salute e malattia, offrendo spunti e strategie per migliorare la salute e il benessere generale.
Clicca per maggiori informazioni o per ordinare
Il codice di immunità: il nuovo paradigma per la salute reale e l'antietà radicale
di Joel Green
Questo libro offre una nuova prospettiva sulla salute e l'immunità, attingendo ai principi dell'epigenetica e offrendo intuizioni e strategie per ottimizzare la salute e l'invecchiamento.
Clicca per maggiori informazioni o per ordinare
La guida completa al digiuno: guarisci il tuo corpo attraverso il digiuno intermittente, a giorni alterni e prolungato
del dottor Jason Fung e Jimmy Moore
Questo libro esplora la scienza e la pratica del digiuno offrendo spunti e strategie per migliorare la salute e il benessere generale.
