جهش‌ها چگونه به وجود می‌آیند، آیا ارزش صبر کردن برای سویه جدیدی از ویروس کرونا را دارد؟

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

در اکتبر سال گذشته، جایی در هند، فردی که احتمالاً نقص ایمنی دارد به COVID-19 مبتلا شد. ممکن است بیماری او خفیف بوده باشد، اما به دلیل ناتوانی بدنش در رهایی از ویروس کرونا، او معطل و تکثیر شده است. با تکثیر ویروس و انتقال از یک سلول به سلول دیگر، تکه‌هایی از مواد ژنتیکی به اشتباه از خود کپی شدند. او با این ویروس اصلاح شده اطرافیان خود را آلوده کرد.

به گفته دانشمندان، این گونه بود که گونه دلتا ویروس کرونا به وجود آمد که در سراسر جهان ویران می کند و هر روز تعداد زیادی از مردم را می گیرد. در طول همه‌گیری کووید-19، هزاران نوع از این ویروس قبلاً شناسایی شده‌اند که چهار مورد از آنها «نگران‌کننده» در نظر گرفته شده‌اند - آلفا، بتا، گاما و دلتا.

خطرناک ترین آنها دلتا است، طبق برخی گزارش ها حدود 97 درصد عفونی تر از ویروس کرونای اصلی است که در سال 2019 در ووهان ظاهر شد. اما آیا می‌توان گونه‌های خطرناک‌تری از دلتا هم وجود داشت؟ درک چگونگی وقوع جهش به پاسخ به این سوال کمک می کند.

کروناویروس‌ها نسبت به سایر ویروس‌ها بیشتر مستعد جهش هستند

چنین چرخشی از رویدادها مانند هند برای میکروبیولوژیست ها تعجب آور نبود. البته آنها نمی‌توانستند پیش‌بینی کنند که یک ویروس کشنده‌تر کجا و چه زمانی ظاهر می‌شود و آیا اصلاً اتفاق می‌افتد یا خیر، اما احتمال جهش خطرناک کاملاً پذیرفته شد. به گفته بتانی مور، رئیس دپارتمان میکروبیولوژی و ایمونولوژی دانشگاه میشیگان، هر بار که ویروسی وارد سلول می شود، ژنوم خود را تکثیر می کند تا به سلول های دیگر گسترش یابد.

علاوه بر این، کروناویروس‌ها ژنوم خود را با بی‌احتیاطی بیشتر از انسان‌ها، حیوانات یا حتی برخی عوامل بیماری‌زا کپی می‌کنند. یعنی در فرآیند کپی کدهای ژنتیکی خود، اغلب مرتکب اشتباه می شوند که منجر به جهش می شود. اگرچه، ویروس هایی وجود دارند که حتی بیشتر از ویروس کرونا جهش می یابند، به عنوان مثال آنفولانزا. این به این دلیل است که RNA کروناویروس‌ها حاوی یک آنزیم تصحیح‌کننده است که مسئول بررسی دوبار کپی‌ها است. بنابراین، اغلب به چه شکلی وارد شخص می شود، به این ترتیب از او می آید.

با این حال، همانطور که اپیدمیولوژیست ها می گویند، برای ایجاد صدمات جبران ناپذیر به جهان، بسیاری از کپی های نادرست کپی شده مورد نیاز نیست. ویروس هایی که از طریق قطرات هوا منتقل می شوند، به عنوان مثال، در طول مکالمه، بسیار سریعتر از ویروس هایی که از طریق جنسی، خون یا حتی لمسی منتقل می شوند، پخش می شوند. علاوه بر این، چنین ویروس هایی خطر دیگری نیز دارند - یک فرد آلوده می تواند آن را منتقل کند، حتی نسخه جهش یافته آن، حتی قبل از اینکه از عفونت خود مطلع شود.

جهش های فردی ویروس کرونا کمتر از تکامل همگرا خطرناک هستند

اکثر جهش‌ها یا ویروس را به خودی خود از بین می‌برند یا به دلیل عدم انتشار می‌میرند، یعنی ناقل آن را به تعداد کمی از افراد منتقل می‌کند که جدا شده و از گسترش بیشتر ویروس جلوگیری می‌کنند. اما هنگامی که تعداد زیادی جهش ایجاد می شود، برخی از آنها به طور تصادفی موفق می شوند از دایره محدودی از ناقلین "فرار" کنند، برای مثال، اگر یک فرد آلوده از یک مکان شلوغ یا رویدادی با تعداد زیادی شرکت کننده بازدید کند.

با این حال، به گفته Vaughn Cooper، استاد میکروبیولوژی و ژنتیک مولکولی، دانشمندان حتی از جهش یک ویروس نمی ترسند، بلکه از تغییرات مشابهی که در بسیاری از انواع مستقل رخ می دهد، می ترسند. چنین تغییراتی همیشه ویروس را از نظر تکامل کامل تر می کند.این پدیده را تکامل همگرا می نامند.

به عنوان مثال، در تمام سویه های ذکر شده در بالا، جهش در یک قسمت از پروتئین اسپایک (پروتئین سنبله) رخ داده است. این برجستگی ها به ویروس کمک می کند تا سلول های انسانی را آلوده کند. بنابراین، در نتیجه جهش D614G، یک نوع اسید آمینه (به نام اسید آسپارتیک) با گلیسین جایگزین شد که ویروس را عفونی تر کرد.

یکی دیگر از جهش‌های رایج، معروف به L452R، اسید آمینه لوسین را دوباره در پروتئین اسپایک به آرژنین تبدیل می‌کند. با توجه به اینکه جهش L452 در بیش از ده ها کلون منفرد مشاهده شده است، می توان نتیجه گرفت که مزیت مهمی برای ویروس کرونا ایجاد می کند. این فرضیه اخیراً پس از تعیین توالی صدها نمونه از ویروس توسط محققان تأیید شد. علاوه بر این، همانطور که دانشمندان پیشنهاد می‌کنند، L452R به ویروس کمک می‌کند تا افراد دارای مصونیت نسبت به ویروس کرونا را آلوده کند.

از آنجایی که پروتئین سنبله برای توسعه واکسن ها و درمان ها حیاتی بوده است، دانشمندان بیشترین تحقیقات را برای مطالعه جهش در آن انجام داده اند. اما، برخی از دانشمندان معتقدند که مطالعه جهش در پروتئین سنبله به تنهایی برای درک ویروس کافی نیست. به طور خاص، این نظر توسط نش روچمن، متخصص ویروس شناسی تکاملی به اشتراک گذاشته شده است.

Rohman یکی از نویسندگان مقاله اخیر است که بیان می کند، اگرچه پروتئین سنبله عنصر مهمی از ویروس است، اما بخش دیگری به همان اندازه مهم در آن وجود دارد که پروتئین نوکلئوکپسید نامیده می شود. این پوششی است که ژنوم RNA ویروس را احاطه کرده است. به گفته این دانشمند، این دو حوزه می توانند با هم کار کنند. به این معنی که یک نوع با جهش در پروتئین اسپایک بدون هیچ تغییری در پروتئین نوکلئوکپسید ممکن است کاملاً متفاوت از گونه دیگری که دارای جهش در هر دو پروتئین است رفتار کند.

گروهی از جهش‌ها که به صورت هماهنگ عمل می‌کنند، اپیستازیس نامیده می‌شوند. شبیه‌سازی‌های رومن و همکارانش نشان می‌دهد که گروه کوچکی از جهش‌ها در نقاط مختلف می‌توانند به ویروس کمک کنند تا از آنتی‌بادی‌ها فرار کند و در نتیجه واکسن‌ها را کمتر مؤثر کنند.

تهدید جهش خطرناک ویروس کرونا تا پایان این همه گیری باقی خواهد ماند

بزرگترین نگرانی دانشمندان این واقعیت است که جهش هایی در حال ظهور هستند که به واکسیناسیون مقاوم هستند. همه واکسن ها در حال حاضر اثربخشی خود را نشان می دهند. با این حال، آخرین نوع Mu قبلاً ثابت کرده است که نسبت به همه گونه‌های قبلی، از جمله نوع دلتا، بسیار مقاوم‌تر است.

با توجه به اینکه بخش کوچکی از جمعیت جهان هنوز واکسینه شده اند، این ویروس نیاز خاصی به جهشی ندارد که بتواند سیستم ایمنی را کاملاً پیشی بگیرد. کارشناسان معتقدند یافتن راه‌های جدید و بهتر برای آلوده کردن میلیاردها نفر که هنوز ایمنی ندارند، برای ویروس آسان‌تر است.

با این حال، هیچ‌کس نمی‌داند چه جهش‌هایی در راه است و چقدر آسیب می‌توانند ایجاد کنند. با توجه به دوره نهفتگی طولانی، یک ویروس با یک جهش خطرناک می تواند زنده بماند و در سراسر سیاره پراکنده شود، حتی اگر در یک منطقه کم جمعیت منشأ گرفته باشد.

با درک موضوع جهش ها، درک یک چیز مهم است - آنها زمانی رخ می دهند که تکثیر ویروسی وجود دارد. جهش های ظاهر شده در سال جاری در کشورهای مختلف دلیلی است که همه گیری هنوز تحت کنترل نیست. به این معنا که هر چه یک بیماری همه گیر خشمگین تر باشد، جهش های بیشتری ایجاد می شود که به نوبه خود به گسترش بیشتر ویروس کمک می کند. بنابراین، بهترین راه برای جلوگیری از ظهور سویه‌های خطرناک‌تر آینده، محدود کردن تعداد تکرار است. در حال حاضر، واکسیناسیون و همچنین رعایت اقدامات پیشگیرانه به این امر کمک می کند.