هل هناك حد لمدى تحور الفيروس التاجي؟

بالعربي/ الاحتمالات لا حصر لها على ما يبدو.

يتحور الفيروس التاجي ويلتقط التغييرات الجينية بينما يتسابق العالم لتطعيم الناس بأسرع ما يمكن. 

من الطبيعي أن تتحور الفيروسات ، بما في ذلك SARS-CoV-2. ولكن هل هناك حد لمقدار الفيروس الذي يمكن أن يتحور ولا يزال يتسبب في إصابة الناس بالمرض – أو هل يمكن للفيروس أن يستمر في التطور إلى ما لا نهاية؟

اتضح أن هناك حدًا ، لكننا لا نعرف بالضبط ما هو ؛ قال علماء الفيروسات لـ Live Science ، ولا يمكننا أن نبدأ في التنبؤ بكل الطفرات المحتملة التي يمكن أن يمر بها الفيروس. قال فينسينت راكانييلو ، أستاذ علم الأحياء الدقيقة والمناعة بجامعة كولومبيا في مدينة نيويورك ، إن عدد الطفرات الجينية المحتملة أكبر من جميع الذرات الموجودة في الكون المرئي. “يمكن استبدال جزء كبير من الجينوم.”

يتكون الرمز الجيني للفيروس التاجي – المكون من أربعة قواعد أو جزيئات كيميائية مختلفة يمكن اعتبارها أبجدية من أربعة أحرف – من 29881 حرفًا . توفر هذه الحروف تعليمات لصنع 9860 من الأحماض الأمينية التي تشكل اللبنات الأساسية لبروتينات الفيروس . عندما تتغير تلك القواعد الكيميائية ، تتغير الأحماض الأمينية أيضًا ، مما قد يؤثر على شكل بروتينات الفيروس ؛ هذه التغييرات في الشكل ، بدورها ، يمكن أن تؤثر على كيفية عمل الفيروس ، مثل كيفية ارتباطه بالخلايا البشرية.

قال راشانييلو لـ Live Science إن الدراسات السابقة التي أجريت على فيروسات RNA أخرى – مثل SARS-CoV-2 لديها خيط واحد من RNA كمادة وراثية – وجدت أنه يمكن تغيير أكثر من نصف القواعد في هذه الفيروسات. حسابيًا ، هذا يعني أنه إذا كان الفيروس بطول 10000 زوج أساسي ، فهناك 4 ^ 5000 احتمال للتسلسل الجيني. 

هذا كبير بشكل لا يصدق ، بالنظر إلى وجود 4 ^ 135 ذرة في الكون المرئي. إذا كانت المعادلة صحيحة بالنسبة لفيروس مثل SARS-CoV-2 ، الذي يحتوي على شفرة جينية أطول بثلاث مرات ، فقد يكون هناك 4 ^ 14.941 توليفة محتملة مختلفة لتسلسلها الجيني. وذلك باحتساب التغييرات الأساسية فقط في الحروف – مادة كيميائية تحل محل أخرى ؛ قال راشانييلو إن هناك أيضًا طفرات أخرى مثل الحذف أو الإدراج في الجينوم والتي من شأنها زيادة عدد الاحتمالات.

لكن معظم هذه الطفرات لا تهم – وسيتم التخلص من جزء كبير منها على الفور. وقال “بعض الطفرات قاتلة لذلك لا نراها أبدا”. و “كثير منهم محايدون ؛ إنهم يتراكمون فقط ويتواصلون معهم”. عادةً ما تكون الطفرات المهمة في بروتين شوكة الفيروس التاجي ، وهو السلاح الذي يستخدمه للإمساك بمستقبلات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 على أسطح الخلايا البشرية. يتكون السنبلة نفسها من 1273 حمضًا أمينيًا ، والتي تم ترميزها بواسطة 3831 قاعدة كيميائية ؛ لذلك من خلال نفس المنطق الرياضي ، هناك 4 ^ 1916 طريقة يمكن أن يتغير بها كود بروتين سبايك ، والتي لا تزال غير محدودة تقريبًا. ومع ذلك ، فإن العديد من هذه الطفرات زائدة عن الحاجة وترمز لنفس الأحماض الأمينية.

علاوة على ذلك ، لن يتم تحديد كل طفرة على أنها “متغير” جديد ، كما قال جون مور ، أستاذ علم الأحياء الدقيقة والمناعة في جامعة كورنيل في إيثاكا ، نيويورك. “الطفرات الصامتة تحدث ، لكنها ليست ذات صلة.” عادةً ما يكون للمتغيرات التي يتم تحديدها ومنحها اسم خصائص جديرة بالملاحظة – مثل قدرة أكبر على الانتقال إلى البشر أو الهروب من اللقاحات.

يمكن أن تساعد المراقبة القوية العلماء في البحث عن التغييرات في جينوم الفيروس من خلال أخذ عينات عشوائية من السكان المصابين. بمجرد تحديد الطفرات المهمة المحتملة – على سبيل المثال بناءً على مكان ظهور التغييرات في الجينوم – يمكنهم توصيل هذه الطفرات بنموذج كمبيوتر لبروتين سبايك يتفاعل مع مستقبلات ACE2 لعمل تنبؤات حول كيفية تصرف المتغير. قال مور إنه لفهم كيف غيّرت الطفرة سلوك الفيروس في النهاية ، يتعين عليهم إجراء تجارب على الفيروس أو البروتينات.

الطفرات السابقة

تم تحديد أول متغير لـ SARS-CoV-2 في الربيع الماضي عندما تم استبدال الفيروس الأصلي الذي تم اكتشافه لأول مرة في ووهان بمتغير جديد يسمى D614G ، والذي ظهر على الأرجح في أوروبا ، وفقًا لمنظور JAMA الذي شارك مور في تأليفه. قال مور إنه لم يكتشف العلماء إلا في أواخر الصيف أن الطفرة الرئيسية في هذا النوع قد زادت على الأرجح من قدرتها على التكاثر والانتشار.Advertisement

على الرغم من أن SARS-CoV-2 لا يتطور بنفس القدر الذي يحدثه فيروس نقص المناعة البشرية أو الإنفلونزا ، “فإنك تضع فيروساً مثل هذا في 100 مليون شخص وستحدث الطفرات” ، كما قال مور لـ Live Science. في أغسطس ، ظهر متغير آخر يسمى B.1.1.7 في المملكة المتحدة ، وتسارع انتشاره في نوفمبر. تشير الدراسات المبكرة إلى أن الطفرة الرئيسية للمتغير ، والتي تسمى N501Y ، زادت مرة أخرى من قابلية الانتقال ، ولكن من المحتمل ألا تتجنب الأجسام المضادة المعادلة التي تطورت استجابة لـ D614G وغيرها من السلالات السابقة لفيروس كورونا الجديد.

بشكل منفصل ، ظهرت طفرة أكثر إثارة للقلق في جنوب إفريقيا. هذا ، يسمى B.1.351 أو N501Y.V2 ، لديه طفرة مماثلة لمتغير المملكة المتحدة ؛ ولكن هذا أيضًا يحتوي على طفرات أخرى تقع بالقرب من موقع ارتباط مستقبلات البروتين السنبلة – المكان الذي يرتبط فيه بروتين السنبلة بـ ACE2 على الخلايا البشرية. الطفرة الرئيسية هنا هي طفرة تسمى E484K ، والتي تغير شكل مجال ربط المستقبل (RBD) بما يكفي لأن الأجسام المضادة التي تعرفت على السلالات السابقة قد تواجه صعوبة في التعرف على هذه السلالات الجديدة.

أشارت العديد من الدراسات المبكرة إلى أن اللقاحات ، مثل تلك التي أجرتها موديرنا ، وفايزر ، ونوفافاكس ، وجونسون آند جونسون ، لا تزال تحمي من هذا البديل ولكنها لا تعمل ضده كما تفعل مع المتغيرات السابقة ، والتي صُممت لاستهدافها. 

ظهر متغير آخر مشابه لـ B.1.351 ، يسمى P.1 ، أيضًا في البرازيل ، وبسبب تشابهه مع متغير جنوب إفريقيا ، فقد يكون أيضًا مثيرًا للقلق. الآن ، يجد العلماء حفنة من المتغيرات B.1.1.7 التي تحورت أيضًا لتشمل طفرة E484K.

يعد مجال RBD واحدًا – ولكنه ليس الوحيد – الذي يتعلق بالمكان حيث يمكن أن تحدث الطفرات. وقال راكانييلو إنه يتكون من 223 حمضًا أمينيًا ، 22 منها على اتصال بمستقبلات ACE2 على الخلايا البشرية. يمكن أن يتغير أي واحد من هذه الأحماض الأمينية (بسبب الطفرات في التسلسل الجيني الأساسي للمجال) ويزيد من اتصاله بالخلايا البشرية ، وبالتالي قدرته على الغزو.

لماذا تحدث كل هذه الطفرات؟

تعكس الطفرات أحيانًا ما يسمى بتأثير المؤسس. يتحور الفيروس ويصبح البديل هو المسيطر لأنه قفز إلى شخص ينشر الفيروس على نطاق واسع. هذا لا يعني بالضرورة أن هناك ميزة للطفرة. Advertisement

لكن في بعض الأحيان تظهر نفس الطفرات – أو متشابهة جدًا – مثل N501Y في أجزاء مختلفة من العالم. قال محسن سعيد ، الأستاذ المساعد في الكيمياء الحيوية في كلية الطب بجامعة بوسطن والباحث في المختبرات الوطنية للأمراض المعدية الناشئة بالجامعة ، إن هذا يعني عادةً أن الطفرة تمنح الفيروس ميزة.

وقال إن الفيروس بالفعل جيد للغاية في إصابة الناس ، لذا فإن أي ميزة مستقبلية يكتسبها من الطفرات لن تكون دراماتيكية على الأرجح. قال سعيد لموقع Live Science: “إذا كان الراديو الخاص بك مرتفعًا بالفعل عند مستوى الصوت 10 ، فإن رفعه إلى 11 لن يحدث فرقًا كبيرًا”. 

ومع ذلك ، قال: “سنرى ما سيحدث عندما يتم إعطاء اللقاح على نطاق واسع”. في مثل هذه الحالات ، قد تحفز اللقاحات الفيروسات على تطوير “طفرات هاربة” لإعاقة قدرة الأجسام المضادة المعادلة.

الطفرات المستقبلية

لقد انتشر فيروس SARS-CoV-2 في البشر لفترة قصيرة فقط ، لذلك “العلماء ليسوا بعد في وضع يسمح لهم بعمل تنبؤات حول المتغيرات التي ستظهر في المستقبل” استنادًا إلى عمليات المحاكاة أو التاريخ السابق للفيروس ، قال سعيد. وقال “إنه عشوائي بشكل رئيسي” أو عشوائي.

قال مور ، نحن لا نستدعي القرارات ، نحن نتفاعل. بعبارة أخرى ، تحدث الطفرات في البرية ويقوم العلماء بعد ذلك باكتشاف تأثيرها على قابلية الانتقال أو الفتك أو هروب اللقاح. على الرغم من أنه سيكون من الجيد أن تكون متقدمًا على الفيروس – على سبيل المثال ، بناءً على عمليات المحاكاة ، التنبؤ بالطفرات الأخرى التي يمكن أن تظهر – فمن المحتمل ألا يكون ذلك ممكنًا نظرًا لمدى قدرة الفيروس على التحور.

قال مور: “البروتينات مرنة جدًا في قدرتها على التفاعل مع المستقبلات أو الأجسام المضادة ؛ فهي قادرة على [تحمل] الطفرة بعدة طرق مختلفة لتحقيق نفس نقطة النهاية”. ولذا “لا يمكنك التنبؤ بما سيحدث.”

قد يكون العلماء قادرين على التنبؤ ببعض الطفرات الواضحة جدًا التي يمكن أن تظهر ، مثل تغيرات معينة في الأحماض الأمينية على بروتين السنبلة التي تؤثر على ارتباط الجسم المضاد أو التغييرات في RBD في السنبلة والتي من شأنها أن تؤثر على قدرة الفيروس على الالتصاق بالخلايا البشرية والدخول إليها. قال. “ولكن هذا ليس سوى جزء من [الارتفاع] والعديد من التغييرات الأخرى يمكن أن تؤثر على اللياقة البدنية.” 

على الرغم من أن العلماء لا يستطيعون التنبؤ بالطفرات التي ستمنح الفيروس ميزة ، إلا أنهم يعرفون أن هذه الطفرات ستظهر كلما انتشر الفيروس.Advertisement

قال مور: “سترى المتغيرات التي تم تحديدها لزيادة قابلية الانتقال و / أو مقاومة الأجسام المضادة لأنهما أكبر ضغوط اختيار”. 

قد يؤدي ضغط الاختيار القوي ، كما هو الحال مع اللقاحات عالية الفعالية ، إلى تقليل عدد فرص تكاثر الفيروس وتحوله. وفي الوقت نفسه ، فإن ضغط الاختيار الضعيف حقًا يعني أن الفيروس لا يجب أن يتحور ، لذا فإن أي تغيير سيوفر ميزة ضئيلة ، كما قال مور. 

تأتي المشكلة عندما نضع مستوى متوسطًا من ضغط الاختيار على الفيروس. على سبيل المثال ، الاستخدام الواسع للقاحات الضعيفة ، أو إطالة الوقت بين الجرعتين الأولى والثانية من اللقاح ، عندما لا يكون لديك استجابة قوية للأجسام المضادة يمكن أن يكون “أرضًا خصبة لمتغيرات جديدة” ، كما قال مور. “نحن على علم بذلك.”

لذا لمنع المتغيرات المستقبلية ، نحتاج إلى التأكد من أننا نعطي الناس اللقاحات في الموعد المحدد ، لوقف ظهور ما يسمى بالمسوخ الهروب. ونحن بحاجة إلى وقف انتشار الفيروس ، مما يتيح المزيد من فرص تحور الفيروس التاجي. 

وقال مور إن هذه الفيروسات “لم تزرع فجأة مقصًا يشق طريقها من خلال الأقنعة ، ولم تزرع أحذية بكعب زنبركي ترتد على بعد 50 ياردة بين الناس”. “إنهم ما زالوا فيروسات كورونا ولا يزال من الممكن إيقافهم من خلال الإجراءات القياسية التي يجب علينا جميعًا القيام بها.”محتوى ذو صلة

لأننا لا نستطيع التنبؤ مسبقًا بالطفرات المحددة التي ستظهر. قال مور إن الطريقة الوحيدة للبقاء خطوتين خلف الفيروس ، بدلاً من 20 ، هي تكثيف المراقبة بشكل كبير للمتغيرات الجديدة. بهذه الطريقة ، يمكن للعلماء اكتشاف واختبار تأثير المتغيرات الجديدة في المختبر قبل أن تنتشر على نطاق واسع. 

إذا أصبحت المتغيرات منيعة على لقاحاتنا ، فمن السهل جدًا تعديل لقاحات الرنا المرسال لشركة Pfizer و Moderna ، لإنشاء طلقات معززة عن طريق تبديل التسلسل الجيني المستخدم لتعليم الجسم التعرف على بروتين السنبلة بالتسلسل المتحور الجديد ، حسبما ذكرت Live Science سابقًا .

قال مور: “النقطة الأخرى التي يجب تذكرها هي أنه عندما تتحدث عن هذه المتغيرات ، لم يزرعوا مقصًا فجأة سيقطع طريقهم من خلال الأقنعة ؛ لم يزرعوا أحذية بكعب زنبركي سترتدهم على بعد 50 ياردة بين الناس”. “إنهم ما زالوا فيروسات كورونا ولا يزال من الممكن إيقافهم من خلال الإجراءات القياسية التي يجب علينا جميعًا القيام بها.”

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com