Sulla mutazione dei virus: coronavirus e altre specie

Virus, mutazioni, ceppi: queste tre parole sono oggi sulla bocca di tutti. La pandemia di coronavirus, che ha inghiottito quasi l'intero pianeta, ci ha fatto chiedere da dove provengano le malattie che cambiano radicalmente la vita dell'umanità.

Nei soli ventidue anni del 21° secolo, abbiamo assistito a cinque epidemie che hanno posto una seria sfida alla medicina mondiale. Ognuno di essi è causato da virus, ma ciò che sorprende è che dopo un certo periodo di tempo i virioni (particelle virali) ritornano, ma in una forma strutturale leggermente modificata. Quindi, nel 2002-2003, 27 paesi del mondo hanno affrontato un'epidemia di SARS, dalla quale sono morti più di 800 pazienti. E questo era solo l'inizio, perché ulteriore umanità stava aspettando:

  • influenza suina A / H1N1 nel 2009-2010 - il tasso di mortalità ha raggiunto quasi 19 mila persone;
  • Influenza aviaria H5N1 e H7N9 2003-2017 – sono morti più di 450 casi;
  • La sindrome respiratoria mediorientale (MERS-CoV) è un'infezione virale respiratoria acuta causata dal coronavirus patogeno umano MERS-CoV. Il tasso di mortalità è relativamente basso - 430 pazienti nel 2012-2015;
  • La febbre emorragica da Ebola, nel 2014-2016, ha causato 11.300 vittime;
  • COVID-19 è l'attuale pandemia causata dalla diffusione del coronavirus SARS-CoV-2. Prendendo 5,6 milioni di vite.

È facile vedere che alcune designazioni di virus hanno qualcosa in comune. Ciò non sorprende, perché possono essere causati da virus mutati dello stesso tipo. Proviamo a capire cos'è una mutazione del virus e perché accade.

Che cos'è un virus, la sua struttura e le sue caratteristiche

Il mondo dei microrganismi è rappresentato da diverse specie separate, ognuna delle quali è fondamentalmente diversa dalle altre. I virus appartengono a questo gruppo, sebbene abbiano caratteristiche proprie che non sono caratteristiche del resto dei rappresentanti del mondo animale e vegetale invisibili ad occhio nudo. In primo luogo, non hanno una struttura cellulare e sistemi di formazione delle proteine. In secondo luogo, hanno pronunciato citotropismo e parassitismo intracellulare.

Gli scienziati che studiano i virus hanno calcolato che ci sono più di 10 di questi microrganismi sulla Terra. Hanno forme, dimensioni e cicli di vita diversi, ma diverse proprietà uniscono tutti i virus:

  • la presenza di un capside - una struttura proteica protettiva;
  • genoma, che consiste di DNA o RNA e si trova all'interno del capside;
  • supercapside - un guscio che copre il capside, ma non è presente in tutti i tipi di virus.

Quando un virus entra in una cellula ospite, inizia a moltiplicarsi rapidamente. Di conseguenza, compaiono molte copie dell'agente eziologico della malattia, che poi colpiscono altre cellule del corpo.

Nel processo di riproduzione e trasmissione del virus, a volte si verifica un cambiamento nel materiale genetico che è nel genoma. Questo è ciò che viene chiamato mutazione.

Più virus circolano e si replicano più spesso, maggiore è la possibilità che emergano nuovi ceppi.

Tale mutazione può creare virus che si adattano più facilmente all'ambiente esterno, hanno un'elevata contagiosità e causano sintomi e decorso della malattia radicalmente diversi. Questo processo è chiamato evoluzione.

Le principali cause delle mutazioni virali

Ogni anno compaiono nel mondo nuovi ceppi di infezioni virali. Ciò si spiega con l'evoluzione dei virus, che avviene molto rapidamente e può avvenire in due modi:

  • ricombinazione: in questo caso i microrganismi infettano la stessa cellula e si scambiano materiale genetico insieme;
  • mutazione: all'interno del virus stesso si verifica un cambiamento nella sequenza delle catene di DNA o RNA.

La ricombinazione è inerente al virus dell'influenza, perché ha otto segmenti di RNA contemporaneamente, ognuno dei quali porta da uno a più geni. Quando due diversi ceppi dello stesso agente patogeno entrano nel corpo, vengono prodotti nuovi microrganismi con segmenti misti.

Anche la mutazione produce nuovi ceppi, ma il processo è molto diverso. Per l'emergere di un nuovo ceppo, non è necessaria l'infezione simultanea con due diversi agenti patogeni, poiché tutti i cambiamenti si verificano quando il virus viene copiato. È noto che i virus del DNA cambiano molto meno frequentemente dell'RNA. Gli scienziati spiegano questa caratteristica con un'importante differenza: per i virus del DNA, nel processo di copiatura, hanno bisogno della DNA polimerasi, un enzima che entra nelle cellule ospiti. È lei che rileva e corregge gli errori, prevenendo l'emergere di virus modificati, ma a volte i virioni sono in grado di aggirare questo meccanismo.

La RNA polimerasi coinvolta nella replicazione dei virus a RNA non ha questa capacità, quindi non ha luogo alcuna correzione. Di conseguenza, la probabilità dell'emergere di nuovi ceppi di virus è elevata.

Le malattie virali con più tipi di ceppi in realtà non sono molte. Le mutazioni più famose e più comuni si verificano in influenza, HIV, coronavirus. Ad esempio, durante l'intera esistenza di SARS-CoV-2, si sono formate tredici forme diverse. La pandemia di COVID-19 è iniziata con una forma scoperta a dicembre 2019 nella città cinese di Wuhan.

Conseguenze della mutazione del virus

La mutazione è buona o cattiva? A questa domanda non si può rispondere in modo univoco, perché in ogni caso il risultato è diverso. Per alcune malattie, la mutazione dei virioni diventa un'opportunità per "sentirsi" ancora più a proprio agio nel corpo, mentre per altre porta al fatto che i pazienti si ammalano facilmente e guariscono rapidamente.

Nell'infezione da HIV, la mutazione genetica per formare nuovi ceppi è una delle principali cause di resistenza ai farmaci. Il fatto è che per bloccare la replicazione dell'HIV viene utilizzato un inibitore della trascrittasi inversa, il cui meccanismo d'azione è quello di combinarsi con questo enzima nel virus. Senza la sua partecipazione, il virione non può copiare il genoma, ma alcune particelle virali mutano precisamente nel gene della trascrittasi inversa, quindi il farmaco non funziona su di esse. A tale scopo, per il trattamento dell'HIV, viene utilizzata una terapia combinata di diversi farmaci che influenzano i diversi cicli di sviluppo del virus.

Influenza sul rilevamento dei virus e sul processo di vaccinazione

La mutazione, che si traduce in nuovi ceppi, pone serie sfide per la diagnostica di laboratorio. È importante che le nuove forme non escano dall'ambito dei metodi di identificazione utilizzati oggi. La rete globale dei laboratori dell'OMS ha istituito una task force per studiare l'evoluzione di SARS-CoV-2. I suoi rappresentanti prelevano campioni da pazienti con sintomi nuovi e atipici e li inviano per ulteriori ricerche. Tali passaggi consentono di monitorare l'emergere di nuovi ceppi, il loro impatto sull'uomo e l'efficacia dei farmaci su nuove forme.

Ad oggi, la diagnosi di coronavirus viene eseguita con metodi efficaci al 100%, poiché è determinata dai geni RdRp (ORF1ab) e N, che non mutano affatto.

La situazione con la vaccinazione è un po' più complicata : qualche mese fa è apparso un nuovo ceppo di coronavirus “omicron” che ha inferto un duro colpo agli sforzi di scienziati e medici che sviluppato vaccini contro COVID-19. Sebbene meno pericoloso per la salute rispetto alle forme precedenti, ha messo in dubbio l'efficacia della vaccinazione. Pertanto, i test del vaccino Pfizer hanno rilevato che protegge dall'omicron solo del 22,5%. Questa conclusione è stata fatta dagli esperti dell'African Research Institute of Health di Durban (Sud Africa). Per fare ciò, hanno prelevato campioni di plasma sanguigno da 12 pazienti vaccinati che si sono ammalati di questa particolare forma di coronavirus. Lo studio si basava sulla determinazione degli anticorpi neutralizzanti nel corpo. Allo stesso tempo, hanno ipotizzato che il vaccino avrebbe facilitato il decorso della malattia, proteggendo dal verificarsi di complicazioni.

In passato, l'efficacia della vaccinazione con un farmaco biotecnologico è stata valutata da scienziati britannici. I loro risultati sono stati più ottimistici: una terza dose di vaccini mRNA di Pfizer e AstraZeneca ha aumentato del 75% la difesa dell'organismo contro l'omicron.

Ma non tutto è così pessimista. Nonostante un aumento del numero di pazienti con coronavirus del ceppo Omicron, sono pochi i ricoveri tra i vaccinati. Certo, lo scoppio della pandemia è ancora avanti, ma sono state fatte previsioni ottimistiche: l'evoluzione del SARS-CoV-2 è molto probabilmente prossima al completamento. Lo scopo del virus non è uccidere una persona e morire lui stesso, ma continuare il suo ciclo vitale, per il quale deve mutare in una forma più debole.

È improbabile che il COVID-19 scompaia completamente dalle nostre vite. Ma la sua comparsa annuale durante la stagione delle malattie respiratorie con sintomi più lievi non sarà così pericolosa. Quindi la mutazione dei virus può essere un processo positivo.

Fonti
  1. Sito web del Ministero della Salute della Regione di Mosca. – Epidemie del 21° secolo: 5 pericolosi virus della storia recente.
  2. Enciclopedia farmaceutica. - Virus.
  3. Portale Internet “Hitech”. – Gli scienziati hanno calcolato il numero di virus sulla Terra. Ce ne sono più di quante siano le stelle nell'universo.
  4. Sito web dell'Accademia Khan. – Introduzione ai virus.
  5. Portale di notizie “Liga. Affare". – Evoluzione del coronavirus: perché il virus muta e come diagnosticare nuovi ceppi.
  6. Wikipedia - ceppi SARS-CoV-2. Tabella pivot.
  7. Sito web dell'Accademia Khan. – Evoluzione dei virus.
  8. Pubblicazione in rete “Forbes.ru”. – Si stima che il vaccino di Pfizer contro il ceppo Omicron abbia un'efficacia del 23%.
  9. Portale di notizie “Gazeta.ru”. - Lo specialista in malattie infettive ha parlato di previsioni ottimistiche per il ceppo Omicron.