Átfogó elemzésben vizsgálták az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék munkatársai, mennyire gyakori, hogy valaki több különböző SARS-CoV-2-variánssal fertőződik meg egyidejűleg, illetve hogy ezekben az esetekben milyen eséllyel jöhet létre a különböző variánsokból egy új, hibrid vírusváltozat.
A COVID-19 betegséget okozó SARS-CoV-2 koronavírusról a világon korábban nem látott mértékű monitorozásnak és nemzetközi összefogásnak köszönhetően óriási adatmennyiség gyűlt össze és érhető el az interneten, amely a folyamatos nyomon követésen felül számos alapkutatás kiindulásaként is szolgálhat. Csabai István kutatócsoportjának közreműködésével egy európai konzorcium létrehozta az Európai COVID-19 Adatportált, amelynek célja, hogy egységes módszertannal elemezze a nyilvánosan elérhető SARS-CoV-2 genomszekvenálási eredményeket, és ezeket egy könnyen kereshető adatbázisba építse. A járvány kezdete óta világszinten több mint 2 millió mintát gyűjtöttek össze és dolgoztak fel.
Az adatbázis minden megszekvenált minta esetében tartalmazza a genomban előforduló mutációkat (módosulásokat) és azok előfordulási arányát is az adott mintát alkotó, tehát egy betegtől származó víruspopulációban. Ez azért is fontos lehet, mert a vírus evolúciója során az újonnan megjelenő mutációk először gyakran csak kis arányban vannak jelen (1a. ábra), de a következő generációkban elterjedhetnek, ha a mutáció előnyös a vírus számára. Az előfordulási arányokból (ún. allélfrekvencia értékekből) következtethetünk arra is, hogy egy mintában egyszerre több ismert variáns (pl. Alfa, Delta, Omikron, stb.) is jelen van-e. Ha egy egyén egyszerre több variánssal is megfertőződik (koinfekció, 1b. ábra), az ugyan nem minden esetben, de okozhat súlyosabb tüneteket is, valamint a két variáns kombinációjából létrejöhet egy harmadik, ún. „rekombináns” vírusvariáns.
Forrás: ELTE Kommunikáció
Világszinten először vizsgáltak ilyen sok mintát
Az adatokat a kutatók Pipek Orsolya Anna és Medgyes-Horváth Anna vezetésével elemezték. Az elemzést különlegessé teszi, hogy korábban csak néhány országban, néhány ezer minta bevonásával folytattak ilyen jellegű kutatást, világszinten és ilyen sok mintát együttesen most először vizsgáltak.
A SARS-CoV-2 koronavírus variánsai mind eltérő genetikai állománnyal (szekvenciával) rendelkeznek, a kezdeti, Wuhanban megjelent változathoz képest az elterjedt variánsok esetében több olyan egyedien jellemző (definiáló) mutáció fordul elő, ami más variánsokban nem. A kutatók ezeket a definiáló mutáció kombinációkat vizsgálták az Európai Covid-19 Adatportál szekvenciáiban, és keresték azokat a mintákat, amelyekben kis arányban is akár, de több variáns definiáló mutációi is előfordulnak.
Kapcsolódó bejegyzések
A klímaváltozás lehet a motorja a vírusok terjedésének
A Nature című tudományos folyóiratban megjelent friss tanulmány szerint a felmelegedés miatt akár 15 000 vírusfaj ugrálhat majd különböző fajok között a következő 50 évben.
A legtöbb esetben a Delta és az Omikron variánsok keveredtek a mintákon belül
A minták 0,35 százalékában (összesen 7700 esetben) találták meg egyszerre legalább két variáns jellemző mintázatait, a legtöbb esetben a Delta és az Omikron variánsok keveredtek egy mintán belül. Az egyidejű fertőződésekhez elengedhetetlen, hogy egyszerre több variáns is terjedjen a társadalomban, ez figyelhető meg a Delta és Omikron variánsok esetében 2021 vége és 2022 eleje között (1c. ábra).
A hosszan elhúzódó fertőzések növelik a koinfekció valószínűségét, hiszen a hosszú ideig tartó lefolyás alatt könnyebben előfordulhat, hogy a beteg találkozik egy másik vírusvariánssal, és elkapja azt. A legyengült immunrendszer ezenfelül kedvez a vírus gyors szaporodásának, ami növeli a rekombináció (genomi keveredés) valószínűségét, hiszen ez legnagyobb eséllyel úgy történik meg, hogy a vírus genetikai állományának másolása során (tehát szaporodás folyamán) véletlenül az egyik variáns genomjáról a másikra „ugrik”, létrehozva ezzel egy vegyes, hibrid genomot.
A kutatás során komoly nehézségek is felmerültek, de az eredmény bizakodásra ad okot
A kutatás célja volt az is, hogy megvizsgálják, végbement-e a rekombináció azokban a mintákban, amelyekben egyszerre több variáns is jelen van. Az ilyen jellegű vizsgálatokat azonban számos technikai nehézség hátráltatja. Először is a rekombináns verzió genomját (vagy annak részletét) a mintát alkotó víruspopuláció csak nagyon kis arányban tartalmazza, ami nagyban nehezíti a detektálását.
További kihívást jelentett a kutatóknak, hogy a genomszekvenálás közben alkalmazott polimeráz-láncreakció (PCR) során véletlenszerűen keletkező, ún. „kiméra” szekvenciák jöhetnek létre, amelyek gyakorlatilag megkülönböztethetetlenek a valódi, a beteg szervezetében spontán megjelenő rekombináns szekvenciáktól. Nehézséget okozott az is, hogy a genom kevéssé mutált (variábilis) szakaszait érintő rekombinációs töréspontok gyakran kimutathatatlanok, mivel a különböző variánsok definiáló mutációi a genom mentén nem egyenletesen helyezkednek el (többségük például a vakcinagyártásban is használt tüskefehérjét kódoló részen).
Kapcsolódó bejegyzések
Újabb bizonyíték arra, hogy minél szennyezettebb a levegő, annál súlyosabbak a koronavírus tünetei
A londoni Imperial College kutatói kapcsolatot találtak a szennyezett levegőnek való kitettség és a Covid-19 fertőzés esetén fellépő megbetegedés mértéke között.
A kutatók végül két eljárást fejlesztettek ki, amelyek ezeket a körülményeket figyelembe véve tudják a rekombinációt detektálni, és sikerült a Delta-Omikron koinfekciók esetében három olyan régiót is azonosítani, ahol gyakran történhet rekombináció. Az eredmény hozzájárulhat ahhoz, hogy az esetlegesen veszélyes, hibrid vírusokat még az elterjedésük előtt detektálhassák.
A globális felmelegedés elősegíti a vírusok terjedését, ezért a megfékezése és a fenntartható életmódra való törekvés az emberiség közös érdeke. A fenntarthatósággal és azzal, hogy mi mit tehetünk bolygónk védelméért kiemelten foglalkozott a nemrég véget ért Planet Budapest 2023 Fenntarthatósági Expó is.
Forrás: ELTE Kommunikáció
Kiemelt kép: Canva