Ο νέος κορονοϊός SARS-CoV-2 που ξεκίνησε πέρυσι στην πόλη Wuhan της Κίνας και έχει προκαλέσει πανδημία της νόσου COVID-19 σε περισσότερες από 70 άλλες χώρες είναι προϊόν φυσικής εξέλιξης, σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Medicine.
Η ανάλυση των δεδομένων της αλληλουχίας του γονιδιώματος που έχει ο νέος κορονοϊός και οι σχετικοί με αυτόν ιοί έδειξε ότι ο SARS-CoV-2 δεν είναι προϊόν εργαστηρίου, ή άλλου τρόπου ανθρώπινης επεξεργασίας.
“Με τη σύγκριση των διαθέσιμων δεδομένων αλληλουχίας γονιδιώματος για γνωστά στελέχη κορωνοϊού, μπορούμε να πούμε αποφασιστικά ότι ο κορονοϊός SARS-CoV-2 προέρχεται από φυσικές διεργασίες”, δήλωσε ο δρ. Kristian Andersen, αναπληρωτής καθηγητής ανοσολογίας και μικροβιολογίας και εκ των επικεφαλής συγγραφέων της έρευνας.
Ο νέος κορονοϊός και το… γενεαλογικό του δέντρο
Οι κορονοϊοί είναι μια μεγάλη οικογένεια ιών που μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες που κυμαίνονται από ήπιες έως πολύ σοβαρές.
Η πρώτη γνωστή σοβαρή ασθένεια που προκλήθηκε από κορονοϊό προέκυψε από την επιδημία του Σοβαρού Οξέος Αναπνευστικού Συνδρόμου (SARS) του 2003 στην Κίνα.
Ένα δεύτερο ξέσπασμα σοβαρών ασθενειών από κορονοϊό άρχισε το 2012 στη Σαουδική Αραβία και ονομάστηκε Αναπνευστικό Σύνδρομο Μέσης Ανατολής (MERS).
Στις 31 Δεκεμβρίου του περασμένου έτους οι κινεζικές αρχές ειδοποίησαν τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ) για την εμφάνιση ενός νέου στελέχους κορονοϊού που προκαλεί σοβαρή ασθένεια, το οποίο στη συνέχεια ονομάστηκε SARS-CoV-2. Από τις 20 Φεβρουαρίου του 2020, έχουν τεκμηριωθεί τουλάχιστον 167.500 κρούσματα της νόσου COVID-19, που έχει σκοτώσει πάνω από 6.600 άτομα παγκοσμίως.
Λίγο μετά την έναρξη της επιδημίας, οι Κινέζοι επιστήμονες ανέλυσαν το γονιδίωμα του SARS-CoV-2 και κατέστησαν τα δεδομένα διαθέσιμα σε ερευνητές παγκοσμίως.
Τα προκύπτοντα δεδομένα γονιδιωματικής αλληλουχίας έδειξαν ότι οι κινεζικές αρχές ανίχνευσαν άμεσα την επιδημία και ότι ο αριθμός των κρουσμάτων COVID-19 αυξάνεται λόγω της -δυστυχώς- αποτελεσματικής του μετάδοσης από άνθρωπο σε άνθρωπο.
Ο δρ. Andersen και συνεργάτες του από πολλά άλλα ερευνητικά ιδρύματα χρησιμοποίησαν αυτά τα δεδομένα αλληλουχίας, για να διερευνήσουν την προέλευση και την εξέλιξη του SARS-CoV-2, εστιάζοντας σε πολλά γνωστά χαρακτηριστικά γνωρίσματα του ιού.
Ανέλυσαν το γενετικό πρότυπο για τις δύο προεξέχουσες πρωτεΐνες στο εξωτερικό του ιού, τις οποίες χρησιμοποιεί για να συνδεθεί και να διεισδύσει στα ανθρώπινα και ζωικά κύτταρα.
Ειδικότερα, επικεντρώθηκαν σε δύο σημαντικά χαρακτηριστικά αυτών των πρωτεϊνών: τον υποδοχέα (RBD), ένα είδος «γάντζου» που συνδέεται με το κύτταρο-ξενιστή και το «μοριακό ανοιχτήρι», που επιτρέπει στον ιό να διασπάσει και να εισχωρήσει στο κύτταρο-ξενιστή.
Κορονοϊός: Τα στοιχεία που αποδεικνύουν ότι είχε φυσική εξέλιξη
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το τμήμα RBD των πρωτεϊνών στην επιφάνεια του SARS-CoV-2 είχε εξελιχθεί ώστε να στοχεύει αποτελεσματικά ένα μοριακό χαρακτηριστικό στο εξωτερικό των ανθρώπινων κυττάρων, που ονομάζεται ACE2.
Είναι ένας υποδοχέας που εμπλέκεται στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης.
Αυτή η προεξέχουσα πρωτεΐνη στην επιφάνεια του SARS-CoV-2 είναι τόσο αποτελεσματική στο να συνδέεται στα ανθρώπινα κύτταρα, ώστε οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι είναι αποτέλεσμα φυσικής επιλογής και όχι προϊόν γενετικής μηχανικής.
Αυτά τα στοιχεία για την φυσική εξέλιξη του κορονοϊού υποστηρίχθηκαν από δεδομένα σχετικά με τη συνολική μοριακή δομή του.
Εάν κάποιος προσπαθούσε να κατασκευάσει έναν νέο κορονοϊό, ως παθογόνο, θα τον είχε κατασκευάσει ξεκινώντας από την μοριακή του δομή, που είναι γνωστό ότι προκαλεί την ασθένεια.
Αλλά οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι αυτή η μοριακή δομή του SARS-CoV-2 διέφερε σημαντικά από εκείνες των ήδη γνωστών κορονοϊών και μοιάζει περισσότερο με συναφείς ιούς που βρίσκονται σε νυχτερίδες και παγκολίνους.
“Αυτά τα δύο χαρακτηριστικά του ιού, οι μεταλλάξεις στο τμήμα RBD της πρωτεΐνης στην επιφάνειά του και η ξεχωριστή του μοριακή δομή, αποκλείουν τον εργαστηριακό χειρισμό ως πιθανή προέλευση για τον SARS-CoV-2“, δήλωσε ο δρ. Andersen.
Τα ευρήματα της εν λόγω έρευνας (βλ. παράρτημα Α στο τέλος του κειμένου) είναι πολύ σημαντικά για να μπει με αποδείξεις τέλος στις φήμες που κυκλοφορούν σχετικά με την προέλευση του ιού SARS-CoV-2, ο οποίος προκαλεί τη νόσο COVID-19.
Οι επιστήμονες καταλήγουν με αποδείξεις στο συμπέρασμα ότι ο νέος κορονοϊός είναι προϊόν φυσικής εξέλιξης, διαλύοντας οποιαδήποτε εικασία σχετικά με κάποια σκόπιμη γενετικά μηχανική του κατασκευή.
Κορονοϊός: Οι πιθανές καταβολές του SARS-CoV-2
Με βάση την ανάλυση της γονιδιωματικής αλληλουχίας του, ο δρ. Andersen και οι συνεργάτες του κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι πιθανότερες καταβολές του SARS-CoV-2 εμπίπτουν σε ένα από τα ακόλουθα δύο πιθανά σενάρια:
Σενάριο 1
Ο νέος κορονοϊός εξελίχθηκε στην σημερινή του παθογόνο κατάσταση μέσω φυσικής επιλογής σε μη ανθρώπινο ξενιστή και στη συνέχεια μεταπήδησε στους ανθρώπους.
Έτσι προέκυψαν και προηγούμενα κρούσματα κορονοϊού, με τους ανθρώπους να προσβάλλονται από τον ιό μέσω άμεσης έκθεσης στο θηλαστικό civet (SARS) και σε καμήλες (MERS).
Οι ερευνητές προτείνουν τις νυχτερίδες ως την πιο πιθανή δεξαμενή για τον SARS-CoV-2, καθώς είναι πολύ παρόμοιος με έναν γνωστό κορονοϊό νυχτερίδας.
Ωστόσο, δεν υπάρχουν τεκμηριωμένες περιπτώσεις άμεσης μετάδοσης κορονοϊού από νυχτερίδα σε άνθρωπο, κάτι που σημαίνει ότι ένας ενδιάμεσος ξενιστής πιθανότατα εμπλέκεται μεταξύ νυχτερίδων και ανθρώπων.
Σε αυτό το σενάριο, και τα δύο χαρακτηριστικά γνωρίσματα της προεξέχουσας πρωτεΐνης στην επιφάνεια του SARS-CoV-2 θα είχαν εξελιχθεί στην παρούσα μορφή τους πριν καν εισέλθουν στον άνθρωπο.
Σε αυτή την περίπτωση, η σημερινή πανδημία θα εμφανιζόταν ταχέως αμέσως μόλις μολύνονταν οι άνθρωποι, καθώς ο κορονοϊός θα είχε ήδη αναπτύξει τα χαρακτηριστικά που τον καθιστούν παθογόνο και ικανό να εξαπλωθεί μεταξύ των ανθρώπων.
Σενάριο 2
Μια μη παθογόνος εκδοχή του ιού μεταπήδησε από έναν ζωικό ξενιστή στον άνθρωπο και στη συνέχεια εξελίχθηκε στην σημερινή του παθογόνο μορφή στον ανθρώπινο πληθυσμό.
Για παράδειγμα, μερικοί κορονοϊοί από παγκολίνους (θηλαστικά που βρίσκονται στην Ασία και την Αφρική) έχουν μια δομή RBD πολύ παρόμοια με εκείνη του SARS-CoV-2. Ένας κορονοϊός από παγκολίνο θα μπορούσε ενδεχομένως να μεταδοθεί σε έναν άνθρωπο, είτε απευθείας είτε μέσω ενός ενδιάμεσου ξενιστή (όπως τα civets, ή οι νυφίτσες).
Στη συνέχεια, η δεύτερη προεξέχουσα πρωτεΐνη στην επιφάνεια του SARS-CoV-2, θα μπορούσε να εξελιχθεί μέσα στον ανθρώπινο ξενιστή, πιθανώς μέσω μη ανίχνευσης στον ανθρώπινο πληθυσμό, προτού ξεκινήσει η επιδημίας.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτή η δεύτερη πρωτεΐνη στην επιφάνεια του SARS-CoV-2 φαίνεται παρόμοια με κάποια στελέχη ιών της γρίπης των πτηνών, που έχει αποδειχθεί ότι μεταδίδεται εύκολα μεταξύ των ανθρώπων.
Ο κορονοϊός SARS-CoV-2 θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει μια τόσο μολυσματική πρωτεΐνη για τα ανθρώπινα κύτταρα και σύντομα να ξεκίνησε την τρέχουσα πανδημία, καθώς ο κορονοϊός θα μπορούσε να έχει γίνει πολύ πιο ικανός στο να εξαπλωθεί μεταξύ των ανθρώπων.
Ο συν-συγγραφέας της μελέτης, δρ. Andrew Rambaut, επισήμανε ότι είναι δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να γνωρίζουμε ποιο είναι το πιθανότερο σενάριο.
Αν ο κορονοϊός SARS-CoV-2 εισήλθε στον άνθρωπο στην παθολογική του μορφή από ζωική πηγή, αυξάνει την πιθανότητα εμφάνισης μελλοντικών κρουσμάτων, καθώς το στέλεχος του ιού που προκαλεί ασθένεια μπορεί να κυκλοφορεί ακόμη στον ζωικό πληθυσμό και ίσως να μεταπηδήσει ξανά στον ανθρώπου.
Οι πιθανότητες για έναν μη παθογόνο κορονοϊό που εισήλθε στον ανθρώπινο πληθυσμό και στη συνέχεια ανέπτυξε ιδιότητες παρόμοιες με εκείνες του SARS-CoV-2 είναι λιγότερες.