Οι επιστήμονες συγκεντρώνουν πώς λειτουργεί το SARS-CoV-2, από πού προήλθε και τι θα μπορούσε να κάνει στη συνέχεια – αλλά παραμένουν πιεστικές οι ερωτήσεις σχετικά με την πηγή του COVID-19.
Το 1912, οι Γερμανοί κτηνίατροι προβλημάτισαν την περίπτωση μιας πυρετώδους γάτας με μια τεράστια πρησμένη κοιλιά. Αυτό θεωρείται τώρα το πρώτο αναφερόμενο παράδειγμα της εξουθενωτικής δύναμης ενός κοροναϊού. Οι κτηνίατροι δεν το ήξεραν τότε, αλλά οι κοροναϊοί έδιναν επίσης κοτόπουλα βρογχίτιδα και στους χοίρους μια εντερική νόσο που σκότωσε σχεδόν κάθε χοιρίδιο κάτω των δύο εβδομάδων.
Ο δεσμός μεταξύ αυτών των παθογόνων παραμένει κρυμμένος μέχρι τη δεκαετία του 1960, όταν ερευνητές στο Ηνωμένο Βασίλειο και τις Ηνωμένες Πολιτείες απομόνωσαν δύο ιούς με δομές τύπου κορώνας που προκαλούν κοινό κρυολόγημα στους ανθρώπους. Οι επιστήμονες σύντομα παρατήρησαν ότι οι ιοί που εντοπίστηκαν σε άρρωστα ζώα είχαν την ίδια ζωηρή δομή, γεμάτοι με ακιδωτές πρωτεϊνικές προεξοχές. Κάτω από ηλεκτρονικά μικροσκόπια, αυτοί οι ιοί έμοιαζαν με την ηλιακή κορώνα, η οποία οδήγησε τους ερευνητές το 1968 να επινοήσουν τον όρο κοραναϊούς για ολόκληρη την ομάδα.
Ήταν μια οικογένεια δυναμικών δολοφόνων: οι κοροναϊοί σκύλων θα μπορούσαν να βλάψουν τις γάτες, ο κοροναϊός της γάτας θα μπορούσε να καταστρέψει τα έντερα των χοίρων. Οι ερευνητές πίστευαν ότι οι κοροναϊοί προκάλεσαν μόνο ήπια συμπτώματα στους ανθρώπους, έως ότου το ξέσπασμα σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου (SARS) το 2003 αποκάλυψε πόσο εύκολα αυτοί οι ευέλικτοι ιοί θα μπορούσαν να σκοτώσουν τους ανθρώπους.
Τώρα, καθώς ο αριθμός των θανάτων από την πανδημία COVID-19 αυξάνεται, οι ερευνητές προσπαθούν να ανακαλύψουν όσο το δυνατόν περισσότερο τη βιολογία του τελευταίου κοροναϊού, που ονομάζεται SARS-CoV-2. Εμφανίζεται ήδη ένα προφίλ του δολοφόνου. Οι επιστήμονες μαθαίνουν ότι ο ιός έχει αναπτύξει μια σειρά προσαρμογών που τον καθιστούν πολύ πιο θανατηφόρο από ό, τι οι άλλοι κοροναϊοί που έχει συναντήσει μέχρι στιγμής η ανθρωπότητα. Σε αντίθεση με τους στενούς συγγενείς, το SARS-CoV-2 μπορεί εύκολα να προσβάλει ανθρώπινα κύτταρα σε πολλά σημεία, με τους πνεύμονες και το λαιμό να είναι οι κύριοι στόχοι. Μόλις μέσα στο σώμα, ο ιός χρησιμοποιεί ένα διαφορετικό οπλοστάσιο επικίνδυνων μορίων. Και γενετικά στοιχεία δείχνουν ότι κρύβεται στη φύση πιθανώς εδώ και δεκαετίες.
Αλλά υπάρχουν πολλά κρίσιμα άγνωστα στοιχεία σχετικά με αυτόν τον ιό, συμπεριλαμβανομένου του πώς ακριβώς σκοτώνει, εάν θα εξελιχθεί σε κάτι περισσότερο – ή λιγότερο – θανατηφόρο και τι μπορεί να αποκαλύψει σχετικά με την επόμενη έξαρση από την οικογένεια του κοροναϊού.
«Θα υπάρξουν περισσότερα, είτε εκεί έξω ήδη είτε στη δημιουργία», λέει ο Andrew Rambaut, ο οποίος μελετά την ιογενή εξέλιξη στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου του Ηνωμένου Βασιλείου.
Κακή οικογένεια
Από τους ιούς που επιτίθενται στον άνθρωπο, οι κοροναϊοί είναι μεγάλοι. Με διάμετρο 125 νανόμετρα, είναι επίσης σχετικά μεγάλοι για τους ιούς που χρησιμοποιούν το RNA για αναπαραγωγή, την ομάδα που ευθύνεται για τις περισσότερες νεοεμφανιζόμενες ασθένειες. Αλλά οι κοροναϊοί ξεχωρίζουν πραγματικά για τα γονιδιώματά τους. Με 30.000 γενετικές βάσεις, οι κοροναϊοί έχουν τα μεγαλύτερα γονιδιώματα όλων των ιών RNA. Τα γονιδιώματά τους είναι περισσότερο από τρεις φορές μεγαλύτερα από αυτά του HIV και της ηπατίτιδας C και περισσότερο από δύο φορές της γρίπης.
Οι κοροναϊοί είναι επίσης ένας από τους λίγους ιούς RNA με μηχανισμό γονιδιωματικής διόρθωσης – ο οποίος εμποδίζει τον ιό να συσσωρεύει μεταλλάξεις που θα μπορούσαν να τον εξασθενίσουν. Αυτή η ικανότητα μπορεί να είναι ο λόγος για τον οποίο κοινά αντιιικά όπως η ριμπαβιρίνη, τα οποία μπορούν να αποτρέψουν ιούς όπως η ηπατίτιδα C, δεν κατάφεραν να υποτάξουν το SARS-CoV-2. Τα φάρμακα αποδυναμώνουν τους ιούς προκαλώντας μεταλλάξεις. Αλλά στους κοροναίους, ο διορθωτής μπορεί να εξαλείψει αυτές τις αλλαγές.
Οι μεταλλάξεις μπορούν να έχουν τα πλεονεκτήματά τους για ιούς. Η γρίπη μεταλλάσσεται έως και τρεις φορές πιο συχνά από ό, τι οι κοροναϊοί, ένας ρυθμός που του επιτρέπει να εξελίσσεται γρήγορα και να παραμελεί τα εμβόλια. Όμως, οι κοροναϊοί έχουν ένα ειδικό τέχνασμα που τους δίνει έναν θανατηφόρο δυναμισμό: συχνά ανασυνδυάζονται, ανταλλάσσοντας κομμάτια του RNA τους με άλλους κοροναϊούς. Συνήθως, πρόκειται για μια χωρίς νόημα ανταλλαγή ομοειδών τμημάτων μεταξύ ομοίων ιών. Αλλά όταν δύο απομακρυσμένοι συγγενείς κορανοϊού καταλήγουν στο ίδιο κύτταρο, ο ανασυνδυασμός μπορεί να οδηγήσει σε τρομερές εκδόσεις που μολύνουν νέους τύπους κυττάρων και μεταπηδούν σε άλλα είδη, λέει ο Rambaut.
Ο ανασυνδυασμός συμβαίνει συχνά σε νυχτερίδες, οι οποίοι μεταφέρουν 61 ιούς που είναι γνωστό ότι μολύνουν τον άνθρωπο. ορισμένα είδη έχουν λιμάνι έως και 12 1 . Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι ιοί δεν βλάπτουν τα νυχτερίδες και υπάρχουν αρκετές θεωρίες για το γιατί το ανοσοποιητικό σύστημα των νυχτερίδων μπορεί να αντιμετωπίσει αυτούς τους εισβολείς. Μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε τον Φεβρουάριο υποστηρίζει ότι τα κύτταρα νυχτερίδας που έχουν μολυνθεί από ιούς απελευθερώνουν γρήγορα ένα σήμα που τους καθιστά σε θέση να φιλοξενήσουν τον ιό χωρίς να τον σκοτώσουν 2 .
Οι εκτιμήσεις για τη γέννηση του πρώτου κοροναϊού ποικίλλουν πολύ, από 10.000 χρόνια πριν έως 300 εκατομμύρια χρόνια πριν. Οι επιστήμονες γνωρίζουν τώρα δεκάδες στελέχη 3 , επτά εκ των οποίων μολύνουν τον άνθρωπο. Μεταξύ των τεσσάρων που προκαλούν κοινό κρυολόγημα, δύο (OC43 και HKU1) προέρχονταν από τρωκτικά, και τα άλλα δύο (229E και NL63) από νυχτερίδες. Οι τρεις που προκαλούν σοβαρή νόσο – SARS-CoV (η αιτία του SARS), το αναπνευστικό σύνδρομο Μέσης Ανατολής MERS-CoV και SARS-CoV-2 – όλα προέρχονταν από νυχτερίδες. Αλλά οι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχει συνήθως ένας ενδιάμεσος – ένα ζώο που έχει μολυνθεί από τα νυχτερίδες που μεταφέρει τον ιό στον άνθρωπο. Με το SARS, ο ενδιάμεσος πιστεύεται ότι είναι γάτες, που πωλούνται σε αγορές ζωντανών ζώων στην Κίνα.
Η προέλευση του SARS-CoV-2 εξακολουθεί να είναι μια ανοιχτή ερώτηση (βλ. «Οικογένεια δολοφόνων»). Ο ιός μοιράζεται το 96% του γενετικού του υλικού με έναν ιό που βρέθηκε σε ένα ρόπαλο σε μια σπηλιά στο Yunnan της Κίνας 4 – ένα πειστικό επιχείρημα ότι προήλθε από νυχτερίδες, λένε οι ερευνητές. Αλλά υπάρχει μια σημαντική διαφορά. Οι ακίδες πρωτεΐνης των κοροναϊών έχουν μια μονάδα που ονομάζεται περιοχή δέσμευσης υποδοχέα, η οποία είναι κεντρική για την επιτυχία τους στην είσοδο σε ανθρώπινα κύτταρα. Ο τομέας δέσμευσης SARS-CoV-2 είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικός και διαφέρει με σημαντικούς τρόπους από αυτόν του ιού νυχτερίδας Yunnan, ο οποίος φαίνεται να μην μολύνει ανθρώπους 5 .
Πηγή: MF Boni et al . Προεκτύπωση στο bioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.03.30.015008 (2020).
Περιπλέκοντας τα πράγματα, ένα φολιδωτό anteater που ονομάζεται παγκολίνη εμφανίστηκε με έναν κορανοϊό που είχε έναν τομέα δέσμευσης υποδοχέα σχεδόν πανομοιότυπος με την ανθρώπινη έκδοση. Αλλά το υπόλοιπο κοροναϊό ήταν μόνο 90% γενετικά παρόμοιο, οπότε ορισμένοι ερευνητές υποπτεύονται ότι η παγκολίνη δεν ήταν ο ενδιάμεσος 5 . Το γεγονός ότι τόσο οι μεταλλάξεις όσο και οι ανασυνδυασμοί λειτουργούν περιπλέκουν τις προσπάθειες δημιουργίας ενός οικογενειακού δέντρου.
Ωστόσο, μελέτες που δημοσιεύθηκαν τους τελευταίους μήνες, οι οποίες δεν έχουν ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους, δείχνουν ότι το SARS-CoV-2 – ή ένας πολύ παρόμοιος πρόγονος – κρύβεται σε κάποιο ζώο εδώ και δεκαετίες. Σύμφωνα με μια δημοσίευση που δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο στις 6 Μαρτίου , η γενεαλογία του κορανοϊού που οδήγησε στο SARS-CoV-2 χωρίστηκε πριν από περισσότερα από 140 χρόνια από τη στενή σχέση που παρατηρείται σήμερα στις παγκολίνες. Στη συνέχεια, κάποτε τα τελευταία 40-70 χρόνια, οι πρόγονοι του SARS-CoV-2 διαχωρίστηκαν από την έκδοση νυχτερίδας, η οποία στη συνέχεια έχασε τον αποτελεσματικό τομέα δέσμευσης υποδοχέα που υπήρχε στους προγόνους του (και παραμένει στο SARS-CoV-2). Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 21 Απριλίου κατέληξε σε πολύ παρόμοια ευρήματα χρησιμοποιώντας μια διαφορετική μέθοδο γνωριμίας 7 .
Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ένα μακρύ οικογενειακό ιστορικό, με πολλά κλαδιά ιούς κορανοϊού σε νυχτερίδες και πιθανώς παγκολίνες που φέρουν τον ίδιο θανατηφόρο τομέα δέσμευσης υποδοχέα με το SARS-CoV-2, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων που μπορεί να έχουν παρόμοιες ικανότητες να προκαλέσουν πανδημία, λέει ο Rasmus Nielsen, εξελικτικός βιολόγος. στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ και συν-συγγραφέας της δεύτερης μελέτης. «Υπάρχει ανάγκη για συνεχή παρακολούθηση και αυξημένη επαγρύπνηση για την εμφάνιση νέων ιογενών στελεχών με ζωονοσογόνο μεταφορά», λέει.
Δύο ανοιχτές πόρτες
Αν και οι γνωστοί ανθρώπινοι κοροναϊοί μπορούν να μολύνουν πολλούς τύπους κυττάρων, όλοι προκαλούν κυρίως αναπνευστικές λοιμώξεις. Η διαφορά είναι ότι οι τέσσερις που προκαλούν κοινό κρυολόγημα επιτίθενται εύκολα στην άνω αναπνευστική οδό, ενώ οι MERS-CoV και SARS-CoV δυσκολεύονται να κερδίσουν εκεί, αλλά είναι πιο επιτυχείς στη μόλυνση κυττάρων στους πνεύμονες.
Δυστυχώς, το SARS-CoV-2 μπορεί να κάνει και τα δύο πολύ αποτελεσματικά. Αυτό δίνει δύο μέρη για να βρεθεί, λέει ο Shu-Yuan Xiao, παθολόγος στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο του Ιλλινόις. Ο βήχας ενός γείτονα που στέλνει δέκα ιογενή σωματίδια με τον τρόπο σας μπορεί να είναι αρκετός για να ξεκινήσει μια λοίμωξη στο λαιμό σας, αλλά οι τρίχες που μοιάζουν με τα μαλλιά που βρέθηκαν εκεί είναι πιθανό να κάνουν τη δουλειά τους και να καθαρίσουν τους εισβολείς. Εάν ο γείτονας είναι πιο κοντά και βήχει 100 σωματίδια προς εσάς, ο ιός μπορεί να φτάσει μέχρι τους πνεύμονες, λέει ο Xiao.
Αυτές οι ποικίλες ικανότητες μπορεί να εξηγήσουν γιατί τα άτομα με COVID-19 έχουν τόσο διαφορετικές εμπειρίες. Ο ιός μπορεί να ξεκινήσει στο λαιμό ή τη μύτη, προκαλώντας βήχα και διαταράσσοντας τη γεύση και τη μυρωδιά, και στη συνέχεια τελειώνει εκεί. Ή μπορεί να λειτουργήσει μέχρι τους πνεύμονες και να εξασθενίσει αυτό το όργανο. Δεν είναι γνωστό πώς φτάνει εκεί, είτε μετακινείται από κύτταρο σε κύτταρο είτε κατά κάποιον τρόπο ξεπλένεται, λέει ο Stanley Perlman, ανοσολόγος στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα στην πόλη της Αϊόβα, ο οποίος μελετά κοροναϊούς.
Ο Clemens-Martin Wendtner, ιατρός μολυσματικών ασθενειών στην κλινική Schwabing του Μονάχου στη Γερμανία, λέει ότι θα μπορούσε να είναι ένα πρόβλημα με το ανοσοποιητικό σύστημα που επιτρέπει στον ιό να γλιστρήσει στους πνεύμονες. Τα περισσότερα μολυσμένα άτομα δημιουργούν εξουδετερωτικά αντισώματα που είναι προσαρμοσμένα από το ανοσοποιητικό σύστημα για να συνδέονται με τον ιό και να τον εμποδίζουν να εισέλθει σε ένα κύτταρο. Ωστόσο, μερικοί άνθρωποι δεν μπορούν να τα καταφέρουν, λέει ο Wendtner. Αυτός μπορεί να είναι ο λόγος για τον οποίο κάποιοι αναρρώνουν μετά από μια εβδομάδα ήπιων συμπτωμάτων, ενώ άλλοι επλήγησαν με πνευμονική νόσο αργά. Αλλά ο ιός μπορεί επίσης να παρακάμψει τα κύτταρα του λαιμού και να κατευθυνθεί κατευθείαν στους πνεύμονες. Στη συνέχεια, οι ασθενείς μπορεί να πάσχουν από πνευμονία χωρίς τα συνηθισμένα ήπια συμπτώματα όπως βήχα ή πυρετό χαμηλού βαθμού που διαφορετικά θα έφερναν πρώτα, λέει ο Wendtner. Έχοντας αυτά τα δύο σημεία μόλυνσης σημαίνει ότι το SARS-CoV-2 μπορεί να συνδυάσει τη μεταδοτικότητα των κοροναϊών του κρυολογήματος με τη θνησιμότητα των MERS-CoV και SARS-CoV. «Είναι ένας ατυχής και επικίνδυνος συνδυασμός αυτού του στελέχους κοραναϊού», λέει.
Η ικανότητα του ιού να μολύνει και να αναπαράγεται ενεργά στην άνω αναπνευστική οδό ήταν κάτι έκπληξη, δεδομένου ότι ο στενός γενετικός συγγενής του, SARS-CoV, στερείται αυτής της ικανότητας. Τον περασμένο μήνα, ο Wendtner δημοσίευσε αποτελέσματα 8 πειραμάτων στα οποία η ομάδα του κατάφερε να καλλιεργήσει ιού από το λαιμό εννέα ατόμων με COVID-19, δείχνοντας ότι ο ιός αναπαράγεται ενεργά και μολυσματικός εκεί. Αυτό εξηγεί μια κρίσιμη διαφορά μεταξύ των στενών συγγενών. Το SARS-CoV-2 μπορεί να ρίξει ιικά σωματίδια από το λαιμό στο σάλιο πριν από την έναρξη των συμπτωμάτων, και αυτά στη συνέχεια μπορούν να περάσουν εύκολα από άτομο σε άτομο. Το SARS-CoV ήταν πολύ λιγότερο αποτελεσματικό στο να κάνει αυτό το άλμα, περνώντας μόνο όταν τα συμπτώματα ήταν πλήρη, καθιστώντας ευκολότερο τον περιορισμό.
Αυτές οι διαφορές έχουν οδηγήσει σε κάποια σύγχυση σχετικά με τη θνησιμότητα του SARS-CoV-2. Ορισμένοι ειδικοί και αναφορές μέσων το περιγράφουν ως λιγότερο θανατηφόρο από το SARS-CoV επειδή σκοτώνει περίπου το 1% των ανθρώπων που μολύνει, ενώ το SARS-CoV σκότωσε περίπου δέκα φορές αυτό το ποσοστό. Αλλά ο Perlman λέει ότι αυτός είναι ο λανθασμένος τρόπος να το δούμε. Το SARS-CoV-2 είναι πολύ καλύτερο στη μόλυνση ανθρώπων, αλλά πολλές από τις λοιμώξεις δεν εξελίσσονται στους πνεύμονες. «Μόλις πέσει στους πνεύμονες, είναι πιθανώς εξίσου θανατηφόρο», λέει.
Αυτό που κάνει όταν πέφτει στους πνεύμονες είναι παρόμοιο σε ορισμένες απόψεις με αυτό που κάνουν οι αναπνευστικοί ιοί, αν και πολλά παραμένουν άγνωστα. Όπως το SARS-CoV και η γρίπη, μολύνει και καταστρέφει τις κυψελίδες, τους μικροσκοπικούς σάκους στους πνεύμονες που μεταφέρουν οξυγόνο στην κυκλοφορία του αίματος. Καθώς το κυτταρικό φράγμα που χωρίζει αυτούς τους σάκους από τα αιμοφόρα αγγεία διαλύεται, διαρρέει υγρό από τα αγγεία, εμποδίζοντας το οξυγόνο να φτάσει στο αίμα. Άλλα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των λευκών αιμοσφαιρίων, συνδέουν περαιτέρω τον αεραγωγό. Μια ισχυρή ανοσοαπόκριση θα ξεκαθαρίσει όλα αυτά σε ορισμένους ασθενείς, αλλά η υπερβολική αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος μπορεί να επιδεινώσει τη βλάβη των ιστών. Εάν η φλεγμονή και η βλάβη των ιστών είναι πολύ σοβαρές, οι πνεύμονες δεν αναρρώνουν ποτέ και το άτομο πεθαίνει ή αφήνεται με ουλές πνεύμονες, λέει ο Xiao. «Από παθολογική άποψη, δεν βλέπουμε πολλή μοναδικότητα εδώ».
Και όπως με τους SARS-CoV, MERS-CoV και κοροναϊούς ζώων, η βλάβη δεν σταματά με τους πνεύμονες. Μια λοίμωξη SARS-CoV-2 μπορεί να προκαλέσει υπερβολική ανοσοαπόκριση γνωστή ως καταιγίδα κυτοκίνης, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε πολλαπλή ανεπάρκεια οργάνων και θάνατο. Ο ιός μπορεί επίσης να μολύνει τα έντερα, την καρδιά, το αίμα, το σπέρμα (όπως και το MERS-CoV), το μάτι και πιθανώς τον εγκέφαλο. Η βλάβη στο νεφρό, στο συκώτι και στον σπλήνα που παρατηρείται σε άτομα με COVID-19 υποδηλώνει ότι ο ιός μπορεί να μεταφερθεί στο αίμα και να μολύνει διάφορα όργανα ή ιστούς, λέει ο Guan Wei-jie, πνευμονολόγος στο Ινστιτούτο Αναπνευστικής Υγείας του Guangzhou στο Guangzhou Medical Πανεπιστήμιο της Κίνας, ένα ίδρυμα επαίνεσε για το ρόλο του στην καταπολέμηση του SARS και του COVID-19. Ο ιός μπορεί να μολύνει διάφορα όργανα ή ιστούς όπου φτάνει η παροχή αίματος, λέει ο Guan.
Ωστόσο, παρόλο που γενετικό υλικό από τον ιό εμφανίζεται σε αυτούς τους διάφορους ιστούς, δεν είναι ακόμη σαφές εάν η βλάβη υπάρχει από τον ιό ή από μια καταιγίδα κυτοκίνης, λέει ο Wendtner. «Οι αυτοψίες βρίσκονται σε εξέλιξη στο κέντρο μας. Περισσότερα δεδομένα θα έρθουν σύντομα », λέει.
Είτε μολύνει το λαιμό ή τους πνεύμονες, το SARS-Cov-2 παραβιάζει την προστατευτική μεμβράνη των κυττάρων ξενιστών χρησιμοποιώντας τις ακίδες της (βλ. «Θανατηφόρος εισβολέας»). Πρώτον, η περιοχή δέσμευσης υποδοχέα της πρωτεΐνης συνδέεται με έναν υποδοχέα που ονομάζεται ACE2, ο οποίος κάθεται στην επιφάνεια του κυττάρου ξενιστή. Το ACE2 εκφράζεται σε όλο το σώμα στην επένδυση των αρτηριών και των φλεβών που διαπερνούν όλα τα όργανα, αλλά είναι ιδιαίτερα πυκνό στα κύτταρα που ευθυγραμμίζουν τις κυψελίδες και τα έντερα.
Αν και οι ακριβείς μηχανισμοί παραμένουν άγνωστοι, τα στοιχεία δείχνουν ότι μετά την προσκόλληση του ιού, το κύτταρο ξενιστής κόβει την ακίδα πρωτεΐνη σε μία από τις ειδικές «θέσεις διάσπασης» της, εκθέτοντας πεπτίδια σύντηξης – μικρές αλυσίδες αμινοξέων που βοηθούν να ανοίξουν τα κύτταρα του ξενιστή μεμβράνη έτσι ώστε η μεμβράνη του ιού να μπορεί να συγχωνευθεί με αυτήν. Μόλις το γενετικό υλικό του εισβολέα εισέλθει στο κύτταρο, ο ιός διοικεί το μοριακό μηχάνημα του ξενιστή για να παράγει νέα ιικά σωματίδια. Στη συνέχεια, αυτοί οι απόγονοι βγαίνουν από το κελί για να πάνε και να μολύνουν άλλους.
Ισχύς
Το SARS-CoV-2 είναι μοναδικά εξοπλισμένο για αναγκαστική είσοδο σε κελιά. Τόσο το SARS-CoV όσο και το SARS-CoV-2 συνδέονται με το ACE2, αλλά η περιοχή δέσμευσης του υποδοχέα του SARS-CoV-2 είναι μια ιδιαίτερα άνετη εφαρμογή. Είναι 10-20 φορές πιο πιθανό να δεσμεύσει το ACE2 από το SARS-CoV 9 . Ο Wendtner λέει ότι το SARS-CoV-2 είναι τόσο καλό στο να μολύνει την ανώτερη αναπνευστική οδό που μπορεί να υπάρχει ακόμη και ένας δεύτερος υποδοχέας που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ο ιός για να ξεκινήσει την επίθεσή του.
Ακόμα πιο ανησυχητικό είναι το γεγονός ότι το SARS-COV-2 φαίνεται να χρησιμοποιεί το ένζυμο φουρίνη από τον ξενιστή για να διασπάσει την ιική ακίδα πρωτεΐνη. Αυτό είναι ανησυχητικό, λένε οι ερευνητές, επειδή η φουρίνη είναι άφθονη στην αναπνευστική οδό και βρίσκεται σε όλο το σώμα. Χρησιμοποιείται από άλλους τρομερούς ιούς, όπως ο ιός HIV, η γρίπη, ο δάγκειος πυρετός και ο Έμπολα για να εισέλθουν στα κύτταρα. Αντίθετα, τα μόρια διάσπασης που χρησιμοποιούνται από το SARS-CoV είναι πολύ λιγότερο κοινά και δεν είναι τόσο αποτελεσματικά.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η εμπλοκή της φουρίνης θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί το SARS-CoV-2 είναι τόσο καλό στο άλμα από κύτταρο σε κύτταρο, άτομο σε άτομο και πιθανώς ζώο σε άνθρωπο. Ο Ρόμπερτ Γκάρι, ιολόγος στο Πανεπιστήμιο Tulane στη Νέα Ορλεάνη της Λουιζιάνας, εκτιμά ότι δίνει στο SARS-CoV-2 100-1000 φορές περισσότερες πιθανότητες από το SARS-CoV να μπει βαθιά στους πνεύμονες. «Όταν είδα ότι το SARS-CoV-2 είχε αυτόν τον ιστότοπο διάσπασης, δεν κοιμήθηκα πολύ καλά εκείνο το βράδυ», λέει.
Το μυστήριο είναι από πού προήλθαν οι γενετικές οδηγίες για αυτόν τον συγκεκριμένο ιστότοπο διάσπασης. Αν και ο ιός πιθανώς τους απέκτησε μέσω ανασυνδυασμού, αυτή η συγκεκριμένη διάταξη δεν έχει βρεθεί ποτέ σε κανένα άλλο κοροναϊό σε κανένα είδος. Η καταγραφή της προέλευσής του μπορεί να είναι το τελευταίο κομμάτι του παζλ που θα καθορίσει ποιο ζώο ήταν το σκαλοπάτι που επέτρεψε στον ιό να φτάσει στον άνθρωπο.
Τέλος παιχνιδιού
Μερικοί ερευνητές ελπίζουν ότι ο ιός θα εξασθενήσει με την πάροδο του χρόνου μέσω μιας σειράς μεταλλάξεων που τον προσαρμόζουν για να παραμείνει στους ανθρώπους. Με αυτή τη λογική, θα γινόταν λιγότερο θανατηφόρο και θα είχε περισσότερες πιθανότητες να εξαπλωθεί. Ωστόσο, οι ερευνητές δεν έχουν βρει κανένα σημάδι τέτοιας εξασθένησης, πιθανώς λόγω του αποτελεσματικού μηχανισμού γενετικής επιδιόρθωσης του ιού. «Το γονιδίωμα του ιού COVID-19 είναι πολύ σταθερό και δεν βλέπω καμία αλλαγή της παθογένειας που προκαλείται από τη μετάλλαξη του ιού», λέει ο Guo Deyin, ο οποίος ερευνά κοροναϊούς στο Πανεπιστήμιο Sun Yat-sen στο Γκουάνγκτζου.
Ο Rambaut αμφιβάλλει επίσης ότι ο ιός θα γίνει πιο ήπια με την πάροδο του χρόνου και θα σώσει τον ξενιστή του. «Δεν λειτουργεί έτσι», λέει. Εφ ‘όσον μπορεί να μολύνει με επιτυχία νέα κύτταρα, να αναπαράγει και να μεταδίδει σε νέα, δεν έχει σημασία αν βλάπτει τον ξενιστή, λέει.
Αλλά άλλοι πιστεύουν ότι υπάρχει μια πιθανότητα για ένα καλύτερο αποτέλεσμα. Μπορεί να δώσει στους ανθρώπους αντισώματα που θα προσφέρουν τουλάχιστον μερική προστασία, λέει ο Klaus Stöhr, ο οποίος ήταν επικεφαλής του τμήματος έρευνας και επιδημιολογίας SARS του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας. Ο Stöhr λέει ότι η ανοσία δεν θα είναι τέλεια – τα άτομα που επανεμφανίζονται θα αναπτύξουν ακόμη μικρά συμπτώματα, όπως κάνουν τώρα από το κοινό κρυολόγημα, και θα υπάρχουν σπάνια παραδείγματα σοβαρής νόσου. Αλλά ο μηχανισμός διόρθωσης του ιού σημαίνει ότι δεν θα μεταλλαχθεί γρήγορα και τα άτομα που μολύνθηκαν θα διατηρήσουν ισχυρή προστασία, λέει.
«Το πιο πιθανό σενάριο είναι ότι ο ιός θα συνεχίσει να εξαπλώνεται και να μολύνει το μεγαλύτερο μέρος του παγκόσμιου πληθυσμού σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα», λέει ο Stöhr, που σημαίνει ένα έως δύο χρόνια. “Στη συνέχεια, ο ιός θα συνεχίσει να εξαπλώνεται στον ανθρώπινο πληθυσμό, πιθανότατα για πάντα.” Όπως και οι τέσσερις γενικά ήπιοι ανθρώπινοι κοροναϊοί, το SARS-CoV-2 θα κυκλοφορούσε συνεχώς και θα προκαλούσε κυρίως ήπιες λοιμώξεις του ανώτερου αναπνευστικού συστήματος, λέει ο Stöhr. Για αυτόν τον λόγο, προσθέτει, τα εμβόλια δεν θα είναι απαραίτητα.
Ορισμένες προηγούμενες μελέτες υποστηρίζουν αυτό το επιχείρημα. Το ένα 10 έδειξε ότι όταν οι άνθρωποι εμβολιάστηκαν με το κοινό κρυολόγημα 229Ε, τα επίπεδα των αντισωμάτων τους κορυφώθηκαν δύο εβδομάδες αργότερα και αυξήθηκαν ελαφρά μόνο μετά από ένα χρόνο. Αυτό δεν απέτρεψε λοιμώξεις ένα χρόνο αργότερα, αλλά οι επακόλουθες λοιμώξεις οδήγησαν σε λίγα, αν υπάρχουν, συμπτώματα και σε μικρότερη περίοδο απόρριψης από ιούς.
Ο κοραναϊός OC43 προσφέρει ένα μοντέλο για το πού μπορεί να πάει αυτή η πανδημία. Αυτός ο ιός δίνει επίσης στον άνθρωπο κοινά κρυολογήματα, αλλά η γενετική έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Leuven στο Βέλγιο υποδηλώνει ότι το OC43 μπορεί να ήταν δολοφόνος τα τελευταία 11 . Αυτή η μελέτη δείχνει ότι το OC43 χύθηκε στους ανθρώπους περίπου το 1890 από αγελάδες, οι οποίες το πήραν από ποντίκια. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι το OC43 ήταν υπεύθυνο για μια πανδημία που σκότωσε περισσότερους από ένα εκατομμύριο ανθρώπους παγκοσμίως το 1889–90 – ένα ξέσπασμα που είχε προηγουμένως κατηγορηθεί για τη γρίπη. Σήμερα, το OC43 συνεχίζει να κυκλοφορεί ευρέως και ενδέχεται η συνεχής έκθεση στον ιό να διατηρεί τη μεγάλη πλειοψηφία των ανθρώπων ανοσία σε αυτόν.
Αλλά ακόμη και αν αυτή η διαδικασία έκανε το OC43 λιγότερο θανατηφόρο, δεν είναι ακόμη σαφές εάν κάτι παρόμοιο θα συνέβαινε με το SARS-CoV-2. Μια μελέτη σε πιθήκους έδειξε ότι διατήρησαν αντισώματα έναντι του SARS-CoV-2, αλλά οι ερευνητές ανέφεραν μόνο τις πρώτες 28 ημέρες μετά τη μόλυνση, οπότε δεν είναι σαφές πόσο διαρκεί η ανοσία 12 . Οι συγκεντρώσεις αντισωμάτων κατά του SARS-CoV μειώθηκαν επίσης σημαντικά κατά την περίοδο δύο έως τριών ετών 13. Δεν έχει ελεγχθεί εάν αυτά τα χαμηλωμένα επίπεδα θα ήταν αρκετά για την πρόληψη της λοίμωξης ή τη μείωση της σοβαρότητας. Οι γάτες, οι αγελάδες, οι σκύλοι και τα κοτόπουλα δεν φαίνεται να έχουν ανοσία στους μερικές φορές θανατηφόρους κοροναϊούς που τους μολύνουν, αφήνοντας τους κτηνιάτρους με την πάροδο των ετών να αγωνίζονται για εμβόλια. Παρά όλα τα ερωτήματα σχετικά με το εάν οι άνθρωποι διατηρούν οποιαδήποτε ασυλία στο SARS-CoV-2, ορισμένες χώρες προωθούν την ιδέα να δώσουν στους επιζώντες « διαβατήρια ασυλίας » για να τους επιτρέψουν να βγουν έξω χωρίς να φοβούνται να μολυνθούν ή να μολύνουν άλλους.
Πολλοί επιστήμονες επιφυλάσσουν την κρίση σχετικά με το αν οι κοροναϊοί ήταν εξίσου μολυσματικοί με το SARS-CoV-2. Οι άνθρωποι θέλουν να πιστεύουν ότι «οι άλλοι κοροναϊοί ήταν τρομεροί και έγιναν ήπιοι», λέει ο Perlman. «Αυτός είναι ένας αισιόδοξος τρόπος να σκεφτούμε τι συμβαίνει τώρα, αλλά δεν έχουμε στοιχεία».