Zaskakujące tajemnice koronawirusów

Krystyna Knypl

Badania opublikowane w ciągu ostatnich kilku miesięcy sugerują, że SARS-CoV-2 - lub bardzo podobny jego przodek - atakował niektóre zwierzęta od dziesięcioleci. Według pracy opublikowanej online w marcu 2021 zatytułowanej „Evolutionary origins of the SARS-CoV-2 sarbecovirus lineage responsible for the COVID-19 pandemic” autorstwa M.F. Boni i wsp. (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.30.015008v1

koronawirus powodujący SARS-CoV-2 oddzielił się ponad 140 lat temu od blisko spokrewnionej linii występującej obecnie u łuskowców.

Następnie, gdzieś w ciągu ostatnich 40 -70 lat, przodkowie SARS-CoV-2 oddzielili się od wersji dla nietoperzy, która następnie utraciła skuteczną domenę wiążącą receptory, która była obecna u jej przodków.

Koronawirus  rozwinął cały szereg przystosowań, które czynią go znacznie bardziej zabójczym niż inne koronawirusy, z którymi ludzkość zetknęła się do tej pory. W przeciwieństwie do bliskich krewnych, SARS-CoV-2 może z łatwością atakować ludzkie komórki w wielu miejscach, przy czym głównym celem są płuca i gardło. Po wniknięciu do organizmu wirus wykorzystuje różnorodny arsenał ataku.

Spośród wirusów, które atakują ludzi, koronawirusy są stosunkowo duże. Przy średnicy 125 nanometrów są one również stosunkowo duże jak na wirusy, które do replikacji wykorzystują RNA, czyli grupę, która odpowiada za większość nowo pojawiających się chorób. Ale koronawirusy wyróżniają się przede wszystkim swoimi genomami. Posiadając 29 903 zasad genetycznych, koronawirusy mają największe genomy spośród wszystkich wirusów RNA (https://uni.wroc.pl/koronawirus-sars-cov-2-biologia-wykrywanie-i-zwalczanie/ )

Ich genomy są ponad trzykrotnie większe niż genomy HIV i WZW C oraz ponad dwukrotnie większe niż genomy grypy.

Koronawirusy są również jednymi z niewielu wirusów RNA posiadających mechanizm korekty genomu, który powstrzymuje wirusa przed gromadzeniem mutacji, które mogłyby go osłabić.

Ta zdolność może być powodem, dla którego powszechne leki przeciwwirusowe, takie jak rybawiryna, które mogą zabijać wirusy takie jak zapalenie wątroby typu C, nie działają na SARS-CoV-2.

Wirus grypy mutuje do trzech razy częściej niż koronawirusy, co pozwala mu szybko ewoluować i być odpornym na szczepionki. Koronawirusy mają jednak  swoją specjalną sztuczkę, która nadaje im zabójczą dynamikę: często rekombinują, wymieniając fragmenty swojego RNA z innymi koronawirusami. Zazwyczaj jest to  wymiana podobnych części między podobnymi wirusami. Ale kiedy dwa znacząco różniące się koronawirusy znajdą się w tej samej komórce, rekombinacja może prowadzić do powstania groźnych wersji, które zarażają nowe typy komórek i przenoszą się na inne gatunki.

Rekombinacja zdarza się często u nietoperzy, które są nosicielami 61 wirusów, które mogą także zakażać ludzi. Niektóre gatunki nietoperz mają ich aż 121 wirusów. W większości przypadków wirusy nie szkodzą nietoperzom i istnieje kilka teorii na temat tego, dlaczego układ odpornościowy nietoperzy radzi sobie z tymi najeźdźcami. Opublikowana w lutym praca dowodzi, że komórki nietoperzy zainfekowane wirusami szybko uwalniają sygnał, który sprawia, że są one w stanie gościć wirusa bez zabijania go.

Data narodzin pierwszego koronawirusa nie jest dokładnie znana. Szacuje się, że  mogły one pwostać od 10 000 lat temu do 300 milionów lat temu.

Naukowcy znają obecnie dziesiątki szczepów , z których siedem zakaża ludzi. Spośród czterech, które wywołują przeziębienia, dwa (OC43 i HKU1) pochodzą od gryzoni, a dwa pozostałe (229E i NL63) od nietoperzy. Trzy, które wywołują poważne choroby - SARS-CoV (przyczyna SARS), MERS-CoV - zespół oddechowy Bliskiego Wschodu i SARS-CoV-2 - wszystkie pochodzą od nietoperzy. Naukowcy uważają jednak, że zazwyczaj istnieje pośrednik - zwierzę zarażone przez nietoperze, które przenosi wirusa na ludzi. W przypadku SARS uważa się, że pośrednikiem są koty cywetowe, które są sprzedawane na targach żywych zwierząt w Chinach.

Pochodzenie SARS-CoV-2 jest nadal kwestią otwartą. Wirus ten ma 96% swojego materiału genetycznego identyczny z wirusem znalezionym u nietoperza w jaskini w Yunnan w Chinach.

Opublikowane w marcu 2020 doniesienie „Virological assessment of hospitalized patients with COVID-2019”

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2196-x

przez R. Wölfel i wsp. informuje o mutacji SARS-CoV-2, która atakuje głównie gardło, rzadko kiedy dolne drogi oddechowe. Odmiana ta daje w związku z tym lżejszy przebieg kliniczny.

Źródło:

Profile of a killer: the complex biology powering the coronavirus pandemic D.Cyranoski

https://www.nature.com/articles/d41586-020-01315-7

Krystyna Knypl

GdL 10 / 2021