Два нових дослідження, опублікованих у виданні «PLOS Pathogens» 8 квітня 2021 р., надають чергові докази важливості ролі імунної системи організму людини в еволюції вірусу SARS-CoV-2. Отримані результати, а також технологія, яка забезпечує аналіз процесів спрямованої трансформації вірусу, поглиблюють розуміння появи нових штамів SARS-CoV-2. Все це надає змогу оптимізувати превентивні заходи, пов’язані з вакцинацією, а також стратегію лікування хворих на COVID-19.
Стратегія еволюції: постійними є лише зміни
Команда науковців Університету Вашингтона в Сіетлі (University of Washington, Seattle), США, в пошуках кращого розуміння природи еволюції SARS-CoV-2 зосередила увагу на особливостях спорідненого представника родини коронавірусів 229E, який викликає респіраторне захворювання у людей [1]. Кожен з них містить у своїй структурі спайк-протеїн, який опосередковує процес інфікування клітин макроорганізму. Інфікування людини вірусом 229E зумовлює розвиток імунної відповіді проти спайк-протеїну, що захищає від повторного інфікування, але лиш на декілька років. При цьому можливими причинами реінфікування 229Е вважалися виснаження імунореактивності або еволюція вірусу.
У новому дослідженні вченими було здійснено тестування активності зразків сироватки крові, зібраних у пацієнтів в період 1980–1990 рр., по відношенню до спайк-протеїнів попередніх та нових штамів 229E. Було встановлено, що більш сучасні штами зі зміненими спайк-протеїнами є нечутливими до нейтралізуючої здатності зразків плазми крові, зібраних в більш ранній період. Проведений аналіз надав додаткові докази того, що сучасні штами 229E накопичили мутації спайк-протеїнів, які дозволяють вірусам уникати впливу антитіл раніше збережених зразків сироватки крові пацієнтів.
Обговорюючи результат спостереження, дослідники підкреслили, що коронавірус 229E еволюціонує протягом декількох років або десятиліть, для того щоб уникати нейтралізуючого впливу поліклональних сироваткових антитіл. Отримані результати підвищують імовірність того, що SARS-CoV-2 та інші коронавіруси проходять через аналогічні трансформації. Тому постійно триваюча еволюція вірусних середників буде потребувати періодичних оновлень відповідних вакцин для досягнення бажаної їх ефективності.
Тактика еволюції: конформація в умовах реальності
У паралельному дослідженні, проведеному вченими Національного інституту алергії та інфекційних захворювань, Мериленд (National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Maryland), США, було розроблено нову технологію генетичного секвенування спайк-протеїну SARS-CoV-2, яка дозволяє вивчати одночасно декілька вірусних штамів, наявних у одного інфікованого пацієнта [2]. У попередніх дослідженнях використовувалися стандартні методи секвенування, що надавали можливість отримувати єдину генетичну послідовність від одного пацієнта, приховуючи при цьому потенційну наявність інших штамів. На противагу цьому нова технологія візуалізує різноманіття вірусних геномів у кожного пацієнта, дозволяючи відстежувати еволюцію нових штамів SARS-CoV-2 під час гострого інфекційного процесу.
У результаті застосування нової розробки в аналізі зразків респіраторних тканин людини було виявлено нові варіанти SARS-CoV-2, які виникали у однієї й тієї ж особи на тлі гострого захворювання. Описані при цьому варіанти мутацій мали точковий характер, передбачаючи, що їх виникнення могло бути прямою молекулярною відповіддю на вибірковий «тиск» з боку імунної системи. Обговорюючи результати, автори зазначили, що застосування нової технології дозволило продемонструвати, що штами коронавірусу з мутаціями спайк-протеїну виникали вже на ранніх етапах розвитку захворювання. Отримані дані свідчать про більш виражені наслідки еволюції SARS-CoV-2 у кожного окремого пацієнта, ніж це передбачалося раніше, з відповідним потенціалом клінічного результату та реальною можливістю появи нових штамів внаслідок індивідуальної взаємодії макроорганізму та вірусу.
Клінічне значення
Застосування вдосконаленої технології генетичного секвенування може поглибити розуміння значення появи нових варіантів SARS-CoV-2 у кожного з інфікованих пацієнтів для кінцевих наслідків захворювання. Крім того, отримані дані передбачають більші переваги від раннього поєднаного застосування противірусних препаратів, здатних впливати на декілька штамів, порівняно з відтермінованим призначенням одного засобу. Водночас кожне з представлених досліджень розширює цілісне уявлення про походження нових штамів SARS-CoV-2 у відповідь на активність імунної системи організму людини, змінюючи погляди на пошук шляхів етіотропного лікування.
- Eguia R.T., Crawford K.H.D., Stevens-Ayers T. et al. (2021) A human coronavirus evolves antigenically to escape antibody immunity. PLOS Pathog., Apr. 8. doi: 10.1371/journal.ppat.1009453.
- Ko S.H., Mokhtari E.B., Mudvari P. et al. (2021) High-throughput, single-copy sequencing reveals SARS-CoV-2 spike variants coincident with mounting humoral immunity during acute COVID-19. PLOS Pathog., Apr. 8. doi: 10.1371/journal.ppat.1009431.
Н.О. Савельєва-Кулик,
Редакція журналу «Український медичний часопис»
