Загальна стурбованість, а подеколи й паніка через поширення мутацій сумнозвісного коронавірусу, який майже рік обмежує нашу дієздатність і невідомо скільки ще життів забере, зростає щосекунди. Особливу шану варто віддати нескінченним потокам інформації від ЗМІ, які що далі, то частіше нагадують нам: перша хвиля вакцинації може провалитися. Чи це справді так?
Біологію мутацій намагаються розкрити вчені у всьому світі. Їм важливо відповісти на питання, яке коштуватиме світу не один мільярд доларів: чи зможуть нові-старі віруси знизити ефективність вакцин або подолати природний імунітет людини, приводячи до повторних заражень?
Перші висновки з лабораторій вже почали просочуватись в мережу. Науковці досліджували мутації в клітинних і тваринних моделях SARS-CoV-2 та перевіряли активність антитіл (як природно набутих, так і отриманих завдяки вакцинації) у боротьбі з різновидами недуги. Попередні результати, опубліковані 8 січня цього року, показали, що обидві взяті на дослідження мутації вірусу не змінили активності антитіл пацієнтів, вакцинованих Pfizer та BioNtech. Дані щодо решти мутацій незабаром теж будуть доступні громадськості.
«Зовсім скоро, ми матимемо набагато більше інформації», – запевняє Вінеет Менахері, вірусолог медичного відділення Техаського університету в Галвестоні, чия команда готується до дослідження коронавірусних мутацій.
Як щодо біології?
Перші мутації SARS-CoV-2 вчені виявили в кінці листопада – на початку грудня через секвенування геному. Трохи пізніше англійські дослідники визначили, що величезна кількість хворих заражена саме мутацією ковіду, відомою під назвою B.1.1.7, і число інфікованих невпинно зростає як у Британії, так і ще в 10 країнах у всьому світі.
Наукова команда під керівництвом біоінформатора Туліо де Олівейра з Університету Квазулу-Натал в Дурбані, ПАР, пов’язала широкомасштабну захворюваність в Східно-Капській провінції з новою мутацією коронавірусу 501Y.V2. Ці різновиди SARS-CoV-2, британський та південноафриканський, з’явилися незалежно один від одного, попри те, що обидва мають багато мутацій, і одну спільну – у білку-«шипу», завдяки якому вірус заражає інші клітини й котрий є мішенню вакцини.
Епідеміологи, що вивчали поширення різновиду B.1.1.7 у Великій Британії, визначили: такий вірус на 50% легше передати здоровій людині, як порівняти зі вже відомими мутаціями SARS-CoV-2. Ця інформація стала причиною введення третього загальнодержавного локдауну в Британії 5 січня 2021 року: «Епідеміологія вирішила все за нас», – зазначив Венді Барклай, вірусолог Імперського коледжу Лондона і член групи, що консультує уряд Великобританії у боротьбі з B.1.1.7.
Одна з проблем полягає в оцінці наслідків мутацій, які відрізняють британський B.1.1.7 та південноафриканський 501Y.V2. Перший різновид SARS-CoV-2 має 8 змін у білку-«шипі» , а другий – до 9. У B.1.1.7 наявні ще кілька мутацій в інших генах. «Визначення, яка зміна пов’язана зі стрімким поширенням нових видів коронавірусу – завдання із зірочкою,- каже Джеремі Лубан, вірусолог з медичної школи Массачусетського університету у Вустері. – Я не думаю, що річ в якійсь конкретній мутації».
Увага вчених здебільшого спрямована на зміну білка-«шипа» – N501Y, наявну у вищезазначених видах вірусів. Така мутація змінює кількість того ж «шипа», який є доменом зв’язування рецепторів. Він чіпляється за білок у клітинах людини, що й спричиняє зараження. Деякі вірусологи припустили, що мутація N501Y дозволяє вірусу сильніше вчепитися за здорові одиниці, у такий спосіб легше передаючись від хворого.
Мутація N201Y – одна з кількох вірусних змін, котрих вчена команда Вінеета Менахері планує дослідити на хом’яках – майбутніх хворих на SARS-CoV-2. Епідеміолог був учасником команди, яка ще торік повідомила про мутацію в білку-«шипі». Ця зміна, своєю чергою, мала надзвичайну швидкість поширення у дихальних шляхах гризунів, на відміну від інших різновидів вірусу, де мутації були відсутні. «Від таких мутацій іншого годі чекати», каже вчений.
Тести на антитіла
Стрімке поширення мутацій спричинило купу нових локдаунів, закриття кордонів та, звичайно, посилення нагляду за громадянами. Ще однією причиною термінового вживання подібних заходів є побоювання, що зміни нам відомого виду COVID-19 послаблять імунітет людини – чи то природній, чи то отриманий з вакцинних антитіл. В обох частинах білка-«шипа» можуть «ховатися» мутації, яких розпізнають, нейтралізовують та «блокують» потенційні антитіла: у домені зв’язування рецепторів та частині під назвою N-термінальний домен, каже Джейсон Маклеллан, біолог з Університету Техасу.
Тож наразі академічні та державні вчені, разом з науковцями, що працюють над виготовленням вакцини, намагаються розв’язати цю проблему. Попередні результати, опубліковані 8 січня, свідчать про те, що ефективність антитіл у людей, інфікованими вірусом з мутацією N501Y з одного боку та хворих на звичайний COVID-19 – з другого, трішки відрізняється. Тепер наукова група UTMB досліджує решту мутацій.
У схожому експерименті, проведеному Менахері, також виявилося, що мутація 501Y майже не впливає на ефективність вакцини у сироватці крові, де зазвичай і містяться антитіла людей, котрі одужали від коронавірусу. Це свідчить про те, що мутації не мають знижувати наш імунітет.
Щоправда, інформації про інші мутації ми поки що не маємо. Головною серед таких є доменна зміна, яку команда де Олівейри ідентифікувала у варіанті 501Y.V2, названому E484K. Його команда працює з вірусологом Алексом Сігалом в Африканському науково-дослідному інституті здоров’я в Дурбані, щоб протестувати ефективність сироватки крові людей з природним та штучним – вакцинованим – імунітетом. Перші результати досліджень мають оприлюднити за кілька днів, говорить де Олівейра.
Нові виклики для імунітету
Існують докази того, що мутація E484K може дозволити вірусу уникнути імунного захисту деяких людей.
28 грудня команда під керівництвом імунолога Ріно Раппуолі з Fondazione Toscana Life Sciences в Сієні, Італія, відростила атипову пневмонію (SARS-CoV-2) в присутності низьких рівнів антитіл у людини, котра в минулому була інфікована ковідом.. Мета полягала у відборі вірусних мутацій, що ухиляються від дії антитіл, генерованих у відповідь на інфекцію. “Експеримент не обов’язково мав спрацювати”, – говорить Маклеллан, співавтор. Але за 90 днів вірус зібрав 3 мутації, які зробили його непроникним для сироватки крові людини, включаючи мутацію E484K в південноафриканському варіанті та зміни в N-кінцевих доменах, виявлені в ньому і в британському варіанті. Це наводить на думку, що вся відповідь антитіл людини проти SARS-CoV-2 спрямовується лише на невелику частину білка-«шипа».
Лабораторний штам коронавірусу показав низьку стійкість до сироватки крові інших людей. Проте з експерименту можна зробити висновок, що мутація E484 та зміни в N-термінальному домені здатні змінити генерацію антитіл вакцинами.
Біотехнологічна фірма Moderna з Кембриджа, Массачусетс, котра розробила вакцину на основі РНК, заявила, що її ін’єкції будуть дієвими й проти британської мутації коронавірусу. Компанія продовжує дослідження.
Джессі Блум, який вивчає еволюцію вірусів у Центрі дослідження раку Фреда Хатчінсона в Сіетлі, штат Вашингтон, сподівається, що решта мутацій не надто знизить ефективність вакцин. Щеплення зазвичай викликають колосальний рівень антитіл, тому невелике зниження їхнього потенціалу щодо нових-старих вірусів не матиме особливого значення. Інших факторів імунної відповіді – Т-клітин, наприклад – мутації можуть взагалі ніяк не зачепити. «Попри все, я впевнений, що вакцини точно будуть ефективними з точки зору речей, які справді важливі – попередження смертей інфікованих коронавірусом», – каже вчений Джеремі Лубан.
