Nature: Дали новите варијанти на SARS-CoV-2 можат да ги загрозат вакцините?

Истражувачите се натпреваруваат за да утврдат зошто видовите идентификувани во Велика Британија и Јужна Африка се шират толку брзо и дали ќе ги компромитират вакцините.

Како што расте загриженоста за брзото ширењето на варијантите на коронавирусот SARS-CoV-2, лабораториите ширум светот се натпреваруваат да ја одредат биологијата на овие вируси. Научниците сакаат да разберат зошто варијантите идентификувани во Обединетото Кралство и Јужна Африка се шират толку брзо и дали тие можат да го намалат потенцијалот на вакцините или да го надминат природниот имунитет и да доведат до бран на повторни инфекции.

„Многумина се борат да ги разберат новите варијанти, а големо прашање е какво значење ќе биде ефикасноста на вакцините што моментално се администрираат“, вели Џереми Лубан, виролог од Медицинскиот факултет на Универзитетот во Масачусетс во Ворчестер.

Првите лабораториски резултати почнуваат да извираат и се очекуваат уште многу други во следните денови, бидејќи истражувачите брзаат да ги испитаат вирусните варијанти и нивните составни мутации во клетките и животинските модели на САРС-CoV-2 и да ги тестираат против антитела створени од вакцини и природни инфекции.

Препринт објавен на 8 јануари покажа дека мутацијата што ја делат и двете варијанти не ја менува активноста на антителата произведени од луѓе кои примиле вакцина развиена од Pfizer и BioNTech. Податоците за другите мутации и вакцини се очекуваат наскоро.

„До следната недела ќе имаме многу повеќе информации“, вели Венит Менашери, вирусолог од Медицинскиот оддел на Универзитетот во Тексас (University of Texas Medical Branch – UTMB) во Галвестон, чиј тим се подготвува да ги проучува варијантите.

Основна биологија
Истражувачите ги забележале варијантите на коронавирусите кон крајот на ноември и почетокот на декември 2020 година преку секвенционирање на геномот. Варијантата на вирус сега позната како Б.1.1.7 стои зад зголемениот број на случаи на југоистокот на Англија и Лондон; варијантата сега се прошири на остатокот од Велика Британија и е откриена во десетици земји ширум светот (види „Вирусни низи“).

И тим предводен од биоинформатичарот Тулио де Оливеира на Универзитетот КваЗулу-Натал во Дурбан, Јужна Африка, поврза брзо растечка епидемија во провинцијата Источен Кејп со варијанта на коронавирус што истражувачите ја нарекуваат 501Y.V2. Варијантите во Велика Британија и Јужна Африка се појавија независно, но и двете носат голем број мутации – некои од нив се слични – во шилестиот протеин на коронавирус, преку кој вирусот ги идентификува и инфицира клетките домаќини и служи како главна цел на нашиот имунолошки одговор.

Епидемиолозите кои го проучуваат растот на варијантата Б.1.1.7 во Обединетото Кралство проценија дека тој е околу 50% попренослив од другите варијанти на SARS-CoV-2.

Еден предизвик е раздвојување на ефектите од мутациите што ги разликуваат лозата на Велика Британија и Јужна Африка од нивните блиски роднини. Варијантата Б.1.1.7 носи осум промени што влијаат на шилестиот протеин и уште неколку други гени; примероци од јужноафриканската варијанта 501Y.V2 носат до девет промени во шилестиот протеин.

Голем дел од напорите се насочени кон промена на шилестиот протеин што го делат и двете лози, наречен N501Y. Оваа мутација менува дел од шилестиот протеин, наречен домен на врзување на рецепторот, кој се врзува со човечки протеин со што се овозможува инфекција. Една хипотеза за која навестуваа претходните студии е дека промената на N501Y овозможува вирусот посилно да се закачи на клетките, што ја олеснува инфекцијата.

Мутацијата N501Y е една од неколкуте што тимот на Менашери се подготвува да ги тестира на хрчаци, кои се модели за проучување на преносот на SARS-CoV-2. Менашери беше дел од тим кој минатата година објави дека издвоена мутација на шилестиот протеин им овозможи на вирусите да достигнат поголема концентрација во горните дишни патишта на хрчаците, во споредба со вирусите кај кои не дошло до промена. „Тоа е она што го очекувам со овие мутации“, вели тој. „Ако е така, тоа ќе ја поттикне нивната преносливост“. Извештајот објавен на крајот на декември ја поддржува таа хипотеза: тој откри повеќе SARS-CoV-2 генетски материјал во брисевите на луѓето заразени со варијантата B.1.1.7, отколку кај оние од лица заразени со вируси кои немаат промена на N501Y.

Тестови на антитела
Брзото ширење на варијантите предизвика напори за ограничување на нивното ширење, преку изолација (карантин), ограничување на границите и засилен надзор. Чувството на итност ја создава и загриженоста дека варијантите може да ги ослабнат имунолошките реакции предизвикани од вакцините и од претходната инфекција. И во двете варијанти се наоѓаат мутации во региони на шилестиот протеин кои се препознаваат со силни „неутрализирачки“ или блокирачки антитела, вели Џејсон МекЛелан, структурен биолог на Универзитетот во Тексас во Остин, кој го проучува шилестиот протеин на коронавирусот. Ова доведува до можност мутациите да влијаат на антителата на овие региони – доменот на врзување на рецепторот и дел наречен Н-терминален домен.

Како резултат на тоа, академските и владини истражувачи и произв одителите на вакцини сега работат деноноќно за да го решат прашањето. „Ова е луда брзина“, вели Пеи-Јонг Ши, вирусолог од УТМБ, кој соработува со „Фајзер“ на анализа на крвта од учесниците во успешното испитување на вакцините на компанијата. Во препринт од 8 јануари, тимот откри мала разлика во потенцијата на антителата кои 20 учесници ја створиле против вируси кои носат мутација N501Y, во споредба со антителата произведени за борба против вирусите кои ја немаат таа промена. Тимот сега ги испитува ефектите на другите мутации во варијантите.

Во сличен експеримент, тим предводен од Менашери, откри дека мутацијата 501Y, барем, не влијае драстично на активноста на неутрализирачките антитела во реконвалесцентниот серум – дел од крвта што содржи антитела земен од луѓе кои се опоравиле од КОВИД инфекција . Ова сугерира дека мутацијата 501Y најверојатно нема да го смени имунитетот, додава Менашери.

Меѓутоа, другите мутации, може да влијаат на имунитетот. Главна меѓу нив е мутацијата на домен-врзувачкиот рецептор, наречена E484K, која тимот на Де Оливеира ја идентификуваше во варијантата 501Y.V2. Тимот соработува со вирусологот Алекс Сигал во Африканскиот институт за истражување на здравјето во Дурбан за да ја тестира варијантата против реконвалесцентниот серум и против серумот од луѓе кои биле вакцинирани при истражувања. Првите резултати од овие студии треба да бидат јавно достапни за неколку дена, вели де Оливеира.

Имуно бегство

Постојат нови докази дека мутацијата E484K може да му овозможи на вирусот да го избега имуниот одговор кај некои луѓе. Во препринт издание на 28 декември, тим предводен од имунологот Рино Рапуоли, во Toscana Life Sciences во Сиена, Италија, израсна SARS-CoV-2 во присуство на ниски нивоа на ревалесцентен серум кај една особа. Целта беше да се изберат вирусни мутации кои избегнуваат разновиден репертоар на антитела створен како одговор на инфекција. „Експериментот не мораше да успее“, вели Меклелан, коавтор. Но, во рок од 90 дена, вирусот створи 3 мутации кои го направија непропустлив за серумот на особата: една од нив беше мутацијата E484K која е најдена во јужноафриканската варијанта; останатите беа промени во доменот на
N-терминалните домени, пронајдени и во двете варијанти – Јужноафриканската и во Велика Британија. „Тоа беше изненадувачки“, вели Меклелан, бидејќи сугерира дека целосниот одговор на антителата на индивидуата против SARS-CoV-2 е насочен против мал дел од шилестиот протеин.

Сојот развиен во лабораторија се покажал помалку отпорен на реконвалесцентните серуми од други луѓе. Но, експериментот сугерира дека мутациите, како што се промените во доменот E484K и N-терминалниот домен, кои ги носат и двете варијанти, можат да влијаат на тоа како антителата генерирани од вакцините и од претходната инфекција ги препознаваат мутациите, вели Меклелан.

Биотехнолошката фирма Модерна во Кембриџ, Масачусетс, која разви вакцина на база на РНК, изјави дека очекува нејзината примена ќе биде ефикасна против варијантата во Велика Британија и дека тестовите се во тек.

Нужно прашање е дали ваквите промени ќе ја променат објективната ефикасност на вакцините, вели Џеси Блум, вирусен еволутивен биолог од Центарот за истражување на рак Фред Хачинсон во Сиетл, Вашингтон. И, во претпринт изданието на 4 јануари, неговиот тим извести дека E484K и неколку други мутации можат да го избегнат препознавањето од страна на створените антитела во рековалесцентните серуми на луѓето во различен степен.

Но, Блум и другите научници се надеваат дека мутациите во варијантите нема значително да ја ослабнат ефикасноста на вакцините. Вакцините обично предизвикуваат неверојатни нивоа на неутрализирачки антитела, па затоа малиот пад на нивната моќ во однос на мутираните варијанти можеби не е важен. Другите делови на имунолошкиот одговор – Т-клетки, на пример, кои се активираат со вакцините може да не бидат засегнати. „Ако требаше да се обложам сега, би рекол дека вакцините ќе останат ефикасни за она за што се наменети – спречување на луѓето да не се разболат“, вели Лубан.

Извор: Nature 589, 177-178 (2021) 07 Januari 2021 Update 08 Januari 2021