Το μακρύ ταξίδι του κορονοϊού

Σπύρος Μανουσέλης

Η πρώτη σαφής προειδοποίηση για τον υψηλό μολυσματικό κίνδυνο των κορονοϊών ήλθε πριν από 18 χρόνια με την εμφάνιση της νόσου SARS. Οπως έδειξε τότε μια ερευνητική ομάδα στο Χονγκ Κονγκ, η διάδοση της νόσου οφειλόταν όχι τόσο στους ιούς αλλά σε κάποιους εμπόρους άγριων ζώων που ήταν μολυσμένα από τον κορονοϊό. Το ίδιο ακριβώς σενάριο επαναλαμβάνεται, αρκετά χρόνια μετά, στην επαρχία της Κίνας όπου εμφανίστηκε η νόσος COVID-19. Επομένως, δεν ευθύνονται οι νυχτερίδες, αυτά τα συκοφαντημένα ιπτάμενα θηλαστικά, αλλά ούτε και κάποιος άλλος ενδιάμεσος ξενιστής για τη μετάδοση του κορονοϊού στους ανθρώπους.

Οπως είδαμε στο προηγούμενο άρθρο, ο κορονοϊός Sars CoV-2 της νέας πανδημίας προέκυψε από ένα εξελικτικό άλμα που οι γενετιστές και οι επιδημιολόγοι το περιγράφουν με τον όρο «spillover» (βλ. «Εφ.Συν.», 11-07-20). Σήμερα θα παρουσιάσουμε αναλυτικότερα αυτόν τον βιολογικό μηχανισμό της μεταπήδησης των κορονοϊών από το ένα είδος ζώου στο άλλο.

Ο κορονοϊός Sars CoV-2, που σήμερα μολύνει τους ανθρώπους και ευθύνεται για τη νόσο COVID-19, προέκυψε από μεταλλάξεις άλλων κορονοϊών που είχαν εντοπιστεί εδώ και πολλά χρόνια σε άλλα είδη ζώων, όπως είναι οι νυχτερίδες και ενδεχομένως ο μυρμηγκοφάγος παγκολίνος, τα ασιατικά φίδια ή άλλοι άγνωστοι ακόμη ενδιάμεσοι ξενιστές.

Ομως, όπως θα δούμε, για τις ανθρώπινες επιδημίες δεν ευθύνονται ούτε τα άγρια ζώα ούτε και οι μολυσματικές μεταλλάξεις των «φονικών» ιών που αυτά μεταδίδουν στους ανθρώπους, αλλά πρωτίστως η αλόγιστη εκμετάλλευση των άγριων ζώων και η συστηματική υποβάθμιση του φυσικού τους περιβάλλοντος από το είδος μας.
Η γενετική και οικολογική προέλευση της πανδημίας

Η ικανότητα των μολυσματικών μικροβίων να υπερβαίνουν τα απαγορευτικά όρια που υπάρχουν ανάμεσα στα διαφορετικά είδη ζωών-ξενιστών ονομάζεται «μεταπήδηση είδους» (spillover).

Πρόκειται για έναν βασικό μηχανισμό προσαρμογής των μικροοργανισμών που εξηγεί με γονιδιακούς όρους ό,τι παλιότερα στη Μικροβιολογία περιγραφόταν ως «ζωονόσοι» (zoonoses), δηλαδή τις λοιμώξεις και τα νοσήματα που, από αρχαιοτάτων χρόνων, μεταδίδονταν στον άνθρωπο από τα βακτήρια και τους ιούς των ζώων.

Το πιο πρόσφατο παράδειγμα αυτού του μηχανισμού μεταπήδησης ενός ιού από ένα είδος ξενιστή σε άλλα πολύ διαφορετικά είδη ξενιστών είναι ο νέος κορονοϊός Sars CoV-2. O ιός αυτός, αφού μεταλλάχθηκε, απέκτησε σχετικά πρόσφατα την ικανότητα να μολύνει, δηλαδή να εισβάλλει και να αναπαράγεται στα ανθρώπινα κύτταρα, ενώ, αρχικά, μπορούσε να μολύνει μόνο ένα είδος νυχτερίδων και από αυτές πιθανότατα άλλους ενδιάμεσους ξενιστές των κορονοϊών που ζουν στην Κίνα.

Γιατί, όμως, οι κορονοϊοί, στην προσπάθειά τους να αναπαραχθούν, «αποφασίζουν» να κάνουν ένα τόσο μεγάλο εξελικτικό και γονιδιακό άλμα, να μεταπηδήσουν δηλαδή από κάποια απλούστερα σε κάποια πιο πολύπλοκα είδη ζώων και από αυτά στους ανθρώπους; Κι αν αυτός είναι ο μηχανισμός της ανάδυσης νέων μολυσματικών ειδών, τότε πώς υλοποιείται; Από ποιες ακριβώς μεταλλάξεις και ανασυνδυασμούς των γονιδιωμάτων αυτών των ιών προέκυψε ο νέος θανατηφόρος ιός Sars Cov-2;
Από τις νυχτερίδες στους ανθρώπους



Ο πιο επιστημονικά ασφαλής τρόπος για να ανακαλύψουμε τη φυσική προέλευση ενός νέου ανθρώπινου μολυσματικού ιού είναι να τον εντοπίσουμε σε διαφορετικά είδη ζώων στα οποία πιθανότατα μεταλλάχθηκε ο ιός ώστε, κατόπιν, να είναι σε θέση να μεταδίδεται στον άνθρωπο.

Μόλις ανακοινώθηκε επίσημα, στις 30 Δεκεμβρίου 2019, η νέα επιδημία στην Κίνα, οι ερευνητές στα κινεζικά εργαστήρια μοριακής γενετικής συνέκριναν το γονιδίωμα του νέου κορονοϊού με τα γονιδιώματα των ήδη γνωστών κορονοϊών που υπάρχουν σε άλλα είδη ζώων. Μετά από έναν μήνα, στα τέλη του Ιανουαρίου, οι Κινέζοι επιστήμονες ταυτοποίησαν και δημοσίευσαν διαδικτυακά την πλήρη γονιδιακή αλληλουχία του νέου κορονοϊού, υποστηρίζοντας ότι πρόκειται για μια νέα γενετική παραλλαγή ενός άλλου, ήδη γνωστού από χρόνια, κορονοϊού, που υπάρχει στη φύση και μολύνει κάποιες νυχτερίδες του είδους Rhinolophus affinis, οι οποίες ζουν στις σπηλιές της Γουχάν.

Διαπίστωσαν, μάλιστα, ότι το γονιδίωμα των κορονοϊών που ονομάζεται RATG13 και μολύνει αποκλειστικά αυτές τις νυχτερίδες ήταν ταυτόσημο κατά 96% με το γονιδίωμα του νέου κορονοϊού Sars CoV-2 που πλήττει τους ανθρώπους. Γεγονός που αναμφίβολα επιβεβαιώνει την υποψία για την απώτερη εξελικτική καταγωγή και τη στενή σχέση του νέου ιού με τον ιό των νυχτερίδων.

Αξίζει, ωστόσο, να σημειωθεί ότι αυτή η διαφορά κατά 4% ανάμεσα στα γονιδιώματα των δύο κορονοϊών (RATG13 των νυχτερίδων και Sars CoV-2 των ανθρώπων) δείχνει ότι οι δυο κορονοϊοί θα πρέπει να διαφοροποιήθηκαν εξελικτικά πριν από περίπου 50 χρόνια. Μισός αιώνας παράλληλης εξέλιξης και συμβίωσης που γεννά την εύλογη υποψία ότι ο κορονοϊός της νέας πανδημίας ίσως να μεταδίδεται στους ανθρώπους από κάποια ενδιάμεσα είδη ζώων και όχι κατευθείαν από τις νυχτερίδες.

Πράγματι, δύο ερευνητικές ομάδες στην Κίνα εντόπισαν κάποιες σημαντικές ομοιότητες του γονιδιώματος του νέου κορονοϊού με το γονιδίωμα ενός άλλου θηλαστικού, του παγκολίνου, ενός φολιδωτού μυρμηγκοφάγου που ζει στην ίδια περιοχή της Κίνας και αποτελεί αντικείμενο παράνομου εμπορίου (βλ. κεντρική φωτογρ.).

Ομως, το γονιδίωμα του κορονοϊού που μολύνει τον συμπαθητικό παγκολίνο διαφέρει αρκετά από το γονιδίωμα τόσο του ιού των ανθρώπων όσο και των νυχτερίδων, οπότε ενδέχεται να είναι μόνο ένας ενδιάμεσος φορέας της εξέλιξης του κορονοϊού από τις νυχτερίδες στον άνθρωπο και όχι ο τελευταίος πρόγονος-ξενιστής του νέου κορονοϊού. Γι’ αυτό κάποιοι ερευνητές πρότειναν ως έναν πιθανό ενδιάμεσο φορέα τα φίδια, μια εικασία που σχεδόν αμέσως απορρίφθηκε επειδή ήταν ανεπαρκώς τεκμηριωμένη.

Συνεπώς, μέχρι στιγμής, το ζωικό είδος που διαμεσολάβησε ως ενδιάμεσος ξενιστής του νέου κορονοϊού μεταξύ των νυχτερίδων και του ανθρώπου δεν είναι γνωστό. Το βέβαιο είναι ότι ο κορονοϊός των νυχτερίδων, μολονότι εμπλέκεται σαφώς στην εξέλιξη του νέου κορονοϊού των ανθρώπων, δεν μπορεί να μεταδίδει απευθείας στους ανθρώπους τη νόσο COVID-19.

Η πιο επιτυχημένη παραλλαγή του ιού



Πολύ πιο διαφωτιστικές σχετικά με την εξέλιξη αλλά και την αντιμετώπιση του νέου κορονοϊού Sars CoV-2 είναι οι γονιδιακές και βιοχημικές αναλύσεις του μηχανισμού προσαρμογής που του επιτρέπει να εισέρχεται σχεδόν ανενόχλητος στα ανθρώπινα κύτταρα. Το μεγάλο μυστήριο με τον ιό της τρέχουσας πανδημίας είναι ότι, απ’ ό,τι φαίνεται, εμφανίστηκε εξ αρχής πλήρως εξοπλισμένος με τα κατάλληλα γονίδια ώστε να μεταδίδεται ταχύτατα στους ανθρώπους.

Γεγονός πρωτοφανές, αφού οι δύο προηγούμενες ανθρώπινες επιδημίες SARS και MERS προκλήθηκαν από κορονοϊούς που ανήκουν στην ίδια οικογένεια με τον νέο ιό, οι οποίοι, όμως, όφειλαν να μεταλλάσσονται συνεχώς για να προσαρμόζονται στο ανοσοποιητικό μας σύστημα και έτσι, ευτυχώς, εξαφανίστηκαν γρήγορα. Κάτι που, μέχρι σήμερα, δεν συμβαίνει με τον Sars CoV-2, ο οποίος παρουσιάζει μια εντυπωσιακή γονιδιακή σταθερότητα και, απ’ όταν εμφανίστηκε, φαίνεται πως ήταν τέλεια προσαρμοσμένος για να παραπλανά με μεγάλη ευκολία τους «φύλακες εισόδου» που υπάρχουν στις μεμβράνες των κυττάρων μας.

Πράγματι, σε αντίθεση με τον πρώτο κορονοϊό Sars-CoV-1 που, το 2002-2003, προκάλεσε την τοπική επιδημία της νόσου SARS, ο νέος κορονοϊός της πανδημίας COVID-19 έχει υποστεί λίγες μόνο μεταλλάξεις από την πρώτη στιγμή που εμφανίστηκε επίσημα στην Κίνα μέχρι σήμερα.

Εντούτοις, υπάρχει μία γονιδιακή μετάλλαξη του κορονοϊού που παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον, διότι σχετίζεται άμεσα με την ταχύτατη διάδοσή του από την Ασία στην Ευρώπη και στις ΗΠΑ. Πρόκειται για την περίφημη μετάλλαξη «D614G », που αφορά μία μικρή αλλαγή στη θέση D614 του γονιδιώματος του νέου κορονοϊού, η οποία παρατηρήθηκε πρώτη φορά τον Ιανουάριο σε ένα πολύ μικρό τμήμα των ανθρώπινων φορέων στην Κίνα και σε τρεις ανθρώπους στη Γερμανία που είχαν μολυνθεί από τον κινεζικής προέλευσης νέο κορονοϊό.

Αυτή η παραλλαγή του νέου κορονοϊού, ενώ επήλθε πιθανά στην αρχή της πανδημίας, μέσα σε δύο μήνες διαδόθηκε ταχύτατα στην Ευρώπη και στις ΗΠΑ, ενώ στην Κίνα, όπου πρωτοεμφανίστηκε, η διάδοσή της ήταν πολύ περιορισμένη.

Η ταχύτητα διάδοσης της νέας επιδημίας θα πρέπει να σχετίζεται άμεσα με αυτήν την παραλλαγή, αφού ήδη από τον Φεβρουάριο ήταν η κυρίαρχη μορφή του κορονοϊού σε όλο τον πλανήτη εκτός της Κίνας, ενώ στα τέλη Μαρτίου η συγκεκριμένη γονιδιακή μετάλλαξη ανιχνευόταν στην Ευρώπη στο 70% των ανθρώπων που είχαν μολυνθεί και στις ΗΠΑ στο 60%.

Αναλύοντας αυτή τη γονιδιακή παραλλαγή και τη λειτουργία της, οι ερευνητές σε πολλά εργαστήρια ανακάλυψαν ότι σχετίζεται με τη δομή των πρωτεϊνών που επιτρέπουν στον νέο κορονοϊό να προσδένεται στους ειδικούς υποδοχείς που υπάρχουν στην κυτταρική μεμβράνη των ανθρώπινων κυττάρων και επιτρέπουν στους κορονοϊούς να εισβάλλουν στο εσωτερικό των κυττάρων μας για να αναπαραχθούν.



Με άλλα λόγια, αυτή η παραλλαγή του νέου κορονοϊού τον διευκολύνει στην πιο αποφασιστική αρχική φάση της μολυσματικής διεργασίας, όταν οι ακίδες της κορόνας του ιού συνταιριάξουν, όπως το κλειδί στην κλειδαριά, με τους υποδοχείς των ανθρώπινων κυττάρων, τα οποία βιοχημικά παραπλανημένα από τη δομή των ακίδων (βλ. φωτογρ.) επιτρέπουν στους εισβολείς να εισέλθουν ανενόχλητοι στο εσωτερικό τους!

Η επικρατέστερη εξήγηση, σήμερα, για την διάδοση της παραλλαγής «D614G» στους ανθρώπινους πληθυσμούς της Ευρώπης και των ΗΠΑ είναι ότι η συγκεκριμένη μετάλλαξη ευνοήθηκε από τη φυσική επιλογή κατά την εξέλιξη του νέου κορονοϊού, επειδή η παρουσία της αυξάνει τη «μολυσματικότητα» του, δηλαδή τη μεταδοτικότητα του νέου ιού, ενώ, ταυτόχρονα, μειώνει τη θνησιμότητά του.

Πάντως, η επικράτηση του παραλλαγμένου τύπου δεν σημαίνει ότι, για την ώρα, ο ρυθμός της πανδημίας μειώνεται ή ό,τι ο κορονοϊός ήδη εξασθενεί, αφού ολοένα και νέες εστίες μόλυνσης εμφανίζονται σχεδόν παντού. Η συγκεκριμένη παραλλαγή επικράτησε, επειδή προφανώς είναι το αποτέλεσμα θετικής επιλογής: ευνοεί την αναπαραγωγή του νέου κορονοϊού και, ταυτόχρονα, την επιβίωση μεγαλύτερου αριθμού των ανθρώπων ξενιστών του. Εξάλλου, η εξαφάνιση των νέων ξενιστών του, δηλαδή του ανθρώπινου είδους, δεν συμφέρει τον κορονοϊό.
Η εκμετάλλευση των άγριων ζώων

Θα ήταν, ωστόσο, σοβαρό σφάλμα να πιστέψει κανείς ότι για την εμφάνιση της τρέχουσας πανδημίας ευθύνονται αποκλειστικά οι τρεις-τέσσερις ήδη εντοπισμένες γονιδιακές μεταλλάξεις του νέου κορονοϊού. Τουλάχιστον για τις τρεις τελευταίες επιδημίες του 21ου αιώνα, εξίσου, αν όχι μεγαλύτερη, ευθύνη από τις γενετικές παραλλαγές των κορονοϊών έχουν οι εκτεταμένες οικολογικές καταστροφές της «άγριας φύσης», οι στενότατες επαφές, η διατροφή και κυρίως η εκμετάλλευση των άγριων ζώων από τους ανθρώπους.

Είδη ζώων που μέχρι χθες ζούσαν απομονωμένα και μακριά από τους ανθρώπινους οικότοπους και τα οποία μπορεί να είναι φορείς μολυσματικών παραγόντων εντελώς άγνωστων στο ανοσοποιητικό μας σύστημα. Η πρώτη σαφής προειδοποίηση για τον υψηλό μολυσματικό κίνδυνο των κορονοϊών ήλθε πριν από 18 χρόνια με την εμφάνιση της νόσου SARS. Οπως έδειξε τότε μια ερευνητική ομάδα στο Χονγκ Κονγκ, η διάδοση της νόσου οφείλεται όχι τόσο στους ιούς αλλά σε κάποιους εμπόρους άγριων ζώων που ήταν μολυσμένα από τον κορονοϊό.

Το ίδιο ακριβώς σενάριο επαναλαμβάνεται, αρκετά χρόνια μετά, στην επαρχία της Κίνας όπου εμφανίστηκε η νόσος COVID-19. Οπως επιβεβαιώνεται από πολλές έρευνες, η διατροφική παράδοση των Κινέζων να τρώνε άγρια ζώα καθώς και η τεράστια αγορά που υπάρχει στην Κίνα για την εμπορία και την εκμετάλλευσή τους έπαιξαν αποφασιστικό ρόλο στη σταδιακή μετάλλαξη του κορονοϊού ώστε να αποκτήσει τις αναγκαίες προσαρμογές για να μολύνει τους ανθρώπους.

Επιβεβαίωση αυτού του γεγονότος είναι ότι στις 24 Φεβρουαρίου, η κινεζική ηγεσία απαγόρευσε επ’ αόριστον την κατανάλωση και την εκμετάλλευση άγριων ζώων, εκτός αν πρόκειται για ερευνητικούς και ιατρικούς σκοπούς. Απαγόρευση που καταστρέφει μια αγορά η αξία της οποίας εκτιμάται, από την Κινεζική Ακαδημία Μηχανολογίας, σε 76 δισεκατομμύρια δολάρια και δημιουργεί περίπου 14 εκατομμύρια ανέργους.

Συνεπώς, όλα τα διαθέσιμα δεδομένα επιβεβαιώνουν ότι ο τυχαίος μηχανισμός μεταπηδήσεων είδους (spillover) μπορεί όντως να δημιουργεί ιούς ικανούς να μολύνουν το ανθρώπινο είδος, όμως μόνο η καταστροφική για το περιβάλλον και η ασύγγνωστη μαζική συμπεριφορά και δράση των ανθρώπων ευθύνονται από κοινού για την πανδημική εξάπλωση των λοιμώξεων που προκαλούν αυτοί οι μεταλλαγμένοι ιοί.

https://www.efsyn.gr/epistimi/mihanes-toy-noy/252578_makry-taxidi-toy-koronoioy