Νέα στοιχεία σχετικά με τη γενετική ταυτότητα και εξέλιξη του ιού SARS-CoV-2 που προκαλεί την πανδημία COVID-19, παρουσίασε ομάδα ερευνητών από τα Ινστιτούτα Πληροφορικής και Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Ερευνας (ΙΤΕ) και του τμήματος Βιοϊατρικών Ερευνών του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής.
Η ομάδα των ερευνητών, που αποτελείται από τους Παύλο Παυλίδη, Απόστολο Μπελούκα, Νίκο Αλαχιώτη, Μαρία Βασίλαρου, Ιωάννα Γαρεφαλάκη, αφού ανέλυσε υπολογιστικά την πλήρη αλληλουχία περίπου 1.900 δειγμάτων SARS-CoV-2, προσδιόρισε κορωνοϊούς άλλων ξενιστών, όπως της νυχτερίδας, του παγκολίνου, του σκαντζόχοιρου και του σπουργιτιού, που μέσω ανασυνδυασμού έχουν συνεισφέρει στη διαμόρφωση της γενετικής ετερογένειας και στην εξέλιξη του SARS-CoV-2, όπως και τους τρόπους που αυτοί συνδυάζονται μεταξύ τους. Χαρτογράφησε με ακρίβεια όλη την πρόσφατη εξελικτική του πορεία και τις γενετικές περιοχές του που έχουν συμβάλει στην ικανότητά του να προσαρμοστεί και να εξαπλωθεί στον ανθρώπινο πληθυσμό.
Εξέλιξη του ιού
«Αναλύσαμε το γενετικό υλικό, δηλαδή το RNA, περίπου 1.900 δειγμάτων SARS-CoV-2 μέχρι τις 2 Απριλίου, και αποτυπώσαμε την εξέλιξη του ιού στο σύντομο χρονικό διάστημα της ζωής του, που ξεκινά, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης μας, ενάμιση μήνα πριν από την καταγραφή του πρώτου κρούσματος», περιγράφει στην «Κ» ο Παύλος Παυλίδης, ερευνητής στο Ινστιτούτο Πληροφορικής του ΙΤΕ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας εξελικτικής βιολογίας στο Εργαστήριο Υπολογιστικής Βιοϊατρικής (επικεφαλής, Κων. Μαριάς).
Οι ερευνητές έθεσαν μία σειρά από ερωτήματα και απάντησαν σε αυτά ρίχνοντας φως σε φαινόμενα όπως οι ανασυνδυασμοί γονιδιωμάτων, οι ρυθμοί μετάλλαξης του SARS-CoV-2, τα γενετικά συμβάντα που μπορεί να συνέβαλαν στην εξέλιξή του και στη σοβαρότητα της νόσου στον άνθρωπο.
Ανασυνδυασμοί
«Το πρώτο ερώτημα που θέσαμε ήταν το πότε αυτά τα 1.900 γονιδιώματα εμφανίζονται να έχουν ένα κοινό πρόγονο», εξηγεί ο κ. Παυλίδης. «Βρήκαμε ότι ο κοινός πρόγονος απαντάται σε μια χρονική στιγμή 47 ημέρες πριν από τις 24 Δεκεμβρίου, που είχαμε το πρώτο κρούσμα. Αυτό δείχνει ότι ο ιός ενδέχεται να ξεκίνησε να ζει, άρα και να μεταδίδεται, στην ανθρώπινη κοινότητα αρκετές μέρες πριν γίνει αντιληπτός. Το δεύτερο ερώτημα που θέσαμε ήταν αν ο SARS-CoV-2 δημιουργήθηκε από έναν συνδυασμό γονιδιωμάτων. Βρήκαμε ότι πράγματι, ο κορωνοϊός της νυχτερίδας ανασυνδυάστηκε με τον κορωνοϊό του παγκολίνου και δημιούργησε τον SARS-CoV-2. Είδαμε ότι ο κορωνοϊός της νυχτερίδας είναι ο πιο πρόσφατος πρόγονος του ανθρώπινου κορωνοϊού. Το γονιδίωμά του μοιάζει με εκείνο του κορωνοϊού της νυχτερίδας εκτός από ένα μικρό μόνο τμήμα του που προσεγγίζει εκείνο του κορωνοϊού του παγκολίνου. Ανακαλύψαμε επίσης και άλλους ανασυνδυασμούς σε διαφορετικές περιοχές του ιικού γονιδιώματος, όπου εμπλέκονται διαφορετικά είδη κορωνοϊών και συγκεκριμένα ο κορωνοϊός του σπουργιτιού και ο κορωνοϊός του σκαντζόχοιρου. Ολοι αυτοί οι ανασυνδυασμοί, που έχουν συμβεί κάποια στιγμή στο παρελθόν, είναι πιθανό να έχουν επηρεάσει την εξέλιξη του SARS-CoV-2 και να έχουν συμβάλει στη μεγαλύτερη ικανότητα επιβίωσης και διάδοσής του. Πιο σημαντικός αποκαλύπτεται να είναι ο συνδυασμός νυχτερίδας και παγκολίνου γιατί συναντάται στην πρωτεΐνη που αλληλεπιδρά με την πρωτεΐνη πρόσδεσης στα ανθρώπινα κύτταρα. Ενδέχεται να συνδέεται με την ικανότητα μετάδοσης του SARS-CoV-2 στον άνθρωπο», λέει ο κ. Παυλίδης.
Παρόμοια φαινόμενα ανασυνδυασμών φαίνεται να έχουν συμβεί πρόσφατα και σε ανθρώπους, ωστόσο, αυτό δεν είναι εύκολο να διαπιστωθεί άμεσα.
Μεταλλάξεις και διασπορά
Ο πολυμορφισμός στα γονιδιώματα του SARS-CoV-2 (μέχρι στιγμής έχουν απομονωθεί τουλάχιστον 10.000 γονιδιώματα του SARS-CoV-2), σύμφωνα με τους ερευνητές συνδέεται με τους πολύ υψηλούς ρυθμούς διασποράς του ιού. Οπως εξηγεί ο κ. Παυλίδης, «κατά τη μετάδοση του ιού από ένα άτομο στο άλλο, δηλαδή κατά τη διαδικασία πολλαπλασιασμού του ιικού RNA, γίνονται μεταλλάξεις. Τα μοτίβα των μεταλλάξεων επηρεάζονται από το μέγεθος του πληθυσμού του ιού και τις αλλαγές που υφίσταται. Εν προκειμένω, οι μεταλλάξεις που παρατηρήσαμε στο γονιδίωμα του SARS-CoV-2 επιβεβαιώνουν ότι τουλάχιστον μέχρι τις αρχές Απριλίου ήταν πολύ μεγάλη η ένταση της διασποράς του, εξαιρετικά ταχεία η εκθετική αύξηση του μεγέθους του πληθυσμού του, τόσο στην Ευρώπη όσο και στην Ασία και τη Βόρεια Αμερική».
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό αποθετήριο bioRxiv με τίτλο «Population genomics insights into the recent evolution of SARS-CoV-2», https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.21.054122v1.
