Kuinka virukset kehittyvät: mutaatioiden kilpajuoksu

21 toukokuu, 2020
Koronavirus jatkaa leviämistään, ja sen myötä leviää myös pelko viruksen mutatoitumisesta ja muuttumisesta tappavammaksi. Mutta tiedämmekö todella, mikä viruksen mutaatio on ja mitä siihen kuuluu?

Virukset ja niiden vaikutukset elämäämme ovat valitettavasti huomattavampia yhteiskunnassamme nyt kuin koskaan aiemmin. Viruskuorma, prosentit, tartunnan saaneet ja uuden tartunnan saaneet ovat termejä, joita monikaan meistä ei ollut edes ajatellut ennen nykyisen pandemian alkamista. Silti tämänhetkisten tapahtumien alla piilee vielä monimutkaisempia mekanismeja. Se, kuinka virukset kehittyvät, on hyvin mielenkiintoinen aihe, josta kerromme lisää tässä artikkelissa.

Kuinka virukset kehittyvät

Viruksilla on hyvin lyhyet uusiutumissyklit. Ne menevät solun sisään, ottavat valtaansa sen perimän replikaatiomekanismin, monistuvat, ja sitten nuo kopiot poistuvat solusta jatkaakseen infektoimista.

Tästä vauhdista ja geneettisestä joustavuudesta johtuen monet virukset – ja aivan erityisesti RNA-tyypin virukset – mutatoituvat poikkeuksellisen nopeasti. Tämä mutaatiovauhti, yhdistettynä luonnonvalintaan, mahdollistaa virusten nopean ja tehokkaan sopeutumisen isäntiensä puolustusmekanismeihin.

Tämä tieto on oleellisen tärkeää tämänhetkisen pandemian ymmärtämiseksi. Sillä mikä muu koronavirus on, jos ei jo eläimissä olleen viruksen muuntunut versio?

Jos haluat tietää lisää siitä, kuinka virukset kehittyvät, jatka lukemista.

Virukset mutatoituvat jatkuvasti

Kuinka virukset kehittyvät: muutos takaa menestyksen

Aloitetaan aiheella, joka on meille jo tuttu: influenssa. Influenssa A- ja B-viruksia esiintyy ihmisillä yhtä paljon. Tästäkin huolimatta influenssa A:n evoluutio on kolme kertaa nopeampaa kuin influenssa B:n. Mikä tämän erikoisen seikan taustalla oleva syy on?

Journal of Virology -lehdessä julkaistu tutkimus yritti vastata tähän kysymykseen. Itse immuunijärjestelmän reaktion lisäksi molekyylitason mutaatioilla voi olla tärkeä rooli siinä, kuinka virus muuntuu. Tämä saattaa kuulostaa ilmiselvältä, mutta ei ole yhtä helppo tehdä suoraa oletusta siitä, että nopeampi kehitysvauhti johtuu suuremmasta mutaatioiden määrästä. Monet mutaatiot voivat näet olla epäsuotuisia tai sopimattomia virukselle. Mitä tapahtuu, jos uuden mutaation johdosta virus tappaakin isännän nopeammin? Tässä tapauksessa virus ei pystyisi leviämään kestävällä tavalla.

Kyseessä on hyvin monimutkainen “muutosleikki”, jossa kaikkein tehokkaimmat muutokset voivat vakiintua luonnonvalinnan kautta. Jos mutatoitunut virus pitää isännän hengissä pidempään, voi monistua enemmän ja tartuttaa enemmän ihmisiä, niin sitten tämä virus on se, joka saavuttaa enemmän ihmisiä.

Yksi asia on tehtävä selväksi: virukset eivät mutatoidu tullakseen paremmiksi. Nämä muutokset tapahtuvat sattumanvaraisesti ja kaikkein suotuisimmat niistä jatkavat leviämistään. Jos otamme esimerkiksi nykyisen pandemian aiheuttaneen koronaviruksen, mieti, kuinka monta mutatoitunutta kantaa on mahtanut epäonnistua ennen kuin kuvioon ilmestyi se kanta, joka kykeni infektoimaan ihmiset!

Sinua saattaa kiinnostaa myös: Mitä viruskuorma tarkoittaa?

Se, kuinka virukset kehittyvät, on nyt ajankohtainen aihe

Virusmutaatioiden tyypit

Yleisesti ottaen voimme erottaa kaksi erityyppistä yleistä virusmutaatiota:

  • Antigeeninen siirtymä: Tässä tapauksessa kaksi tai useampi virusta sekoittuu keskenään ja syntyy uusi virus. Tämä harhauttaa suuresti immuunijärjestelmää. Se voi oppia tunnistamaan ne ja taistelemaan niitä vastaan erikseen, mutta niiden yhdistelmä on sille jotain ennennäkemätöntä ja näin ollen vaatii sitä kehittämään uusia mekanismeja. Yksi esimerkki tästä on kaikille tuttu influenssa A.
  • Antigeeninen ajautuminen: Tämä on viruksen pinnalla olevien proteiinien mutaatiota. Nämä proteiinit immuunijärjestelmä yleensä tunnistaa ja hyökkää niitä vastaan. Tämä mutaatio tapahtuu spontaanisti ja vaikeuttaa immuunijärjestelmän puolustautumista aiemmissa infektioissa kehittämillään vasta-aineilla. Tästä syystä influenssarokotetta on muutettava joka vuosi.

Elimistömme on opittava torjumaan tauteja, ja rokotteet ovat tässä kaikkein tehokkain apuväline. Jos virus muuntuu, rokotteen on muututtava sen mukana, jotta se voi opettaa elimistöä torjumaan virusta ilman tartuntaa.

Lue lisää: Tutkimus vahvistaa: koronaviruksesta on kolmea eri tyyppiä

Mutaatio ja koronavirus

Kuinka tätä tietoa sitten sovelletaan tämänhetkisessä tilanteessa?

Näin lyhyessä ajassa on mahdotonta tietää koronaviruksen mutaatiovauhtia. On spekuloitu, että viruksesta olisi kaksi eri kantaa, mutta pienen otannan, tilastoharhojen ja eri mielipiteiden takia tämä käsitys on näyttänyt menettäneen suosiotaan ajan myötä.

Kuten alan asiantuntijat toteavat tässä Journal of Microbiology -lehden otteessa, mutaatiovauhdin pandemian aikana ei tulisi olla aihe huoleen.

Monet mutaatiot ovat itse asiassa huono juttu viruksen kannalta. Jotta oleellisia muutoksia viruksen voimakkuudessa tai leviämisessä tapahtuisi, useiden geenien olisi muunnuttava yhdessä. On hyvin epätodennäköistä, että virus mutatoituu niin paljon, että sen dynamiikka muuttuu oleellisesti niin lyhyessä ajassa.

Edelleen, ratkaisevaa on pysyä rauhallisena. Luonnossa variaatiot ja mutaatiot ovat äärimmäisen yleisiä. Tutkijat selvittävät edelleen, kuinka virukset kehittyvät. Tällä hetkellä tavoitteena on hidastaa pandemian etenemistä ja leviämistä – oli vastassamme millainen viruksen mutaatio tahansa.

  • Evolución viral, wikipedia. Recogido a 14 de abril en https://en.wikipedia.org/wiki/Viral_evolution
  • Cambio antigénico, wikipedia. Recogido a 14 de abril en es.wikipedia.org/wiki/Cambio_antigénico
  • Deriva antigénica, wikipedia. Recogido a 14 de abril en https://es.wikipedia.org/wiki/Deriva_antig%C3%A9nica
  • Comparison of the Mutation Rates of Human Influenza A and B Viruses, journal of virology. Recogido a 14 de abril en https://jvi.asm.org/content/80/7/3675