Nepoznate varijante virusa koji uzrokuje bolest covid-19 pronađene su u kanalizaciji New Yorka, što je opet izazvalo zabrinutost da novi koronavirus pronalazi načine da pobjegne imunitet, piše Live Science.
Čini se da varijante nisu spremne izbiti i izazvati novu epidemiju u ovom trenutku. Njihov je udio rastao i padao zajedno sa stopama slučajeva u New Yorku, a nema znakova da su ove verzije virusa s vremenom postaju sve češće. Ali mutacije uočene u tajanstvenim varijantama slične su onima koje omogućuju varijanti omikron da djelomično izbjegne imunitet dobijen cijepljenjem i prethodnim infekcijama, rekao je John Dennehy, virolog u The Graduate Center na Sveučilištu City New York, koji je vodio istraživanje.
"Činjenica da je varijanta omikrona došla odnekud iz nepoznatog i da dijeli dosta svojih mutacija s nepoznatom varijantom koju nalazimo u New Yorku, prilično ozbiljno stvara zabrinutost da sve što vidimo može pronaći pravu kombinaciju mutacija koja bi ga učinila vrlo prenosivim", rekao je Dennehy za Live Science.
Ono što također zabrinjava je da istraživači ne znaju odakle dolaze nove virusne varijante. Linije vrste su otkrivene samo u ograničenim dijelovima grada i čini se da se ne šire iz susjedstva u susjedstvo. Mogu nastati od kronično zaraženih ljudi ili možda iz životinjskog rezervoara - ali od koje životinje? Za sada nema čvrstih dokaza za bilo koju opciju. "Apsolutno ništa nema smisla", rekao je Marc Johnson, virolog s Medicinskog fakulteta Sveučilišta Missouri.
Nepoznate nepoznanice
Mnogi gradovi nadziru otpadne vode kako bi pokušali pratiti količinu virusa SARS-CoV-2 koja kruži u zajednici. Budući da ljudi počinju izlučivati virus u fekalnom materijalu prije nego što osjete simptome bolesti ili se testiraju, razina virusa u otpadnim vodama prethodi porastu u slučajevima nakon testiranja za oko tri tjedna, rekao je Johnson.
No, relativno malo mjesta provodi genetsko sekvenciranje virusnog materijala pronađenog u otpadnoj vodi. Dennehy je počeo raditi na genetskom sekvenciranju u New Yorku nakon što je alfa varijanta jasno pokazala da će mutacije koronavirusa biti sila s kojom se ne treba igrati. Nakon što su se Dennehy i njegove kolegice Monica Trujillo, također iz CUNY-ja, i Davida Smyth, sada iz Texas A&M San Antonio, pojavili u epizodi popularnog podcasta This Week in Virology u travnju 2021., javio se i Johnson. Radio je slično sekvenciranje u Missouriju i noću je gubio san zbog virusnih RNA sekvenci koje nisu odgovarale ničemu u globalnim bazama podataka varijanti koronavirusa. "Ludio sam", rekao je Johnson za Live Science.
Varijante iz Missourija nestale su krajem travnja 2021. i nikada više nisu primijećene. No, istraživači su počeli surađivati na temeljitijem sekvenciranju virusnog RNA pronađenog u New Yorku, pitajući se hoće li pronaći iste sekvence koje su našli u Missouriju. Nisu, ali su pronašli skup potpuno novih nepoznatih sekvenci. Istraživači su proširili svoje napore, testirajući dva puta mjesečno otpadne vode iz svih 14 gradskih postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda te u konačnici izgradivši rekord zapis od siječnja 2021. do danas.
Izbjegavanje imuniteta
Istraživači koriste tehniku koja im ne dopušta sekvenciranje cijelog virusnog genoma, ali koja se usredotočuje na otprilike polovicu proteina šiljka koji virus koristi da uđe u stanice. Ova regija sadrži ključno područje koje se zove domena koja veže receptor (RBD). Mnoge mutacije koje omogućuju omikronu da izbjegne antitijela dobivena cijepljenjem ili neomikronskim infekcijama nalaze se na RBD-u. Isto tako funkcioniraju mutacije viđene u lozama koje su pronađene u otpadnim vodama New Yorka. (Istraživači koriste riječ "loze" kako bi izbjegli zabunu s pojmom "varijante zabrinutosti" kako ga koristi Svjetska zdravstvena organizacija. Dennehy je rekao da, genetski govoreći, to je isti koncept: sekvence koje predstavljaju jedinstvene replicirajuće populacije virusa koji su genetski povezani jedni s drugima.)
Istraživači su proučavali četiri od ovih misterioznih loza, nazvane WNY1, WNY2, WNY3 i WNY4. Otkrili su da sve imaju sposobnost djelomično ili potpuno izbjeći antitijela koja lako ulove izvorni virus SAR-CoV-2. Dok je krvna plazma cijepljenih ljudi ili osoba s prethodnim infekcijama mogla djelomično neutralizirati sve četiri loze, ta je neutralizacija smanjena u usporedbi s izvornim virusom.
"Bile su to mutacije točno tamo gdje biste očekivali da ćete pronaći mutacije ako je virus pokušavao izbjeći imunološki odgovor", rekao je Johnson.
Tajanstveno podrijetlo
Dakle, odakle dolaze ove misteriozne linije virusa? Istraživači su provjerili 5000 drugih uzoraka otpadnih voda iz cijelog svijeta i pronašli loze samo u sedam uzoraka koji su svi iz države New York.
Postoji nekoliko hipoteza, od kojih nijedna nije u potpunosti zadovoljavajuća. Prva je da dolaze od neuzorkovanih ljudskih infekcija. Sekvencira se samo između 2,6% i 12,9% slučajeva u New Yorku, tako da je sasvim moguće da bi se rijetke varijante virusa mogle ušuljati ispod radara. Možda su loze verzije virusa koje inficiraju crijeva i ne nalaze se često u nosu ili grlu odakle se uzimaju PCR brisevi.
Ali postoje problemi s tim hipotezama. Nekoliko studija uspoređivalo je virus iz crijeva s virusom iz nosa i grla, ali do sada nitko nije našao razliku između njih, rekao je Trujillo iz CUNY-a za Live Science. Također, geografski raspon virusnih loza je ograničen - nalaze se u slivovima samo tri od 14 uređaja za pročišćavanje otpadnih voda u gradu. Ako su izvor virusa ljudi, to su ljudi koji se ne kreću previše.
"Razmišljali smo o ljudima koji bi mogli biti prikovani za krevet", rekao je Smyth za Live Science. "Dugotrajnim pacijentima koji možda nisu mobilni." Ali i to bi bilo čudno. "Bilo bi čudno da bi se proširio unutar lokalnog stanovništva i da ne ode nigdje drugdje", rekao je Johnson.
Druga mogućnost je da nositelj ovih zagonetnih loza uopće nije čovjek. Mutacije uočene u klasterima vide se u području genoma povezanom s virusom koji postaje vještiji u zarazi glodavaca (koji se ne mogu lako zaraziti izvornim koronavirusom). Štakori New Yorka bili su mogući ključ rješenja zagonetke, budući da ih ima puno, žive u kanalizaciji i ne putuju daleko.
Ali istraživači nisu uspjeli pronaći dokaze koji povezuju štakore s varijantom. Tim je sekvencionirao otpadnu vodu za životinjske gene, u suštini želeći otkriti tko osim ljudi "kaki" u kanalizaciju. Osim gena životinja koje ljudi jedu (krave, svinje, kokoši), istraživači su pronašli dokaze genetskog materijala mačaka, pasa i štakora u kanalizaciji. Ali nijedna nije bila jako rasprostranjena. A postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda s najvećim udjelom tajanstvenog koronavirusa imalo je najmanji udio gena štakora. S tim da nekoliko tjedana geni štakora nisu bili ni detektirani.
U međuvremenu, populacija mačaka lutalica vjerojatno nije dovoljno velika da izdrži količinu prijenosa do koje su istraživači došli iz otpadnih voda, a ni mačke kao kućni ljubimci ne komuniciraju često s drugim mačkama, rekao je Johnson. Poznato je da psi mogu oboljeti od covida-19, ali ove mutacije nisu prije viđene u slučajevima virusa kod pasa. I bilo bi vrlo čudno da verzija covida-19 kruži među psima, ali ne i ljudima, rekao je Smyth, s obzirom na to koliko su Njujorčani bliski svojim mezimcima.
Priprema za sljedeću varijantu
Odgovor na misterij možda leži u redovitom sekvenciranju više virusnih genoma od više životinja. Smyth iz Teksasa radi na tome da dobije pristup zoološkim vrtovima kako bi vidjela može li pronaći nove virusne varijante u različitim vrstama. Također bi moglo biti od pomoći testiranje kanalizacije uzvodno od postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda kako bi se suzilo izvorište na manje područje, rekao je Dennehy. No velik dio tog posla sada prelazi u djelokrug Centra za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) , tako da Dennehy i njegov tim više neće imati pristup uzvodnim izvorima otpadnih voda.
Činilo se da se varijanta omikrona pojavila niotkuda: evoluirala je iz ranije loze od delta varijante koja je u to vrijeme bila dominantna. Njegovo porijeklo je misterij. Za Dennehyja, Johnsona i njihove kolege, podrijetlo sljedeće varijante također će ostati misterij, osim ako se ne ulože jači napor da se shvati odakle dolaze varijante. Znanstvenici već redovito uzimaju uzorke gripe iz ptičjih populacija i upozoravaju kada počnu cirkulirati novi sojevi koji bi potencijalno mogli prijeći na ljude. Nešto slično moglo bi biti moguće s otpadnim vodama i redovitim uzorkovanjem životinja na SARS-CoV-2 — ako istraživačke agencije daju prednost financiranju te vrste znanosti.
"Ono što ovdje gledamo je mehanizam ili potencijalni mehanizam kroz koji nastaju različite varijante", rekao je Trujillo. "Ovdje bismo trebali provoditi istraživanje."
Rezultati istraživanja su objavljeni 3. veljače u časopisu Nature Communications.
