Mutasyona Uğrayan Korona Virüs Üzerinde Aşı Etkili Mi?
Mutasyona Uğrayan Korona Virüs Üzerinde Aşı Etkili Mi?- COVID-19 virüsü ilk keşfedildiğinden beri mutasyona uğruyor. Bilim insanları yeni varyantların bağışıklığı ve aşıları nasıl etkileyeceğini anlamak için yarışıyor.
Korona virüs SARS-CoV-2, bir yıldan uzun bir süre önce insanlarda ilk kez tespit edildiğinden beri sürekli olarak gelişti. Virüsler son derece hızlı çoğalan mikroorganizmalar ve her bulaşta mutasyona uğrama ihtimalleri var.
Yeni Korona virüs (SARS-CoV-2) ilk olarak Çin’in Vuhan şehrinde tespit edilen, solunum yolu enfeksiyonu yapan bir virüstür. Yeni Korona virüs Hastalığı’na (COVID-19) sebep olur. Bu hastalık yüksek ateş, öksürük, nefes darlığı, kas ve eklem ağrısı, koku ve tat alma duyusu kaybı gibi belirtilerle kendini gösterir.
Koronavirüsler (CoV) tek zincirli RNA’ya sahip, zarflı, yüzeyinde protein çıkıntıları olan büyük bir virüs ailesidir. Hafif ve orta derecede şiddetli solunum yolu hastalıkların yanı sıra MERS (Orta Doğu Solunum Sendromu), SARS (Şiddetli Akut Solunum Sendromu) ve COVID-19 (Yeni Koronavirüs Hastalığı) gibi şiddetli seyreden hastalıklardan da sorumludur.
Son birkaç haftada bilim insanları, beklenenden çok daha hızlı ortaya çıkan mutasyonlarla SARS-COV-2 varyantlarını araştırıyorlar. Normalde, korona virüste birkaç ayda bir, neredeyse önemsiz bir ila iki genetik değişiklik görmeyi bekleriz. Yeni varyantlar, aynı anda bir takım mutasyonlarla ortaya çıkıyor.
Aralık 2020’de, Birleşik Krallık, bir korona virüs varyantını (mutasyona uğrayan korona virüse rastlandığını) duyurdu. Sonrasında Güney Afrika ve Brezilya’da diğer iki varyant tespit edildi. Şimdilik, bu varyantlardan veya korona virüsün nasıl mutasyona uğradığından korkmak için bir neden yok. Bilim insanları ve Dünya Sağlık Örgütü, mevcut koruyucu önlemlerimizin, mutasyonlu virüslere karşı da işe yaradığını öne sürüyor.
Epidemiyologlar, virologlar ve immünologlar yeni varyantlardaki bu mutasyonların virüsü nasıl değiştirebileceğini ve vücudumuzun bunlara nasıl tepki verdiğini anlamakla ilgileniyorlar. Mutasyonlar, SARS-CoV-2’yi, aşıların oluşturduğu bağışıklık tepkisinden kaçabilecek şekilde değiştirebilirler. Ön araştırmalar, mevcut aşılarımızın en ilgili üç varyantla baş edebilmesi gerektiğini gösteriyor. Ancak veriler gelmeye devam ediyor.
Korona Virüs Nasıl Mutasyona Uğruyor?
Korona virüs bir RNA virüsüdür. Yani tam genetik sekansı veya genomu tek sarmallı bir şablondur. (Bunun tersine insanlar ve diğer memeliler çift sarmallı DNA’ya sahiptir.) SARS-CoV-2 şablonu, belirli bir sırayla, yaklaşık 30.000 harf uzunluğunda, a, c, u ve g harfleriyle gösterilen dört temelden oluşur.
Şablon, yeni bir korona virüs parçacığı oluşturan tüm proteinlerin nasıl oluşturulacağına dair talimatlar sağlar. Çoğaltmak için SARS-CoV-2’nin bir ana hücreyi ele geçirmesi gerekiyor. Sonrasında hücreyi bir fabrika olarak kullanarak içindeki makineyi ele geçirmesi gerekir. Virüs bir hücreye girdiğinde, ilk olarak RNA şablonunu okur.
Bu işlem için kritik olan, RNA’ya bağımlı RNA polimeraz veya RdRp olarak bilinen bir enzimdir. CIRAD’de moleküler mikrobiyolog olan Roger Frutos, “Bu, kopyalanırken büyük miktarda hata yapan bir enzim” diyor.
RdRp, çoğaltma sırasında hatalar oluşturarak farklı şablonlara sahip yeni virüsler üretir. Bu şablondaki değişiklikleri mutasyonlar olarak tanıyoruz.
Mutasyonların genellikle bir virüs üzerinde çok az etkisi vardır. Ancak bazen şablonu o kadar değiştirirler ki virüsün fiziksel yapısında değişikliklere neden olurlar. Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nde biyolog olan Tyler Starr, “Mutant olması, 10 kat daha korkutucu veya 10 kat daha ölümcül olduğu anlamına gelmez” diyor.. “Mutasyonların artan etkileri vardır.”
Bilim insanları, genomunun 30.000 harfinin tamamına bakarak hastalardan izole edilen SARS-CoV-2’yi sıralayarak mutasyonları tespit ediyor. Bunu, kaydedilen en eski virüslerle, Wuhan’da tespit edilenlerle, Aralık 2019’daki hastalarla karşılaştırıyorlar. Ardından nasıl değiştiklerini gözlemliyorlar. Avustralya’daki Kirby Enstitüsü’nde immünovirolog olan Stuart Turville, “Artık hiçbir zaman Wuhan’da karşılaştığımız gibi görünen virüsler görmüyoruz” diyor.
Korona Virüs Çeşitleri Nelerdir?
Korona virüs genomundaki herhangi bir mutasyon, virüsün varyantlarına neden olur. Ancak bazıları diğerlerinden daha endişe verici. 2020’nin sonlarında, SARS-CoV-2’yi daha bulaşıcı hale getirebilecek veya bir varyant durumunda daha ölümcül hale getirebilecek mutasyonlarla üç varyant tanımlandı.
Varyantlar, biraz kafa karıştırıcı bir dizi adla tanımlanıyorlar. Ancak bilim insanları bunlara soylarına göre atıfta bulunuyorlar. Onlara soylarına dayalı bir harf tabanlı tanımlayıcı veriyorlar. Bunlar:
- B.1.1.7, İlk olarak Eylül 2020’de İngiltere’de tespit edildi. Ardından ABD dahil onlarca ülkede görüldü.
- B.1.351, ilk olarak Güney Afrika’da tespit edildi sonrasında 20’den fazla ülkede görüldü. ABD’de 28 Ocak’ta tespit edildi.
- P.1, Brezilya’nın Amazonas eyaletindeki Manaus’ta tespit edildi. Ayrıca İtalya, Güney Kore ve ABD’de görüldü.
Elbette bunlar SARS-CoV-2’nin ortaya çıkan son varyantları olmayacaktır. Genomdaki değişiklikler, bilim insanları tarafından aktif olarak izlenmeye devam edilecektir. Herhangi bir değişiklik, genomik epidemiyologların bulaşma dinamiklerini ve kalıplarını değerlendirmeleri için yararlı olacaktır. Bunun da halk sağlığı birimlerinin, ortaya çıkan herhangi bir tehdide karşı tepkilerini değiştirmelerinde olumlu bir etkisi olacaktır.
Peki Bu 3 Değişkenin Mutasyona Uğrayan Korona Virüs Üzerinde Özellikle Endişe Verici Olmasının Nedeni Ne?
Bu üç varyant, erken analiz önerileri ile daha kolay yayılmasını veya bağışıklık tepkisinden kaçmalarını sağlayacak ortak özelliklere sahip. Bu durum, mutantların virüsün hücreleri ele geçirip fabrikalara dönüştürmesini sağlayan SARS-CoV-2 başak proteininin yapısını değiştirmesinden kaynaklanıyor.
Mutasyonlar Yapısal Değişikliklere Nasıl Neden Olur?
Her SARS-CoV-2 parçacığı spike proteinleri dediğimiz sivri uçlarla kaplıdır. Bir hücrenin infiltrasyonu, kulüp benzeri projeksiyonların ACE2 olarak bilinen bir insan hücresinin yüzeyindeki bir proteine kilitlenmesini gerektirir ve bu da viral girişi kolaylaştırır.
Ancak viral çıkıntılar, insan bağışıklık sistemi tarafından da tanınıyorlar. Bağışıklık hücreleri SARS-CoV-2’ye ait spike proteinleri artışını tespit ettiğinde, ACE2’ye kilitlenmesini önlemek için antikorları pompalamaya başlar. Yahut virüsü yok etmek için başka hücreler gönderirler.
Antikorlar ayrıca sivri uçlara (spike proteinlere) yapışır. Böylece virüsün bir hücreye bağlanmasını etkili bir şekilde önleyebilirler. Spike proteinleri değiştiren ve bağışıklık hücrelerinden veya antikorlardan kaçmasına yahut ACE2’ye daha güçlü kilitlenmesine yardımcı olan mutasyonlar maalesef hayatta kalma avantajı sağlayabiliyor.
Yukarıda listelenen varyantların tümü, ACE2 ile doğrudan temas eden, reseptör bağlanma alanı olarak bilinen bir sivri uç bölgesinde (spike) mutasyonları paylaşır. Mutasyonlar, RBD’de yapısal değişikliklere neden olursa, ACE2’ye farklı şekilde bağlanabilirler. Örneğin, bağışıklık sisteminin onu tehlikeli olarak algılamasını önleyebilirler.
Amino Asitler
İşte burada işler biraz kafa karıştırıcı hale geliyor. Bilim insanlarının belirli mutasyonları nasıl ifade ettiklerini anlamalıyız. Neden tüm bu sayı ve harfleri gördüğümüzü anlamak oldukça önemli.
Her RNA genomunun (şablon) a, c, u ve g harfleriyle gösterilen dört moleküler baz içerdiğini biyoloji dersinden hatırlarsınız. Bu şablon okunduğunda, her üç harfli kombinasyon veya “kodon” (örneğin GAU) bir amino aside karşılık gelir. Bir amino asit zinciri bir proteine dönüşür.
Amino asitler ayrıca RNA şablon harfleriyle ilgisi olmayan tek harfli bir kodla gösteriliyorlar. Örneğin, amino asit alanin A’dır. Aspartik asit D’dir. Glisin, G’dir.
Peki bu neden önemli? Çünkü bilim insanları, korona virüs mutasyonlarını amino asit seviyesinde tartışıyor ve inceliyor.
Örneğin, bir SARS-CoV-2 varyantının ortaya çıktığını ve dünyaya hakim olmaya başladığını gördük. 2020’nin başlarında korona virüs, bulaşıcılıkta artışa neden olan bir mutasyonu yakaladı. RNA şablonundaki bir mutasyon, “a” yı “g” ye çevirdi. Bu da spike ucundaki RBD’de farklı bir amino asidin oluşmasına neden oldu.
Bu değişiklik virüs için faydalı oldu ve şimdi dünyanın genelinde gördüğümüz baskın bir form halinde.
Mutasyon, D614G olarak bilinmekte. Bu notasyon, harf-sayı-harf, 614 pozisyonundaki amino asitte aspartik asitten (D) glisine (G) bir değişikliğe karşılık gelir.
Kafa karıştırıcı? Kesinlikle. Önemli mi? Kesinlikle. Bu adlandırma kuralı, üç yeni mutasyona uğrayan korona virüs varyantlarını anlamak için gerçekten önemli.
Bilim İnsanlarını En Çok Hangi Korona Virüs Mutasyonları İlgilendiriyor?
RNA genomundaki her üç varyantta da bir dizi mutasyon vardır, ancak buradaki spike’a odaklanalım. B.1.1.7’nin zirvesinde sekiz mutasyon var, B.1.351’de yedi mutasyon ve P.1’de 10 mutasyon var. Bu mutasyonların hepsi aynı değil, ancak bazıları örtüşüyor.
Yani virüs, dünyanın farklı yerlerinde “yakınsak evrim” olarak bilinen süreçte benzer mutasyonlar geliştirmiştir.
Virüsü veya antikorlarımızın bir enfeksiyona nasıl yanıt verdiğini etkileyebilecek, RBD’de bulunan üç mutasyon bulunuyor. Bunlar:
- N501Y
- E484K
- K417N/T
Bilim insanları, bu bireysel değişikliklerin SARS-CoV-2’ye nasıl fayda sağlayabileceğini ve bulaşıcılığını artırıp artırmadığını veya bağışıklık tepkisinden kaçma durumunu anlamaya başlıyorlar.
Tek başlarına önemli bir etkileri gözlemlenmese de, diğer mutasyonlarla birlikte bulunduklarında, “orijinal” SARS-CoV-2’den daha endişe verici duruma gelebiliyorlar.
N501Y tüm varyantlarda bulunmakta. Aynı zamanda bilim insanlarının en çok ilgilendiği mutasyonlardan biri.
Bir asparajinden (N) bir tirozine (Y) geçişin, SARS-CoV-2’nin ACE2’ye bağlanma yeteneğini ve farelerde bulaşıcılığı arttırdığı gözlenmekte. Bu değişikliğin COVID-19’un mortalitesinde veya morbiditesinde herhangi bir değişiklik meydana getirip getirmeyeceği şu anda bilinmiyor. BioRxiv’de yayınlanan ön araştırmaya göre, değişiklik Pfizer / BioNTech aşısının antikorları uyarma yeteneğini etkilemiyor. Bu iyi bir haber.
Araştırmalar, diğer iki mutasyonun da virüsün aşı aracılı ve doğal olarak edinilmiş bağışıklıktan kaçmasına yardımcı olabileceğini gösteriyor.
BBC’ye göre, Birleşik Krallık hükümeti de en az 43 vakada E484K mutasyonunu gördü.
Surveilling Varyantları
Yukarıda bahsettiklerimiz, bilim insanlarının yeni varyantlarda bulduğu birçok mutasyondan yalnızca üçü. Bunların gerçekte birbirine uyum sağlama şekilleri çok daha karmaşık. SARS-CoV-2’yi değiştiren daha birçok mutasyon keşfedilmeyi bekliyor.
Starr ve Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nde gerçekleştirilen çalışmanın merkezinde, SARS-CoV-2’de meydana gelebilecek mutasyonlar yer alıyor. Starr, “RBD’de meydana gelebilecek tüm olası mutasyonları araştırarak haritalar oluşturuyoruz” diyor.
Yeni bir varyant ortaya çıktığında, diğer araştırmacılar, bu haritalara bakabilirler. Bu sayede mutasyonun virüsün biyokimyasal özelliklerini nasıl etkilediğini görebilirler. Bağlantı daha mı iyi ? Yoksa daha mı kötü? Bağışıklık sisteminden kaçma olasılığı daha mı yüksek?
Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’ndeki Bloom laboratuvarı tarafından üretilen bu gibi haritalar, mutasyon araştırmalarına rehberlik ediyor.
Ekip, RBD’deki önemli yerlerde, mutantların bağlanma afinitesini nasıl değiştirdiğini analiz ediyor. Mavi afinite artışı, kırmızı azalışı gösteriyor. N501Y mutantının ACE2’ye bağlanma afinitesini nasıl artırdığını gösteren koyu mavidir.
Mutasyona Uğrayan Korona Virüs Çeşitleri Hakkında Endişelenmeli Miyiz?
Şu anda, varyantların daha önemli ölüm oranlarına veya daha şiddetli hastalığa neden olduğunu gösteren yeterli kanıt yok. Bu, genel sağlık tedbirlerimizin büyük ölçüde değişmediği anlamına geliyor. Maske takmak, sosyal mesafe ve hijyen hastalığın yayılmasını önlemenin en iyi yolu.
Daha acil bir soru, varyantların ve mutasyonlarının aşıları ve tedavileri nasıl etkileyebileceği. Bunun yanında yeniden enfeksiyon oranını artırıp artırmayacağıdır. Aşılar, vücuda virüsün zararsız bir versiyonunu göstererek bağışıklığı uyarır. Bu da antikor üretilmesine neden olacaktır.
Bu antikorlar, yukarıda açıklandığı gibi, varyantları yakalama ve etkisiz hale getirme konusunda becerikli olmayabilirler. Ancak araştırmacılar şu anda veriler üzerinde çok fazla bilgiye sahip değiller.
Yine de aşı üreticileri, bağışıklık tepkisini olumsuz yönde etkileyen varyantlar için plan yapmaya başladılar.
Ek olarak, varyantlar daha önce COVID-19 ile enfekte olmuş birini enfekte ederse, bağışıklık sisteminin yeterli bir yanıt vermemesi ve enfeksiyonu engellememesi ihtimali vardır. Brezilya’da bir yeniden enfeksiyon vakasında P.1 varyantı tespit edildi. Ancak bu konuda sınırlı veri mevcut.
Sonuç olarak..
Sonuçta, COVID-19 dünya çapında yayılmaya devam ediyor. Daha fazla yeni enfeksiyon, SARS-CoV-2’nin gelişmesi için daha fazla fırsat anlamına geliyor. Virüs biz olmadan gelişemez, hatta biz olmadan hayatta kalamaz. Yeni varyantların ortaya çıkmasını önlemenin en basit yolu, virüsün yayılmasını önlemektir.
Dünya çapında aşı dağıtımını hızlandırmaya, hâlihazırda ustalaştığımız mesafe ve hijyen önlemlerini uygulamaya devam etmeliyiz.
