Η βιολογία του νέου κορωνοϊού

Εδώ και ένα χρόνο η ανθρωπότητα βρίσκεται αντιμέτωπη με τις αρνητικές συνέπειες μίας νέας πανδημίας κορωνοϊού, του επονομαζόμενου SARS-CοV-2. Έχουν βέβαια προηγηθεί άλλες δύο επιδημίες κορωνοϊού, ο SARS-CοV το 2002-2004 και ο MERS-CoV το 2012, οι οποίες, αν και αρκετά θανατηφόρες, συνέβαλαν στην περαιτέρω μελέτη και κατανόηση της βιολογίας της συγκεκριμένης οικογένειας ιών. 

Είναι γνωστό ότι οι κορωνοϊοί μολύνουν το ανώτερο αναπνευστικό σύστημα και τη γαστρεντερική οδό πουλιών και θηλαστικών. Το κοινό χαρακτηριστικό τους είναι ότι πρόκειται για ιούς με περίβλημα (enveloped), που φέρουν ως γονιδίωμα ένα μονόκλωνο RNA θετικής πολικότητας. Έχουν σχήμα σφαιρικό και φέρουν στην επιφάνειά τους προεξέχουσες γλυκοζυλιωμένες πρωτεΐνες (γλυκοπρωτεΐνες S), που ονομάζονται αιχμές (spikes). Κάτω από το μικροσκόπιο, οι πρωτεΐνες αυτές μοιάζουν με κορώνα. Ο ρόλος τους βρίσκεται στην πρόσδεση του ιού στο ανθρώπινο κύτταρο και συγκεκριμένα στον υποδοχέα ACE (μετατρεπτικό ένζυμο της αγγειοτενσίνης 2) του οποίου η δράση στο ανθρώπινο κύτταρο αφορά στη διατήρηση της ισορροπίας υγρών και ηλεκτρολυτών. Την πρόσδεση του ιού ακολουθεί η πρωτεόλυση των πρωτεϊνών S από ένζυμα του κυττάρου ξενιστή, διαδικασία που επιτείνει την είσοδο του ιού στον ξενιστή. Μία ανθρώπινη πρωτεάση, η ΤMPRSS2, έχει αποδειχτεί ότι εμπλέκεται σε σημαντικό βαθμό στο στάδιο αυτό. Διόλου τυχαίο ότι η ΤMPRSS2 εκφράζεται ως επί το πλείστον στην αναπνευστική οδό, και εν μέρει δικαιολογεί την πορεία και παθογένεια του SARS-CοV-2.

Την είσοδο του ιού στο ανθρώπινο κύτταρο ακολουθεί η απελευθέρωση του γενετικού του υλικού στο κυτταρόπλασμα του ανθρώπινου κυττάρου, διαδικασία που επιφέρει ντόμινο εξελίξεων, οι οποίες είναι αυστηρά ρυθμισμένες σε τόπο και χρόνο. Ο ιός εκμεταλλευόμενος τον μηχανισμό του κύτταρου ξενιστή παράγει νέα ιϊκά σωματίδια τα οποία εξέρχονται του κυττάρου με εξωκύττωση. Τα νέα ιικά σωματίδια φέρουν, όπως κι ο αρχικός ιός, τις πρωτεΐνες S (spike) στην επιφάνειά τους καθώς και τις δομικές πρωτεΐνες της μεμβράνης Μ (membrane), του νουκλεοκαψιδίου Ν (nucleocapsid) και του φακέλου Ε (envelope), οι οποίες αποτελούν μέρος του περιβλήματος του ιού. Αυτές οι πρωτεΐνες (βιοδείκτες) χρησιμοποιούνται διαγνωστικά για τη μοριακή ανίχνευση του ιού, ενώ απο- τελούν και στόχο για αντι-ιϊκές θεραπείες και τον σχεδιασμό των εμβολίων. 

Μελέτες έχουν αποκαλύψει πάνω από 300 αλληλεπιδράσεις μεταξύ του ιού και πρωτεϊνών του κυττάρου ξενιστή. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές εσωκλείουν και στρατηγικές προκειμένου ο SARS-CοV-2 να μείνει αλώβητος απέναντι στην ισχυρή ανοσοποιητική απόκριση του ξενιστή. Κυριότερο ρόλο σ’ αυτό παίζουν οι βοηθητικές πρωτεΐνες του ιού και συγκεκριμένα ένα σύμπλεγμα 15 πρωτεϊνών που εμπλέκεται στη μεταγραφή και κατόπιν έκφραση του γενετικού του υλικού. Ωστόσο ο ακριβής τρόπος λειτουργίας αυτών των βοηθητικών πρωτεϊνών παραμένει ως σήμερα άγνωστος. Αυτό που είναι σε γενικότερες γραμμές κατανοητό είναι ότι η λοίμωξη με SARS-CοV-2 οδηγεί σε καθυστερημένη έκκριση ιντερφερονών και στην απορρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος του ατόμου που έχει προσβληθεί.

Οι σύγχρονες τεχνικές αλληλούχισης DNA επέτρεψαν την ανάλυση του γονιδιώματος του νέου κορωνοϊού σε σύντομο χρονικό διάστημα. Πρόκειται για ένα γονιδίωμα 30.000 βάσεων, από τα μεγαλύτερα του είδους. Φυλογενετικές μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι ο ιός SARS-CοV-2 φέρει ~80% ομοιότητα με τον προκάτοχό του SARS-CοV του 2002-2004, όμως εμφανίζει ακόμα μεγαλύτερη ομοιότητα (~96%) με τον RaTG13, τον κορο- νωϊό που εμφανίζεται σε νυχτερίδες. Το γεγονός αυτό ενισχύει τη θεωρία προέλευσής του από το συγκεκριμένο είδος ζώου. Η ικανότητα των κορωνοϊών να μεταπηδούν από τις νυχτερίδες στον άνθρωπο θα πρέπει να αναζητηθεί στο μηχανισμό του ανασυνδυασμού γονιδίων, φαινόμενο κατά το οποίο γίνεται ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών μεταξύ δύο σωματιδίων συγγενών ιών. Είναι ακριβώς αυτή η ανταλλαγή που ενδεχομένως ευθύνεται για την εμφάνιση νέων και συχνά απειλητικών για τον άνθρωπο στελεχών.

Στον περίπου ένα χρόνο από την έναρξη της πανδημίας, αναδείχτηκε η κλινική ποικιλομορφία μεταξύ των προσβεβλημένων ατόμων. Πέρα από τους κλασικούς παράγοντες κινδύνου (κυρίως αυξημένη ηλικία και υποκείμενα νοσήματα), γενετικοί παράγοντες μπορεί να σχετίζονται με μία προδιάθεση για σοβαρή νόσο. Μέχρι σήμερα λίγα είναι γνωστά για τη γενετική προδιάθεση σε άτομα που εκδηλώνουν τη βαριά μορφή της νόσου. Οπότε, παράλληλα με τη μελέτη της βιολογίας του ιού, σημαντικό κεφάλαιο αποτελεί και η μελέτη της «βιολογίας» του ανθρώπου όσον αφορά τη λοίμωξή του με τον SARS-CοV-2.

Εν κατακλείδι, η σύγχρονη ανθρωπότητα έχει βρεθεί, όπως και αρκετές φορές στο παρελθόν, αντιμέτωπη με μία νέα αόρατη απειλή. Σε αντίθεση όμως με τα προηγούμενα χρόνια, η πρόοδος της επιστήμης είναι αυτή που έκανε τη διαφορά και δημιούργησε τις συνθήκες για την παραγωγή πρωτοπόρων θεραπευτικών σκευασμάτων και εμβολίων σε σύντομο χρονικό διάστημα. Ο ρόλος των απανταχού επιστημόνων θα πρέπει να εκτιμηθεί και να ενισχυθεί, καθώς η εργασία τους στοχεύει σ’ ένα υπέρτατο αγαθό, τον άνθρωπο.