Cum a apărut varianta Omicron a COVID-19?

One of unusual and most intriguing feature of heavily mutated omicron variant is that it acquired all the mutations in a single burst in a very short span of time. The degree of change is so much so that some people think it could well be a new strain of human coronavirus (SARS-CoV-3 ?). How such a high level of mutation may have occurred in such a short span? Some argue that omicron may have evolved from an immune suppressed patient with some chronic infection like HIV/AIDS. Or, could it have evolved in the current wave in Europa which has witnessed very high transmission rates? Or, could it be associated with some Gain-of function (GoF) research or anything else? Who benefits? It is not possible to draw any conclusion at this stage. Nevertheless, this article attempts to throw light on various dimensions associated with the phenomenon.  

Noua variantă COVID-19 raportată recent din Africa de Sud pe 25^th Noiembrie 2021 s-a răspândit în mai multe țări din lume și anume Marea Britanie, Canada, Japonia, Australia, Austria, Hongkong, Israel, Spania, Belgia, Danemarca și Portugalia. Aceasta a fost desemnată ca o nouă variantă de îngrijorare (VOC) de către OMS și numită omicron. Omicron este caracterizat prin 30 de modificări de aminoacizi, trei mici ștergeri și o mică inserție în proteina spike comparativ cu virusul original.¹. Cu toate acestea, pe baza ratelor de mutație² a virusurilor ARN, nu este posibil să se dezvolte peste 30 de mutații peste noapte. Ar dura cel puțin 3 până la 5 luni pentru a genera 6 mutații în genomul de 30 kb al SARS-CoV-2 pe baza ratei de mutație pe care o suferă virusul în mod natural² la transmiterea de la gazdă la gazdă. Urmând acest calcul, ar fi trebuit să dureze 15 – 25 de luni pentru ca ceva de genul Omicron să apară, purtând 30 de mutații. Cu toate acestea, lumea nu a văzut creșterea acestei mutații treptate în această perioadă de timp. Se argumentează că această variantă a evoluat dintr-o infecție cronică a unui pacient imunocompromis, eventual un pacient HIV/SIDA netratat. Pe baza gradului de schimbare, ar trebui bine clasificat ca o nouă tulpină de virus (ar putea fi SARS-CoV-3). Cu toate acestea, numărul de mutații prezente ar putea indica o transmisibilitate mai mare decât alte variante. Cu toate acestea, sunt necesare mai multe studii pentru a confirma acest lucru. 

Următoarele săptămâni sunt critice pentru a determina transmisibilitatea noii variante și severitatea bolii pe care o provoacă. Până acum, toate cazurile au fost uşoare şi asimptomatice, iar vestea bună este că nu a existat nicio mortalitate. De asemenea, trebuie să evaluăm în ce măsură noua variantă poate scăpa de protecția imunitară oferită de vaccinurile actuale. Acest lucru ne va permite să decidem cât timp putem continua cu vaccinurile actuale înainte de a le adapta pentru noua variantă. Pfizer și Moderna au făcut deja pași pentru a-și modifica vaccinurile. Cu toate acestea, întrebarea care se profilează încă rămâne cu privire la originea acestei variante. Este plauzibil ca varianta Omicron să fi evoluat în valul actual de incidență mai mare a cazurilor în Europa mult mai devreme, dar a fost raportată recent de autoritățile sud-africane (pe baza secvențierii genomului). Cu toate acestea, acesta poate să nu fie cazul, deoarece valul actual a fost acolo în ultimele 4-5 luni și, conform ratelor de mutație, ar fi trebuit să aibă ca rezultat nu mai mult de 5-6 mutații. 

Or was omicron, a product of Gain of Function (GoF) research leading to development of pandemic potential pathogens (PPPs)^3,4. Cercetarea câștigului funcției se referă la experimente în care un agent patogen (în acest caz SARS-CoV-2) dobândește capacitatea de a îndeplini o funcție care altfel nu făcea parte din existența sa obișnuită. În acest caz, ar putea duce la creșterea transmisibilității și la creșterea virulenței. Acest lucru poate duce la dezvoltarea unui organism care este nou și nu a existat în natură. Intenția cercetării GoF este de a înțelege variantele patogene și de a fi gata cu un medicament sau un vaccin, dacă o astfel de variantă apare în natură. Numărul de mutații obținute de PPP nu numai că face ca tulpina să fie foarte transmisibilă, dar ajută și la scăparea anticorpilor neutralizanți produși împotriva virusului original la persoanele convalescente. În plus, manipularea tulpinii este posibilă utilizând tehnici moderne de inginerie genetică bazate pe recombinarea ARN țintită⁵. Acest lucru poate duce, de asemenea, la noi variante/tulpini patogene cu un număr mai mare de mutații, ceea ce duce la un virus foarte transmisibil și virulent. Cercetările au arătat că 20 de mutații care apar în proteina spike, inclusiv modificări și deleții, sunt suficiente pentru evadarea majorității anticorpilor generați în plasma persoanelor care au fost infectate sau vaccinate împotriva SARS-CoV-2.⁶. Potrivit unui alt studiu, sub o presiune imunitară puternică, SARS-CoV-2 poate dobândi capacitatea de a scăpa de anticorpi făcând doar 3 modificări, două deleții în domeniul N terminal și o mutație (E483K) în proteina spike.⁷. 

Ar trebui permis acest tip de cercetare care să conducă la generarea de PPP-uri? De fapt, câștigul cercetării funcționale a fost interzis de SUA în 2014 de către NIH, după o serie de accidente care au implicat agenți patogeni manipulați greșit la Centers for Disease Control and Prevention din SUA, sugerând că riscurile asociate cu un astfel de tip de cercetare depășesc cu mult beneficiile pe care le poate oferi. Cine beneficiază de apariția și răspândirea unor astfel de PPP-uri? Acestea sunt întrebări grele care necesită răspunsuri reale.  

*** 

Referinte:  

1. Centrul European pentru Prevenirea și Controlul Bolilor. Implicații ale apariției și răspândirii SARSCoV-2 B.1.1. 529 varianta de preocupare (Omicron), pentru UE/SEE. 26 noiembrie 2021. ECDC: Stockholm; 2021. Disponibil online la https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/threat-assessment-brief-emergence-sars-cov-2-variant-b.1.1.529   

2. Simmonds P., 2020. Hipermutație rampantă C→U în genomii SARS-CoV-2 și a altor coronavirusuri: cauze și consecințe pentru traiectorii lor evolutive pe termen scurt și lung. 24 iunie 2020. DOI: https://doi.org/10.1128/mSphere.00408-20 

3. NIH. Cercetare care implică agenți patogeni potențiali pandemici îmbunătățiți. (pagina revizuită pe 20 octombrie 2021. https://www.nih.gov/news-events/research-involving-potential-pandemic-pathogens  

4. Nisipurile mișcătoare ale cercetării „câștig-of-funcție”. Nature 598, 554-557 (2021). doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02903-x 

5. Bert Jan Haijema, Haukeliene Volders și Peter JM Rottier. Schimbarea între specii: o modalitate eficientă de a manipula genomul coronavirusului felin. Jurnalul de Virologie. Vol. 77, nr. 8. DOI: https://doi.org/10.1128/JVI.77.8.4528-4538.20033 

6. Schmidt, F., Weisblum, Y., Rutkowska, M. şi colab. Barieră genetică ridicată pentru evacuarea anticorpilor de neutralizare policlonali SARS-CoV-2. Natura (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04005-0 

7. Andreano E., et al 2021. SARS-CoV-2 evadează dintr-o plasmă convalescentă puternic neutralizantă COVID-19. PNAS 7 septembrie 2021 118 (36) e2103154118; https://doi.org/10.1073/pnas.2103154118 

***