Αυτός είναι ο λόγος που ο κορωνοϊός μεταδίδεται τόσο εύκολα

Καθώς ο αριθμός των νεκρών παγκοσμίως λόγω του νέου κορωνοϊού SARS-CoV-2 έχει ξεπεράσει πια τους 4.300 και ενώ από την αρχή της επιδημίας έχουν καταγραφεί περισσότερα από 119.000 κρούσματα σε 120 χώρες, η διεθνής επιστημονική κοινότητα κάνει πραγματικό αγώνα δρόμου να κατανοήσει γιατί μπορεί και εξαπλώνεται τόσο εύκολα και γρήγορα.

Μέχρι τώρα έχουν εντοπιστεί κάποια γενετικά και δομικά χαρακτηριστικά που τον κάνουν μοναδικό, όπως μια πρωτεΐνη επιφανείας που εξηγεί γιατί μολύνει τόσο άμεσα τα ανθρώπινα κύτταρα.

Επίσης σε εξέλιξη βρίσκονται μελέτες για τις πιθανές «οδούς» που χρησιμοποιεί ο κορωνοϊός για να εισβάλλει τους ανθρώπινους ιστούς. Η έρευνα έχει εντοπίσει ένα υποδοχέα στις κυτταρικές μεμβράνες, ενώ και μια πρωτεΐνη του ίδιου του ιού μπορεί να αποτελέσουν νέους θεραπευτικούς στόχους, χωρίς προς το παρόν να μπορεί να ειπωθεί κάτι μετά βεβαιότητας.

«Η κατανόηση της μεταδοτικότητας το ιού είναι το «κλειδί» για την πρόληψη και την αναχαίτιση της μολυσματικότητας», εξηγεί ο David Veesler, Ιολόγος στο Πανεπιστήμιο Washington στο Σιάτλ και συγγραφέας μελέτης που δημοσιεύθηκε στο bioRxiv.

Όπως έχει ήδη διαπιστωθεί ο νέος κορωνοϊός μεταδίδεται πιο εύκολα από τον SARS και έχει μέχρι σήμερα μολύνει δεκαπλάσιο αριθμό ατόμων.

Για να μολύνει ένα κύτταρο, οι κορωνοϊοί χρησιμοποιούν μια πρωτεΐνη που έχοντας σχήμα ακίδας προσδένεται στην κυτταρική μεμβράνη. Η διαδικασία αυτή ενεργοποιείται από συγκεκριμένα κυτταρικά ένζυμα. Γενετικές αναλύσεις του νέου κορωνοϊού SARS-CoV-2 έχουν δείξει ότι αυτή η πρωτεΐνη με σχήμα ακίδας διαφέρει από τους «στενούς συγγενείς» της κι αυτό με σημαίνει ότι η πρωτεΐνη έχει κάποιο συγκεκριμένο σημείο που ενεργοποιείται από ένα κυτταρικό ένζυμο-ξενιστή, την φουρίνη.

«Η τελευταία υπάρχει σε πολλούς ανθρώπινους ιστούς, στο ήπαρ και στο λεπτό έντερο. Αυτό σημαίνει ότι ο ιός έχει την δυνατότητα να επιτεθεί σε πολλά όργανα», εξηγεί ο Li Hua, Βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Huazhong της Ουχάν, όπου ξεκίνησε η επιδημία. Η σημαντική αυτή διαπίστωση μπορεί να εξηγήσει και μέρος της συμπτωματολογίας των ατόμων που έχουν μολυνθεί από τον κορωνοϊό, όπως η ηπατική ανεπάρκεια. Ο SARS και άλλοι κορωνοϊοί της ιδίας οικογένειας με τον SARS-CoV-2 δεν έχουν σημεία ενεργοποίησης της φουρίνης.

Το σημείο ενεργοποίησης της φουρίνης «διαφοροποιεί σημαντικά τον κορωνοϊό από τον SARS ως προς τον τρόπο εισβολής στα κύτταρα και πιθανόν να επηρεάζει την σταθερότητα του άρα και τη μεταδοτικότητα», σύμφωνα με τον Gary Whittaker, Ιολόγο στο Πανεπιστήμιο Cornell της Νέας Υόρκης, που επίσης έχει δημοσιεύσει στο bioRxiv στοιχεία για την πρωτεΐνη σε σχήμα ακίδας.

Αρκετές επιστημονικές ομάδες έχουν επίσης εντοπίσει το «σημείο ενεργοποίησης» ως αυτό που δίνει τη δυνατότητα στον κορωνοϊό να μεταδίδεται τόσο εύκολα μεταξύ των ανθρώπων. Όλοι οι ερευνητές συμφωνούν ότι τέτοια σημεία υπάρχουν και σε άλλους ιούς που εξαπλώνονται εύκολα μεταξύ των ανθρώπων, περιλαμβανομένων και των στελεχών της εποχικής γρίπης. Σε αυτούς τους ιούς το σημείο ενεργοποίησης εντοπίζεται στην πρωτεΐνη αιμοσυγκολλητίνη.

Ωστόσο υπάρχουν ερευνητές που είναι επιφυλακτικοί ως προς τον ρόλο του σημείου ενεργοποίησης και τη μεταδοτικότητα του νέου κορωνοϊού. «Δεν ξέρουμε ακόμα, αν πρόκειται για κάτι σημαντικό ή όχι», λέει ο Jason McLellan, Βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Τέξας και συγγραφέας μελέτης για την δομική ανάλυση του κορωνοϊού που δημοσιεύθηκε στο Science.

Άλλοι ειδικοί είναι επιφυλακτικοί όσον αφορά τη σύγκριση των σημείων ενεργοποίησης της φουρίνης στο νέο κορωνοϊό με αυτών των στελεχών της γρίπης. «Η αιμοσυγκολλητίνη στην επιφάνεια των ιών της γρίπης δεν είναι παρόμοια ή δεν σχετίζεται με την πρωτεΐνη-ακίδα στους κορωνοϊούς», λέει ο Peter White, Ιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας στο Σίδνεϊ της Αυστραλίας.

«Και ο ιός της εποχικής γρίπης έχει προκαλέσει στο παρελθόν μια από τις πιο θανατηφόρες πανδημίες, αυτή του 1918 της Ισπανικής Γρίπης, χωρίς να έχει σημείο ενεργοποίησης της φουρίνης», υπενθυμίζει ο Lijun Rong, Ιολόγος στο Νοσοκομείο Ιλινόις στο Σικάγο.

Ο Δρ. Whittaker συμπληρώνει ότι το σημείο ενεργοποίησης του νέου κορωνοϊού πρέπει να ελεγχθεί σε κυτταρικά και ζωικά μοντέλα. «Οι κορωνοϊοί είναι απρόβλεπτοι και όσο και καλές να είναι οι εικασίες που κάνουμε πολύ συχνά δεν επαληθεύονται», τονίζει. Η επιστημονική του ομάδα τώρα προσπαθεί να δει πως μπορεί να αφαιρέσει ή να τροποποιήσει το σημείο που επηρεάζει τη λειτουργία της πρωτεΐνης σε σχήμα ακίδας του SARS-CoV-2.

Επίσης η ομάδα του Δρ. Li αναζητά μόρια που να μπορούν να λειτουργήσουν ως αναστολείς της φουρίνης και να αποτελέσουν θεραπευτικούς στόχους. Αλλά η επιστημονική έρευνα χρειάζεται χρόνο, ενώ η επιδημία εξελίσσεται ραγδαία.

Πάντως, ο Δρ. McLellan έχει εντοπίσει ένα ακόμα χαρακτηριστικό που μπορεί να εξηγήσει γιατί ο κορωνοϊός μολύνει με τόσο μεγάλη επιτυχία τα ανθρώπινα κύτταρα. Πειράματα που έκανε έδειξαν ότι η πρωτεΐνη σε σχήμα ακίδας προσδένεται στο μετατρεπτικό ένζυμο της αγγειοτενσίνης 2 (ACE2), τουλάχιστον δέκα φορές πιο «σφιχτά» από την πρωτεΐνη του SARS.

Και η ομάδα του Δρ. Veesler διαπίστωσε επίσης ότι η πρωτεΐνη-ακίδα συνδέεται άμεσα με τον υποδοχέα ACE2, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο υποδοχέας αυτός είναι ένας άλλος πιθανός στόχος για εμβόλια ή θεραπείες. Για παράδειγμα, ένα φάρμακο που μπλοκάρει τον ACE2 μπορεί να καταστήσει πιο δύσκολο για τους κορωνοϊούς να εισέλθουν στα κύτταρα.