Στη συντριπτική πλειοψηφία των ασθενών που μολύνονται με τον ιό SARS-CoV-2, το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να αντιμετωπίσει τη λοίμωξη μέσα σε λιγότερο από 2 εβδομάδες. Ωστόσο, δεν ισχύει το ίδιο για τους ασθενείς που λαμβάνουν ανοσοκατασταλτικά φάρμακα ή πάσχουν από συγκεκριμένα αυτοάνοσα νοσήματα.
Στους ασθενείς αυτούς η μάχη του ανοσοποιητικού συστήματος με τον ιό μπορεί να παραταθεί για αρκετές εβδομάδες, γεγονός που επιτρέπει στον τελευταίο να μεταλλαχθεί, έτσι ώστε να γίνει περισσότερο μολυσματικός.
Μία νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Harvard εξέτασε ειδικά το παραπάνω φαινόμενο προσφέροντας σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο που μεταλλάσσεται ο ιός σε αυτούς τους ασθενείς.
Όπως έδειξε η έρευνα, ένας μεταλλαγμένος ιός SARS-CoV-2 που εμφανίστηκε σε έναν ανοσοκατεσταλμένο ασθενή μπορεί να αποφύγει την εξουδετέρωση τόσο από τα αντισώματα που δημιουργούνται μετά τη φυσική λοίμωξη, όσο και από τα τεχνητά αντισώματα που χρησιμοποιούνται σήμερα στη θεραπεία της COVID-19.
Το περιστατικό του ασθενούς αυτού είχε δημοσιευτεί αρχικά στις 3 Δεκεμβρίου 2020 στο New England Journal of Medicine, λίγες ημέρες πριν την ανίχνευση των στελεχών Β.1.1.7 (Μεγάλης Βρετανίας) και Β.1.351 (Νότιας Αφρικής). Ο ιός που απομονώθηκε από τον ανοσοκατεσταλμένο ασθενή είχε αρκετές από τις μεταλλάξεις που εντοπίζονται στα δύο παραπάνω μεταλλαγμένα στελέχη του ιού. Οι μεταλλάξεις εντοπίστηκαν αργότερα σε ασθενείς τόσο της Αγγλίας όσο και της Νότιας Αφρικής, γεγονός που δείχνει ότι δεν προέρχονται από αυτό τον ασθενή.
Η νέα έρευνα, η οποία βασίστηκε στο παραπάνω περιστατικό, δείχνει κάτι ιδιαίτερα ανησυχητικό. Ορισμένες από τις μεταλλάξεις που ανιχνεύθηκαν στο στέλεχος του ανοσοκατεσταλμένου ασθενούς δεν έχουν παρατηρηθεί ακόμα σε στελέχη που κυκλοφορούν σήμερα στον πληθυσμό. Ωστόσο, σύμφωνα με τους επιστήμονες της έρευνας, προσφέρουν κάποιο εξελικτικό πλεονέκτημα, επομένως ενδέχεται να εντοπιστούν σύντομα σε νέα στελέχη.
Οι επιστήμονες τόνισαν επίσης ότι τα στελέχη της Μεγάλης Βρετανίας και της Νότιας Αφρικής μπορούν να εξουδετερωθούν από τα εμβόλια mRNA, τα οποία στοχεύουν το σύνολο της πρωτεΐνης ακίδας και όχι τμήματά της. Ωστόσο, προειδοποίησαν ότι τα νεότερα στελέχη μπορεί να έχουν την ικανότητα να αποφεύγουν εντελώς τόσο τα εμβόλια όσο και τις θεραπείες που χρησιμοποιούμε σήμερα.
«Τα πειράματά μας έδειξαν ότι οι δομικές αλλαγές της πρωτεΐνης ακίδας προσφέρουν στον ιό ένα εξελικτικό πλεονέκτημα που του επιτρέπει να αποφεύγει την εξουδετέρωση από τα αντισώματα», υποστήριξε ο επικεφαλής της έρευνας Jonathan Abraham από το Πανεπιστήμιο του Harvard. «Αυτή τη στιγμή υπάρχει μεγάλη ανησυχία ότι η συσσώρευση μεταλλάξεων στην πρωτεΐνη ακίδα μπορεί μακροπρόθεσμα να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα των εμβολίων και των θεραπειών με μονοκλωνικά αντισώματα».
Αν και το σενάριο αυτό είναι ακόμα σε θεωρητικό επίπεδο αυτή τη στιγμή, υπογραμμίζει τη σημαντικότητα δύο παρεμβάσεων που θα πρέπει να εφαρμοστούν άμεσα. Πρώτον, θα πρέπει να επιτύχουμε όσο το δυνατόν ταχύτερα υψηλά ποσοστά εμβολιασμών προκειμένου να περιορίσουμε την εξάπλωση του ιού και, δεύτερον, θα πρέπει να αναπτυχθούν εμβόλια και θεραπείες νέα γενιάς που στοχεύουν πιο σταθερά τμήματα του ιού.
«Η πρωτεΐνη ακίδα παρουσίασε σημαντικές μεταλλάξεις σε αυτό τον ασθενή. Αν ο ιός συνεχίσει να κυκλοφορεί ανεξέλεγκτα, τότε είναι βέβαιο ότι θα εμφανιστούν περισσότερες μεταλλάξεις».
Το Παιχνίδι της Επιβίωσης
Οι μεταλλάξεις αποτελούν κομμάτι της φυσιολογικής εξέλιξης ενός ιού και εμφανίζονται τυπικά κατά τον πολλαπλασιασμό του τελευταίου. Οι περισσότερες από αυτές δεν έχουν καμία επίδραση στον ιό, άλλες μπορεί να είναι επιβλαβείς γι’ αυτόν, ενώ υπάρχουν και ορισμένες μεταλλάξεις που ενισχύουν την ικανότητα του ιού να πολλαπλασιάζεται και να μολύνει νέα άτομα. Οι μεταλλάξεις της τελευταίας κατηγορίας προσφέρουν ένα εξελικτικό πλεονέκτημα στον ιό και επομένως σταδιακά καθιερώνονται με αποτέλεσμα να εκτοπίζουν τα υπόλοιπα στελέχη.
Στις αρχές της πανδημίας, αρκετοί επιστήμονες είχαν υποστηρίξει ότι ο SARS-CoV-2 δεν θα μεταλλάσσεται εξίσου γρήγορα με άλλους ιούς RNA, καθώς έχει μία επιπλέον πρωτεΐνη η οποία μπορεί να ανιχνεύσει και να διορθώσει τα «σφάλματα» που συμβαίνουν κατά την αντιγραφή του γονιδιώματος.
Το φθινόπωρο που μας πέρασε, το περιστατικό του ανοσοκατεσταλμένου ασθενούς συγκέντρωσε το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας. Ο ασθενής είχε χρόνια λοίμωξη από COVID-19. Η ανάλυση που έγινε στο γονιδίωμα του ιού έδειξε ότι ο τελευταίος είχε 8 μεταλλάξεις στην πρωτεΐνη ακίδα, η οποία αποτελεί και το στόχο των εμβολίων που κυκλοφορούν σήμερα. Οι περισσότερες μεταλλάξεις εντοπίστηκαν, μάλιστα στην περιοχή RBD, δηλαδή στο τμήμα που προσδένονται τα αντισώματα προκειμένου να εξουδετερώσουν τον ιό.
Ο Abraham και η ομάδα του γνώριζαν ότι οι παραπάνω μεταλλάξεις αποτελούν ένδειξη ότι ο ιός προσαρμόστηκε έτσι ώστε να μπορεί να αποφύγει τις ανοσιακές άμυνες του ξενιστή. Θα ήταν, ωστόσο, ικανές να προστατεύσουν τον ιό και από τεχνητά αντισώματα ή αντισώματα άλλων ασθενών;
Θέλοντας να απαντήσουν στο παραπάνω ερώτημα, οι επιστήμονες δημιούργησαν τεχνητά αντίγραφα του ιού τα οποία είχαν τις ίδιες μεταλλάξεις με τον ιό που ανιχνεύθηκε στον ανοσοκατεσταλμένο ασθενή.
Οι ιοί αυτοί εκτέθηκαν ακολούθως τόσο σε πλάσμα από ασθενείς που ανάρρωσαν από COVID-19, όσο και σε τεχνητά αντισώματα τα οποία χρησιμοποιούνται σήμερα ως θεραπεία. Ο ιός ήταν ανθεκτικός και στα δύο παραπάνω είδη αντισωμάτων.
Περαιτέρω πειράματα με ένα κοκτέιλ μονοκλωνικών αντισωμάτων που περιέχει 2 διαφορετικά αντισώματα, έδειξαν ότι ο ιός είναι εντελώς ανθεκτικός στο ένα αντίσωμα και σχεδόν απρόσβλητος από το άλλο. Το δεύτερο αντίσωμα είχε σχεδόν 4 φορές μειωμένη αποτελεσματικότητα στην εξουδετέρωση του μεταλλαγμένου ιού.
Ωστόσο, οι 8 μεταλλάξεις του ιού δεν επηρέαζαν στον ίδιο βαθμό την ανθεκτικότητά του στα αντισώματα. Ο μεγαλύτερος βαθμός της ανθεκτικότητας προερχόταν από 2 συγκεκριμένες μεταλλάξεις.
Στο τελευταίο τους πείραμα, οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα υπερ-αντίσωμα συνδυάζοντας πρωτεΐνες οι οποίες είχαν εξελιχθεί έτσι ώστε να αναγνωρίζουν και να προσδένονται ευκολότερα στον ιό SARS-CoV-2. Η διαδικασία αυτή, γνωστή ως ωρίμανση συγγένειας αντισωμάτων (antibody affinity maturation) χρησιμοποιείται σήμερα στην παραγωγή των ενισχυτικών δόσεων για διάφορα εμβόλια. Ένα από τα στελέχη του ασθενούς, το οποίο εμφανίστηκε σχετικά αργά στην πορεία της λοίμωξης ήταν ικανό να αποφύγει την εξουδετέρωση ακόμα και από αυτό το υπερ-αντίσωμα. Το τελευταίο κατάφερε, ωστόσο, να αντιμετωπίσει όλες τις προηγούμενες μεταλλάξεις.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτό δείχνει ότι ο ιός τελικά θα εξελιχθεί έτσι ώστε να αποφεύγει την εξουδετέρωση ακόμα και από τα πλέον ισχυρά αντισώματα που χρησιμοποιούνται σήμερα. Κατά συνέπεια, θα πρέπει να προλάβουμε την εξέλιξή του, δημιουργώντας αντισώματα τώρα, πριν προλάβουν ακόμα να εμφανιστούν νέες μεταλλάξεις.
Προλαβαίνοντας την Εξέλιξη του Ιού
Τα παραπάνω αποτελέσματα συνολικά υπογραμμίζουν την ανάγκη να κατανοήσουμε άμεσα την αλληλεπίδραση των αντισωμάτων με τον ιό SARS-CoV-2 Το γεγονός αυτό θα μας επιτρέψει να προβλέψουμε τις μεταλλάξεις του ιού και να αναπτύξουμε εγκαίρως τις κατάλληλες θεραπείες.
Βραχυπρόθεσμα, αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να αναπτυχθούν εμβόλια και θεραπείες που στοχεύουν πιο σταθερά κομμάτια του ιού, τα οποία έχουν μικρότερη πιθανότητα να μεταλλαχθούν.
Μακροπρόθεσμα, θα πρέπει να απομακρυνθούμε από τα εμβόλια και τις θεραπείες που στοχεύουν στην ανοσία από τα αντισώματα και να επικεντρωθούμε περισσότερο στην κυτταρική ανοσία (Τ λεμφοκύτταρα).
Το σημαντικότερο κομμάτι, ωστόσο, αυτή τη στιγμή είναι να παραμείνουμε ένα βήμα μπροστά από τον ιό προλαβαίνοντας τις μεταλλάξεις του μέσω αύξησης των γενετικών ελέγχων. Αυτό σημαίνει ότι όταν ένας ασθενής κάνει εξετάσεις για COVID-19, θα πρέπει πάντοτε να ανιχνεύονται και οι μεταλλάξεις στο στέλεχος από το οποίο μολύνθηκε. Η δυνατότητα αυτή υπάρχει και χρησιμοποιείται ήδη τυπικά σε ορισμένες χώρες.