Virusi vya SARS-CoV-2 vimebadilika. Aitor Diago / Moment kupitia Picha za Getty

Virusi vya SARS-CoV-2 vimebadilika haraka. Hiyo ni wasiwasi kwa sababu haya zaidi anuwai zinazoweza kupitishwa za SARS-CoV-2 sasa wako Amerika, Uingereza na Afrika Kusini na nchi zingine, na watu wengi wanashangaa ikiwa chanjo za sasa zitalinda wapokeaji kutoka kwa virusi. Kwa kuongezea, wengi wanauliza ikiwa tutaweza endelea mbele ya anuwai za baadaye za SARS-CoV-2, ambayo hakika itatokea.

Katika maabara yangu Ninasoma muundo wa Masi ya virusi vya RNA - kama ile inayosababisha COVID-19 - na jinsi zinavyoiga na kuzidisha katika mwenyeji. Kama virusi huambukiza watu zaidi na janga linaenea, SARS-CoV-2 inaendelea kubadilika. Utaratibu huu wa mageuzi ni wa kila wakati na inaruhusu virusi kuchukua sampuli ya mazingira yake na kuchagua mabadiliko ambayo hufanya ikue vizuri zaidi. Kwa hivyo, ni muhimu kufuatilia virusi kwa mabadiliko kama haya mapya ambayo yanaweza kuwafanya kuwa hatari zaidi, ya kuambukiza zaidi au yote mawili.

Watu wanasubiri chanjo ya COVID-19 wakati wa kizuizi cha tatu cha kitaifa cha England ili kuzuia kuenea kwa coronavirus. Picha za Gareth Fuller / PA kupitia Picha za Getty

Virusi vya RNA hubadilika haraka

Nyenzo ya maumbile ya virusi vyote imewekwa katika DNA au RNA; kipengele kimoja cha kupendeza cha Virusi vya RNA ni kwamba hubadilika haraka sana kuliko virusi vya DNA. Kila wakati wanapofanya nakala ya jeni zao hufanya makosa moja au machache. Hii inatarajiwa kutokea mara nyingi ndani ya mwili wa mtu ambaye ameambukizwa na COVID-19.

Mtu anaweza kufikiria kuwa kufanya makosa katika habari yako ya maumbile ni mbaya - baada ya yote, huo ndio msingi wa magonjwa ya maumbile kwa wanadamu. Kwa virusi vya RNA, badiliko moja tu katika chembechembe zake za asili linaweza kumfanya "amekufa." Hiyo sio mbaya sana ikiwa ndani ya seli ya mwanadamu iliyoambukizwa unatengeneza maelfu ya nakala na chache hazina faida tena.

Walakini, genome zingine zinaweza kuchukua mabadiliko ambayo yanafaa kwa uhai wa virusi: Labda mabadiliko inaruhusu virusi kukwepa kingamwili - protini ambayo mfumo wa kinga hutoa ili kupata virusi - au dawa ya kuzuia virusi. Mabadiliko mengine yenye faida yanaweza kuruhusu virusi kuambukiza aina tofauti ya seli au hata aina tofauti ya mnyama. Hii inawezekana ni njia iliyoruhusiwa SARS-CoV-2 kuhamia kutoka popo kwenda kwa wanadamu.

Mabadiliko yoyote ambayo huwapa wazao wa virusi faida ya ukuaji wa ushindani itapendelewa - "itachaguliwa" - na kuanza kuzidi virusi vya mzazi asili. SARS-CoV-2 inaonyesha sehemu hii sasa na anuwai mpya zinazotokea ambazo zina kuimarishwa mali ya ukuaji. Kuelewa asili ya mabadiliko haya kwenye genome itawapa wanasayansi mwongozo wa kukuza hatua za kupinga. Hii ndio hali ya paka-na-kipenzi.

Katika mgonjwa aliyeambukizwa kuna mamia ya mamilioni ya chembe za virusi vya kibinafsi. Ikiwa ungeingia na kuchukua virusi moja kwa wakati katika mgonjwa huyu, utapata mabadiliko kadhaa au anuwai kwenye mchanganyiko. Ni swali la yupi ana faida ya ukuaji - ambayo ni, ambayo inaweza kubadilika kwa sababu ni bora kuliko virusi vya asili. Hao ndio watakaofanikiwa wakati wa janga hilo.

Kati ya mabadiliko ambayo yamegunduliwa, ni moja ya wasiwasi zaidi?

Tofauti yoyote moja au mabadiliko katika virusi labda sio shida. Mabadiliko moja katika protini ya spike - ambayo ni mkoa wa virusi ambao hushikilia seli za binadamu - labda haitakuwa tishio kubwa wakati jamii ya matibabu inazindua chanjo.

Tofauti mpya ya SARS-CoV-2 coronavirus, B.1.1.7., Ilitambuliwa kwa mara ya kwanza nchini Uingereza mnamo Desemba. Kitu nyekundu ni protini ya spike ya coronavirus, na inashirikiana na kipokezi (cha bluu) cha ACE2 kwenye seli ya mwanadamu ili kuiambukiza. Mabadiliko ya lahaja mpya yameandikwa, kuonyesha msimamo wao kwenye protini ya spike. Juan Gaertner / Maktaba ya Picha ya Sayansi kupitia Picha za Getty

Chanjo za sasa hushawishi mfumo wa kinga kutoa kingamwili zinazotambua na kulenga protini ya spike kwenye virusi, ambayo ni muhimu kwa seli za binadamu zinazovamia. Wanasayansi wameona mkusanyiko wa mabadiliko mengi katika protini ya spike katika lahaja ya Afrika Kusini.

Mabadiliko haya huruhusu SARS-CoV-2, kwa mfano, kushikamana kwa nguvu zaidi kwa kipokezi cha ACE2 na kuingiza seli za binadamu kwa ufanisi zaidi, masomo ya awali ambayo hayajachapishwa. Mabadiliko hayo yanaweza kuwezesha virusi kuambukiza seli kwa urahisi zaidi na kuongeza kuambukizwa kwake. Kwa mabadiliko mengi katika protini ya spike, chanjo haziwezi tena kutoa mwitikio mkali wa kinga dhidi ya virusi hivi tofauti. Hiyo ni whammy mara mbili: chanjo isiyofaa na virusi vikali zaidi.

Hivi sasa, umma hauhitaji kuwa na wasiwasi juu ya chanjo za sasa. Watengenezaji wanaoongoza wa chanjo wanafuatilia jinsi chanjo zao zinadhibiti anuwai mpya na wako tayari kurekebisha muundo wa chanjo ili kuhakikisha kuwa watalinda dhidi ya anuwai hizi zinazoibuka. Moderna, kwa mfano, alisema kuwa itarekebisha sindano ya pili au nyongeza kulinganisha kwa karibu zaidi mlolongo wa lahaja ya Afrika Kusini. Itabidi tungoje tuone, kwa kuwa watu wengi wanapokea chanjo, ikiwa viwango vya maambukizi vitashuka.

Kwa nini ni kupunguza ufunguo wa maambukizi?

Kushuka kwa viwango vya maambukizi kunamaanisha maambukizo machache. Kurudia virusi kidogo husababisha fursa chache za virusi kubadilika kwa wanadamu. Ukiwa na nafasi ndogo ya kubadilika, mabadiliko ya virusi hupungua na kuna hatari ndogo ya anuwai mpya.

Jumuiya ya matibabu inahitaji kufanya msukumo mkubwa na kupata watu wengi chanjo na hivyo kulindwa iwezekanavyo. Ikiwa sivyo, virusi vitaendelea kukua kwa idadi kubwa ya watu na kutoa anuwai mpya.

Jinsi tofauti mpya ni tofauti

The Lahaja ya Uingereza, inayojulikana kama B.1.1.7., Inaonekana kumfunga zaidi kwa kipokezi cha protini kinachoitwa ACE2, ambayo iko juu ya uso wa seli za binadamu.

Sidhani tumeona ushahidi wazi kwamba virusi hivi ni vya magonjwa zaidi, ambayo inamaanisha kuwa mbaya zaidi. Lakini zinaweza kuambukizwa haraka au kwa ufanisi zaidi. Hiyo inamaanisha kuwa watu wengi wataambukizwa, ambayo inatafsiriwa kwa watu wengi ambao watalazwa hospitalini.

[Ujuzi wa kina, kila siku. Jisajili kwa jarida la mazungumzo.]

Tofauti ya Afrika Kusini, inayojulikana kama 501. V2, ina mabadiliko kadhaa kwenye jeni ambalo huweka protini ya spike. Mabadiliko haya kusaidia virusi kukwepa majibu ya kingamwili.

Antibodies zina usahihi mzuri kwa lengo lao, na ikiwa lengo hubadilika kidogo, kama ilivyo na tofauti hii - ambayo wataalam wa virolojia huiita epuka mutant - antibody haiwezi tena kumfunga kwa nguvu, kwani inapoteza nguvu yake ya kulinda.

Kwa nini tunahitaji kufuatilia mabadiliko?

Tunataka kuhakikisha kuwa vipimo vya uchunguzi hugundua virusi vyote. Ikiwa kuna mabadiliko katika nyenzo za maumbile ya virusi, kingamwili au mtihani wa PCR hauwezi kuigundua kwa ufanisi au kabisa.

Ili kuhakikisha kuwa chanjo itafanya kazi vizuri, watafiti wanahitaji kujua ikiwa virusi vinabadilika na kutoroka kingamwili ambazo zilisababishwa kupitia chanjo.

Sababu nyingine ambayo ufuatiliaji wa anuwai mpya ni muhimu ni kwamba watu ambao wameambukizwa wanaweza kuambukizwa tena ikiwa virusi vimebadilika na mfumo wao wa kinga hauwezi kuitambua na kuifunga.

Njia bora ya kutafuta anuwai zinazoibuka katika idadi ya watu ni kufanya mpangilio wa virusi vya SARS-CoV-2 kutoka kwa sampuli za wagonjwa katika asili anuwai ya maumbile na maeneo ya kijiografia.

Watafiti wanaokusanya data zaidi, watengenezaji bora wa chanjo wataweza kujibu mapema mabadiliko makubwa katika idadi ya virusi. Vituo vingi vya utafiti kote Amerika na ulimwengu ni kuongeza uwezo wao wa upangaji kukamilisha hili.

Kuhusu Mwandishi

Richard Kuhn, Profesa wa Sayansi ya Baiolojia, Chuo Kikuu cha Purdue

Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana:

Mwili Huweka Alama: Akili ya Ubongo na Mwili katika Uponyaji wa Kiwewe

na Bessel van der Kolk

Kitabu hiki kinachunguza uhusiano kati ya kiwewe na afya ya mwili na akili, kikitoa maarifa na mikakati ya uponyaji na kupona.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

Pumzi: Sayansi Mpya ya Sanaa Iliyopotea

na James Nestor

Kitabu hiki kinachunguza sayansi na mazoezi ya kupumua, kutoa maarifa na mbinu za kuboresha afya ya mwili na akili.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

Kitendawili cha Mimea: Hatari Zilizofichwa katika Vyakula "Zenye Afya" vinavyosababisha Ugonjwa na Kuongezeka kwa Uzito.

na Steven R. Gundry

Kitabu hiki kinachunguza uhusiano kati ya lishe, afya na magonjwa, na kutoa maarifa na mikakati ya kuboresha afya na siha kwa ujumla.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

Kanuni ya Kinga: Mtazamo Mpya wa Afya Halisi na Kupambana na Kuzeeka Kubwa

na Joel Greene

Kitabu hiki kinatoa mtazamo mpya kuhusu afya na kinga, kikizingatia kanuni za epijenetiki na kutoa maarifa na mikakati ya kuboresha afya na kuzeeka.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza

Mwongozo Kamili wa Kufunga: Uponye Mwili Wako Kupitia Mfungo wa Mara kwa Mara, Siku Mbadala, na Kufunga kwa Kurefusha.

na Dk. Jason Fung na Jimmy Moore

Kitabu hiki kinachunguza sayansi na mazoezi ya kutoa maarifa ya kufunga na mikakati ya kuboresha afya na siha kwa ujumla.

Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza