SARS-CoV-2. (Jason Roberts/VIDRL/Doherty Institute) Die Zeitleiste der COVID 19 Pandemie war von einer Reihe katastrophaler Wellen geprägt: Ansteigende Infektionswellen breiteten sich über die ganze Welt aus, häufig angeführt von neu entwickelten Varianten des Erregers wie Delta und Omicron.
Das ist einfach wie sich die virale Evolution auswirken kann , Natürlich. Aber SARS-CoV-2 ist ungewöhnlich erfolgreich und gefährlich Virus ; Teil dessen, was den Roman ausmacht Coronavirus „So beeindruckend ist seine unaufhörliche Neuheit – die ungewöhnlich schnelle Geschwindigkeit, mit der neue Varianten zu entstehen scheinen.
„Was wir bei den Varianten von SARS-CoV-2, insbesondere bei den besorgniserregenden Varianten, gesehen haben, ist, dass sie viel mehr Mutationen durchlaufen haben, als wir bei der normalen Evolutionsgeschwindigkeit ähnlicher Coronaviren erwarten würden.“ erklärt Der Infektionskrankheitsforscher Sebastian Duchene vom Peter Doherty Institute for Infection and Immunity in Australien.
Normalerweise, so Duchene, Viren neigen dazu, relativ konstant zu mutieren, wobei es vielleicht ein Jahr oder länger dauert, bis eine neue Virusvariante entsteht. Aber das Coronavirus scheint sich nicht an diesen Kalender zu halten.
'Der Delta-Variante , zum Beispiel, ist innerhalb von nur sechs Wochen aus seiner Urform hervorgegangen“, sagt Duchene .
In einem neue Studie Duchene und andere Forscher wollten untersuchen, woher dieser dramatisch beschleunigte Zeitrahmen kommt.
Sie analysierten die Genomsequenzdaten von SARS-CoV-2, um zu untersuchen, wie die Entstehung von besorgniserregende Varianten (VOCs, die virulentesten und schädlichsten Abstammungslinien) könnten mit Veränderungen im Zusammenhang stehen Substitutionsrate des Virus: die Geschwindigkeit, mit der neue Mutationen im genetischen Code des Erregers entstehen.
Den Forschern zufolge deutet die Hintergrundsubstitutionsrate von SARS-CoV-2 darauf hin, dass das Virus jeden Monat etwa zwei Mutationen erfährt.
Aber VOCs sind ein ganz anderes Biest: Varianten wie Alpha, Beta, Gamma und Delta erwerben in relativ kurzer Zeit zahlreiche Mutationen, die jeweils Dinge wie die Infektiosität, die Replikationsfähigkeit, den Fitnessgrad usw. der Varianten verändern können .
„Die schiere Anzahl der in diesen vier VOCs beobachteten Mutationen ist viel höher als das, was nach phylogenetischen Schätzungen der Nukleotid-Evolutionsrate von SARS-CoV-2 zu erwarten wäre“, so die Forscher erklären in ihrem Artikel , geleitet vom Erstautor John Tay, einem Bioinformatikforscher am Doherty Institute.
Dem Team zufolge ist das Geheimnis der beschleunigten Mutation der VOCs kein konstantes, andauerndes Phänomen, sondern etwas, das scheinbar vorübergehend in der Evolution des Virus geschieht und kurz vor der Entstehung von Varianten stattfindet.
„Wir finden überzeugende Beweise dafür, dass ein episodischer und kein langfristiger Anstieg der Substitutionsrate der Entstehung von VOCs zugrunde liegt.“ schreibt das Team .
Die erhöhte Substitutionsrate ist etwa viermal höher als die Schätzung der phylogenetischen Hintergrundrate für SARS-CoV-2, aber die Analyse legt nahe, dass die Anhäufung von Mutationen in einem komprimierten Ausbruch erfolgt: vielleicht nur vier Wochen für die Beta-Variante und sechs Wochen für die Delta-Variante.
Bei anderen Varianten dauerte es länger, wobei angenommen wurde, dass sich die Gamma-Variante im Laufe von 17 Wochen entwickelt hat, während die Alpha-Variante 14 Wochen benötigte.
So ist es, aber wir sind uns nicht ganz sicher, warum es überhaupt zu diesen Mutationsausbrüchen kommt.
Die Forscher sagen, dass die Entstehung von VOCs der Fall ist wahrscheinlich durch natürliche Selektion bedingt . Weitere relevante Faktoren könnten Infektionen in ungeimpften Bevölkerungsgruppen sein – die eine leichtere Verbreitung und Entwicklung des Virus ermöglichen könnten – und anhaltende Infektionen bei bestimmten Personen, wie z. B. immungeschwächten Patienten, die ebenfalls dazu führen können veränderte Virusdynamik .
Obwohl wir immer noch vieles darüber nicht vollständig verstehen, was so viele schnelle Mutationen bei SARS-CoV-2 auslöst, bedeutet die Tatsache, dass wir diese Ereignisse sehen und verfolgen können, dass eine kontinuierliche genomische Überwachung des Virus von entscheidender Bedeutung ist.
Dies könnte uns eine Chance geben, die nächste Welle zu stoppen – anstatt sie zu erwischen.
„Dies spricht für eine sehr gute genomische Überwachung, da wir die Zwischenformen von Omicron nicht gefangen haben, und sicherlich gab es einige“, sagte Duchene Der Sydney Morning Herald .
„Stellen Sie sich vor, Sie hätten Omicron bei den ersten Patienten entdecken können – wenn Sie die Ausbreitung von dort aus verhindern könnten, dann wären wir nicht in der Situation, in der wir jetzt sind.“
Über die Ergebnisse wird berichtet Molekularbiologie und Evolution .