Έρευνα-Κορονοϊός: Πώς η γονιδιωματική επιτήρηση μπορεί να προβλέψει τις επόμενες μεταλλάξεις

by admin
3 views

Η ιχνηλάτηση των επαφών είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για τον έλεγχο της εξάπλωσης του κορονοϊού. Ένας από τους καινοτόμους τρόπους για την ενίσχυση της ιχνηλάτησης είναι και η «γονιδιωματική επιτήρηση», η οποία βασίζεται στην ιδέα ότι όταν ο ιός μεταδίδεται από άτομο σε άτομο κατά την διάρκεια μερικών μηνών, μπορεί να αποκτήσει τυχαίες παραλλαγές (μεταλλάξεις) στην ακολουθία του γενετικού του κώδικα.

Ομάδα μικροβιολόγων στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ντέιβις μελέτησε την ταχύτητα με την οποία μεταλλάχθηκε το γονιδίωμα του κορονοϊού κατά τη διάρκεια της πανδημίας και διαπίστωσε πόσο γρήγορα αυτές οι αλλαγές οδήγησαν σε νέα κρούσματα και την ταχεία εξάπλωση της ασθένειας.

«Η συσχέτιση γενετικών αλλαγών με την εμφάνιση νέων εστιών μόλυνσης, υποδηλώνει ότι η γονιδιωματική επιτήρηση μπορεί να παρέχει μια έγκαιρη προειδοποίηση για το τι πρόκειται να ακολουθήσει», γράφουν σε άρθρο τους στο Conversation, ο Μπαρτ Γουάιμερ, καθηγητής Υγείας και Αναπαραγωγής Πληθυσμού και ο Ντάργουιν Μπάντοϊ ερευνητής Παθοβιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Ντέιβις.

Οι μεταλλάξεις είναι αναμενόμενες και μπορούν να παρακολουθούνται

Από το 2012 περίπου, οι ερευνητές άρχισαν να αναπτύσσουν την αλληλούχιση γονιδιώματος ως τρόπο εντόπισης μολυσματικών ασθενειών. Με αυτή την τεχνική, οι επιστήμονες μπορούν να «διαβάσουν» ολόκληρο τον γενετικό κώδικα ενός οργανισμού, τον μακρύ κατάλογο των μορίων A, C, G και T δηλαδή, που περιλαμβάνουν τα διαγράμματα για τις πρωτεΐνες που εκτελούν τις λειτουργίες του κυττάρου.

Όταν τα παθογόνα μολύνουν έναν ξενιστή, αναπαράγονται. Σε αυτό το σημείο μπορεί να προκύψουν αλλαγές στον γενετικό κώδικα οι οποίες ονομάζονται μεταλλάξεις.

Οι μεταλλάξεις είναι απολύτως αναμενόμενες και ειδικά όταν πρόκειται για έναν τόσο μεταδοτικό ιό, όπως ο SARS-CoV-2. Κατά τη διάρκεια μιας επιδημίας κυκλοφορούν πολλές παραλλαγές του ίδιου ιού και ανάλογα με τη μεταδοτικότητά τους, επικρατούν ή όχι.

Ιστορικά, τα εργαστήρια δημόσιας υγείας έχουν παρακολουθήσει ιούς όπως ο SARS, η σαλμονέλα και ο Έμπολα. Με την εξέλιξη της τεχνολογίας της αλληλουχίας του γονιδιώματος, οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι το ίδιο παθογόνο μπορεί να χωριστεί σε πολλούς διαφορετικούς υποπληθυσμούς με βάση τη γενετική παραλλαγή.

Διάγνωση του ιού και αλληλουχία

Το διαγνωστικό τεστ PCR ανιχνεύει τον κορονοϊό και παρέχει σημαντικά δεδομένα σχετικά με το πόσα άτομα έχουν μολυνθεί σε συγκεκριμένη ώρα και μέρος.

Ωστόσο δεν αλληλουχεί ολόκληρο το γονιδίωμα, το οποίο αποτελείται από 30.000 νουκλεοτίδια. Το τεστ PCR αναζητά μόνο ένα μικρό τμήμα του γενετικού κώδικα του κορονοϊού – το γονίδιο που σχετίζεται με την πρωτεΐνη ακίδα του ιού που τον βοηθά να μολύνει ανθρώπινα κύτταρα. Ως εκ τούτου δεν ανιχνεύει μεταλλάξεις που συμβαίνουν σε άλλα μέρη του γονιδιώματος εφόσον δεν τις ψάχνει.

Συσχέτιση παραλλαγών και εστιών

«Για να καταλάβουμε τον ρόλο αυτών των μεταλλάξεων, συνδέσαμε άμεσα τις παραλλαγές που υπάρχουν σε μια συγκεκριμένη στιγμή και μέρος με τον αναπαραγωγικό αριθμό του κορονοϊού, γνωστός ως R», λένε οι επιστήμονες.

Ο R είναι ο αναμενόμενος αριθμός κρουσμάτων που προκύπτουν άμεσα από ένα κρούσμα σε έναν πληθυσμό όπου όλα τα άτομα είναι επιρρεπή στην μόλυνση.  

«Συνδέοντας άμεσα τον R με την επικρατούσα παραλλαγή, καταφέραμε να εντοπίσουμε τη συγκεκριμένη μετάλλαξη που προέκυψε και αύξανε την εξάπλωση του ιού. Διαπιστώσαμε ότι καθώς οι νέες παραλλαγές έγιναν πιο συχνές, αυξήθηκαν και τα θετικά τεστ», αναφέρουν στο άρθρο τους οι επιστήμονες.

Συγχωνεύοντας την γονιδιωματική με την κλασική επιδημιολογία, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα εργαλείο που υπολογίζει τις αναδυόμενες παραλλαγές και τον R, με σκοπό να εκτιμήσουν πόσο γρήγορα θα εξαπλωθούν τα κρούσματα και ποιες παραλλαγές είναι πιο πιθανό να προκαλέσουν νέα κρούσματα.

«Για να δοκιμάσουμε αυτήν την προσέγγιση, συσχετίσαμε τον γονότυπο SARS-CoV-2 με το καθημερινό R κατά τους τρεις πρώτους μήνες της πανδημίας χρησιμοποιώντας 150 γονιδιώματα. Η μέθοδος μας πρόβλεψε μελλοντικές εστίες σε τέσσερις διαφορετικές χώρες με διαφορετικές στρατηγικές αντιμετώπισης», γράφουν οι επιστήμονες.

Στη συνέχεια, ανέλυσαν 20.000 γονιδιώματα από το Ηνωμένο Βασίλειο και έφτασαν στο ίδιο συμπέρασμα: οι νέες παραλλαγές οδήγησαν σε μεγαλύτερη μετάδοση του ιού και συνεχίζουν να εξαπλώνονται και να αυξάνονται.

«Ενσωματώνοντας δεδομένα αλληλουχίας γονιδιώματος με πληροφορίες σχετικά με τη δυνατότητα μετάδοσης, δημιουργήσαμε ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης, το οποίο μας επιτρέπει να προβλέψουμε τις επόμενες εστίες μετάδοσης. Στον πραγματικό κόσμο, η προειδοποίηση αυτή θα μπορούσε να ενημερώσει τις αποφάσεις για τη δημόσια υγεία σχετικά με τα μέτρα αντιμετώπισης της πανδημίας. Οι άνθρωποι μπορούν να προετοιμαστούν για προβλεπόμενα κρούσματα», καταλήγουν οι επιστήμονες.

ΠΗΓΗ: The Conversation

 

 

 

Περισσότερα Εδω

ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ

Συνεχίζοντας να χρησιμοποιείτε την ιστοσελίδα, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies. Περισσότερες πληροφορίες.

Οι ρυθμίσεις των cookies σε αυτή την ιστοσελίδα έχουν οριστεί σε "αποδοχή cookies" για να σας δώσουμε την καλύτερη δυνατή εμπειρία περιήγησης. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε αυτή την ιστοσελίδα χωρίς να αλλάξετε τις ρυθμίσεις των cookies σας ή κάνετε κλικ στο κουμπί "Κλείσιμο" παρακάτω τότε συναινείτε σε αυτό.

Κλείσιμο