Синергічні мутації, виявлені у варіанті омікрон SARS-CoV-2

Певні зміни в генетичному матеріалі патогенів можуть змінити їх здатність інфікувати клітини людини або краще захищати їх від захисту з боку імунної системи. Дослідники змогли спостерігати цей ефект особливо вражаюче у вірусу SARS-CoV-2.

Під час пандемії коронавірусу міждисциплінарна команда TWINCORE, Центру експериментальних і клінічних досліджень інфекцій у Ганновері, Німеччина, досліджувала взаємодію між парами мутацій, які могли спровокувати деякі з цих змін в поширені інфекційного процесу та імунітеті.

Тепер вони опублікували свої висновки в журналі Genome Biology.

Мутації в геномі вірусів або бактерій відбуваються кожного разу, коли відбувається реплікація генетичного матеріалу, і рідко мають позитивний ефект. Якщо вони це роблять, вони надають патогену нові характеристики. Одним із таких прикладів є «викликаючі мутації», які дозволяють вірусу уникати захисту імунної системи організму-господаря. Інші мутації можуть збільшити інфекційність. Якщо кілька таких мутацій відбуваються одночасно, їхній сукупний ефект зазвичай є лише сумою ефектів окремих мутацій. Але це не завжди так.

«Це явище, завдяки якому пари мутацій діють синергетично, називається епістатичною взаємодією», — говорить професор Марко Галардіні, керівник дослідницької групи RESIST «Системна біологія мікробних спільнот» в Інституті молекулярної бактеріології в TWINCORE. Біоінформатик очолює проект, у якому також беруть участь дослідники з інших відділів TWINCORE та Центру дослідження інфекцій імені Гельмгольца в Брауншвейзі.

«У омікрон-варіанті SARS-CoV-2 спостерігалися як мутації виходу, так і підвищена інфекційність», — каже Галардіні. «Епістатична взаємодія може дозволити патогенам набути сприятливих властивостей, навіть якщо окремі мутації шкідливі». Команда Галардіні хотіла докопатися до суті цієї незвичайної знахідки. Більшу частину біоінформаційної роботи виконав Габріель Інноченті, запрошений дослідник у лабораторії у 2022 році, а тепер доктор філософії, студент Віденського медичного університету.

Дослідники виграли від того факту, що жоден інший патоген не має стільки даних про послідовність, як коронавірус SARS-CoV-2.

«Ми змогли працювати з 15 мільйонами послідовностей геномів, які були зібрані по всьому світу під час пандемії», — каже Галардіні.

«Нас особливо цікавило, як рано можна виявити цей ефект і чи можна його взагалі передбачити на основі послідовностей генома», — додає Інноченті. У своєму комп’ютерному моделюванні вчені змогли продемонструвати передбачення відомої епістатичної взаємодії лише за допомогою семи послідовностей генома.

Тоді дослідницька група змогла довести в лабораторних експериментах, що віруси дійсно вступають у взаємодії, передбачені в моделі. Вони співпрацювали з партнерами з кластеру досконалості RESIST. «Віруси поводяться точно так само в інфікованих клітинних культурах », — каже Морін Обара, доктор філософії, студент Інституту експериментальних досліджень інфекцій TWINCORE. «Нашими експериментами ми змогли підтвердити моделювання команди Марко».

Галардіні перш за все досліджує генетичні властивості бактерій, наприклад, як сальмонела стає стійкою до антибіотиків. «Однак існує лише один мільйон наборів даних послідовності для сальмонели, що, безперечно, є дуже великою кількістю», — каже він. «Але величезна кількість послідовностей коронавірусу відкрила для нас ціле нове поле досліджень».

У майбутньому він також хоче застосувати свою модель до бактерій. Дані про послідовність із клініки можна потім проаналізувати, щоб визначити, чи можуть епістатичні взаємодії сприяти тому, що певні антибіотики більше не діють.

«Ми хочемо розробити систему попередження для лікарень», — каже Галардіні. Він також може спиратися на досвід інших дослідницьких груп міждисциплінарної мережі RESIST.

Перегляньте записи заходів що пройшли в межах Ukrainian Family Medicine Week: стратегії ефективного лікування

ДЖЕРЕЛО: https://medicalxpress.com/

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.