Hned na počátku pandemie covidu-19 vědci zjistili, jak se virus SARS-CoV-2, který tuto nemoc způsobuje, dostává do buněk. Všechny současné vakcíny proti covidu a také všechny léky na principu protilátek jsou vyrobeny tak, aby narušily tuto cestu do buněk, která vyžaduje receptor zvaný ACE2.
Mutace umožnila koronaviru najít alternativní cestu do lidských buněk
Vědci z Washington University School of Medicine v St. Louis teď ale zjistili, že jediná mutace dává viru SARS-CoV-2 schopnost pronikat do buněk jinou cestou, která vůbec nevyžaduje receptor ACE2. To mu otevírá možnost vyhnout se protilátkám proti covidu-19 nebo vakcínám, ale vědci nenašli důkazy o tom, že by se mu to zatím povedlo.
Tento objev však ukazuje, že virus se může měnit neočekávanými způsoby a nacházet nové cesty, jak způsobit infekci. Mikrobiologové výsledky popsali ve studii, která vyšla 23. června v časopise Cell Reports.
„K této mutaci došlo na jednom z míst, které se při cirkulaci viru v lidské populaci hodně mění,“ uvedla spoluautorka studie Sebla Kutluayová. „Virus využívá vstup závislý na ACE2. V tomto případě jsme ale objevil alternativní způsob, jak může infikovat klíčový typ buněk – lidské plicní buňky. Virus získal tuto schopnost prostřednictvím mutace, o které víme, že se v populaci vyskytuje. Je to něco, o čem rozhodně potřebujeme vědět více.“
Překvapení ze zkumavky
Tento objev byl vlastně náhodný. V loňském roce Kutluayová a její spoluautoři plánovali studovat molekulární změny, ke kterým dochází uvnitř buněk napadených virem SARS-CoV-2. Většina vědců studuje SARS-CoV-2 v ledvinových buňkách primátů, protože v nich dobře roste, ale Kutluay a Major považovali za důležité provést studii v plicních nebo jiných buňkách podobných těm, které virus napadá přirozeně. Aby našli vhodnější buňky schopné lépe „pěstovat“ virus SARS-CoV-2, prověřili 10 buněčných linií plic a buněk hlavy a krku.
Výsledek byl nečekaný: jedinou buněčnou kulturou, která byla schopná být infikována novým koronavirem, totiž byla ta, kterou vědci zařadili do takzvané kontrolní skupiny – tedy ta, která vůbec neměla receptor ACE2 a virus ji tedy vůbec neměl být schopný infikovat. „Byla to lidská buněčná linie rakoviny plic bez detekovatelného ACE2. Takže to bylo šílené překvapení,“ uvedli autoři výzkumu.
Když tento zcela nečekaný výsledek prověřili, zjistili, že virus, který používali k pokusům, zmutoval. Původně ho získali od muže ze státu Washington, který měl covid – ale tím, jak ho vědci pěstovali a množili v laboratoři, získal nějak jednu mutaci, která vedla ke změně jediné aminokyseliny na pozici 484 v hrotovém proteinu viru. SARS-CoV-2 používá tento hrot k připojení k ACE2 a pozice 484 je častým místem mutace.
Ve variantách viru od lidí a myší a ve viru vypěstovaném v laboratoři byla nalezena řada mutací na stejné pozici. Některé z mutací nalezených ve vzorcích viru odebraných lidem jsou totožné s mutací, kterou Kutluay a Major našli ve své variantě. Obě obávané varianty Alpha a Beta mají mutace na pozici 484, přestože se tyto mutace jinak liší.
Tato pozice se v průběhu času mění v lidské populaci i v laboratoři. „Vzhledem k našim údajům a údajům ostatních je možné, že virus je pod selekčním tlakem, aby se dostal do buněk bez použití ACE2. V mnoha ohledech je děsivá představa, že světová populace bojuje s virem, který diverzifikuje mechanismy, jimiž může infikovat buňky,“ uvedli vědci.
Aby zjistili, jestli schopnost využívat alternativní cestu vstupu umožňuje viru uniknout protilátkám proti covidu nebo vakcínám, srovnali účinek viru na séru odebraném od vyléčených i očkovaných. Zjistili sice drobnější rozdíly, ale obecně byly protilátky a krevní séra i proti viru s mutací účinné.
Spousta neznámých
Zatím není jasné, jestli tato alternativní cesta už nějak funguje i v reálných podmínkách, když jsou lidé nakažení virem SARS-CoV-2 – anebo jestli se jednalo jen o výjimečnou náhodu v laboratoři. Než se vědci začnou touto otázkou zabývat, musí ale nejprve najít alternativní receptor, který virus používá k průniku do buněk. A ten zatím neznají, byť ho hledají.
„Je možné, že virus používá ACE2, dokud mu nedojdou buňky s ACE2, a teprve pak přejde na použití této alternativní cesty,“ řekla Kutluayová. „Dokud ale nevíme, jaký receptor virus využívá, nemůžeme říci, jaký význam to bude mít.“