Η βιολογία του κορωνοϊού
Ε
δώ και ένα χρόνο η ανθρωπότητα βρίσκεται αντιμέτωπη με τις αρνητικές συνέπειες μίας νέας πανδημίας κορωνοϊού, του επονομαζόμενου SARS-CοV-2. Έχουν βέβαια προηγηθεί άλλες δύο επιδημίες κορωνοϊού, ο SARS-CοV το 2002-2004 και ο MERS-CoV το 2012, οι οποίες, αν και αρκετά θανατηφόρες, συνέβαλαν στην περαιτέρω μελέτη και κατανόηση της βιολογίας της συγκεκριμένης οικογένειας ιών. Είναι γνωστό ότι οι κορωνοϊοί μολύνουν το ανώτερο αναπνευστικό σύστημα και τη γαστρεντερική οδό πουλιών και θηλαστικών. Το κοινό χαρακτηριστικό τους είναι ότι πρόκειται για ιούς με περίβλημα (enveloped), που φέρουν ως γονιδίωμα ένα μονόκλωνο RNA θετικής πολικότητας. Έχουν σχήμα σφαιρικό και φέρουν στην επιφάνειά τους προεξέχουσες γλυκοζυλιωμένες πρωτεΐνες (γλυκοπρωτεΐνες S), που ονομάζονται αιχμές (spikes). Κάτω από το μικροσκόπιο, οι πρωτεΐνες αυτές μοιάζουν με κορώνα. Ο ρόλος τους βρίσκεται στην πρόσδεση του ιού στο ανθρώπινο κύτταρο και συγκεκριμένα στον υποδοχέα ACE (μετατρεπτικό ένζυμο της αγγειοτενσίνης 2) του οποίου η δράση στο ανθρώπινο κύτταρο αφορά στη διατήρηση της ισορροπίας υγρών και ηλεκτρολυτών. Την πρόσδεση του ιού ακολουθεί η πρωτεόλυση των πρωτεϊνών S από ένζυμα του κυττάρου ξενιστή, διαδικασία που επιτείνει την είσοδο του ιού στον ξενιστή. Μία ανθρώπινη πρωτεάση, η ΤMPRSS2, έχει αποδειχτεί ότι εμπλέκεται σε σημαντικό βαθμό στο στάδιο αυτό. Διόλου τυχαίο ότι η ΤMPRSS2 εκφράζεται ως επί το πλείστον στην αναπνευστική οδό, και εν μέρει δικαιολογεί την πορεία και παθογένεια του SARS-CοV-2. Την είσοδο του ιού στο ανθρώπινο κύτταρο ακολουθεί η απελευθέρωση του γενετικού του υλικού στο κυτταρόπλασμα του ανθρώπινου κυττάρου, διαδικασία που επιφέρει ντόμινο εξελίξεων, οι οποίες είναι αυστηρά
34
news
ρυθμισμένες σε τόπο και χρόνο. Ο ιός εκμεταλλευόμενος τον μηχανισμό του κύτταρου ξενιστή παράγει νέα ιϊκά σωματίδια τα οποία εξέρχονται του κυττάρου με εξωκύττωση. Τα νέα ιικά σωματίδια φέρουν, όπως κι ο αρχικός ιός, τις πρωτεΐνες S (spike) στην επιφάνειά τους καθώς και τις δομικές πρωτεΐνες της μεμβράνης Μ (membrane), του νουκλεοκαψιδίου Ν (nucleocapsid) και του φακέλου Ε (envelope), οι οποίες αποτελούν μέρος του περιβλήματος του ιού. Αυτές οι πρωτεΐνες (βιοδείκτες) χρησιμοποιούνται διαγνωστικά για τη μοριακή ανίχνευση του ιού, ενώ αποτελούν και στόχο για αντι-ιϊκές θεραπείες και τον σχεδιασμό των εμβολίων. Μελέτες έχουν αποκαλύψει πάνω από 300 αλληλεπιδράσεις μεταξύ του ιού και πρωτεϊνών του κυττάρου ξενιστή. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές εσωκλείουν και στρατηγικές προκειμένου ο SARS-CοV-2 να μείνει αλώβητος απέναντι στην ισχυρή ανοσοποιητική απόκριση του ξενιστή. Κυριότερο ρόλο σ’ αυτό παίζουν οι βοηθητικές πρωτεΐνες του ιού και συγκεκριμένα ένα σύμπλεγμα 15 πρωτεϊνών που εμπλέκεται στη μεταγραφή και κατόπιν έκφραση του γενετικού του υλικού. Ωστόσο ο ακριβής τρόπος λειτουργίας αυτών των βοηθητικών πρωτεϊνών παραμένει ως σήμερα άγνωστος. Αυτό που είναι σε γενικότερες γραμμές κατανοητό είναι ότι η λοίμωξη με SARS-CοV-2 οδηγεί σε καθυστερημένη έκκριση ιντερφερονών και στην απορρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος του ατόμου που έχει προσβληθεί. Οι σύγχρονες τεχνικές αλληλούχισης DNA επέτρεψαν την ανάλυση του γονιδιώματος του νέου κορωνοϊού σε σύντομο χρονικό διάστημα. Πρόκειται για ένα γονιδίωμα 30.000 βάσεων, από τα μεγαλύτερα του είδους. Φυλογενετικές μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι ο ιός SARS-CοV-2 φέρει ~80% ομοιότητα με τον προκάτοχό του SARS-CοV του 2002-
Αγγελική Βασιαγεώργη MSc Μοριακή Βιολόγος Βούλα Βελισσαρίου PhD, Κλινική Κυτταρογενετίστρια, Επιστημονοκή Υπεύθυνη Τμήματος Γενετικής και Μοριακής Βιολογίας Ειρήνη Λουίζου MSc, PhD Εργαστηριακή Γενετίστρια (ErCLG), Υπεύθυνη Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας
