Мутация короновируса: куда бежать от COVID-19

В канун Нового Года миллионы людей по всему миру получили сообщение в сети WhatsApp, приписываемые Роберту Ф. Кеннеди-младшему, о том, что РНК-вакцины «представляют собой генетические манипуляции» и наносят «непоправимый генетический ущерб». Этот спам вызвал нешуточную панику на фоне правительственных рапортов о надвигающейся вакцинации препаратом нового поколения и новостей о том, что новая мутация короновируса захватывает мир.

Доктор наук в области микробиологии, сотрудник тель-авивского университета, вирусолог Надежда Сигал рассказала Инне Блейзер как живет, развивается и мутирует вирус и, действительно ли, миллионам людей, привитым в первые дни нового года, «нанесено генетическое повреждение с необратимыми для здоровья последствиями».

Вирус: ни живой, ни мёртвый

– Сегодня Израиль впереди планеты всей в вакцинации. Мы перевалили за миллион. Но все же… Кто-то бежит прививаться, а кто-то сидит в карантине и боится. И вот мы слышим РНК, ДНК, генетика и вот, смотришь, мы уже и мутанты.

– А давайте начнем с азов. Что такое вирусы, откуда они взялись и что с ними будет в будущем. 

– И что такое вирусы?

– Я занимаюсь вирусами бактерий. Да-да, у бактерий тоже есть свои вирусы. Количество вирусов в нашем мире невероятно велико. Вы даже не представляете, сколько их всяких и разных. И они атакуют и бактерии, и водоросли, и грибы, и растения, и людей, и все, что только можно себе представить, и даже другие вирусы…

 «Вирусов, примерно, в 100 миллионов раз больше, чем звезд на небе.»

– Это самая распространенная сущность на земле. Их даже нельзя назвать живыми организмами. Большинство вирусов, как ни удивительно, находится в океане. В организме человека вирусов невероятно много, в 10 раз больше, чем клеток.

Больше, чем люди

– То есть мы больше вирусы чем, люди? 

– И большинство из этих вирусов не атакует человеческие клетки, а живут с ними в мире. У нас в кишечнике и бактерий, и вирусов, которые образуют стабильные экосистемы, в десять раз больше, чем тех, которые нас атакуют. И только небольшое количество бактерий или вирусов наносит нам какой-либо ущерб.

– То есть вирусы это не обязательно что-то отрицательное и вредное.

– Это просто базисный элемент и основа нашей жизни. Это первые элементы, которые зародили жизнь на земле. И обычно мы живем с ними, долго и счастливо.

«В среднем у 50 процентов людей в крови находят активные, несимптоматичные вирусы.»

– То есть мы являемся их носителями и даже не знаем об этом.

– В данный момент у вас, наверняка, есть около пяти к человеческих вирусов, начиная с ОРВИ и заканчивая герпесом. Как мы не можем жить без бактерий, так и бактерии не могут жить без своих вирусов. И все это общая экосистема.

– Эволюция…

– Еще более экстравагантным является тот факт, что, по разным оценкам, от 10 до 40 процентов нашего с вами генома имеет вирусное происхождение. В нашем геноме это находится с тех незапамятных времен, сто миллионов лет назад, когда еще не было многоклеточных животных. Вирусы составляют необходимую часть нашего генома, и влияют на его стабильность и на его функции. И, если бы не вирусы, то нас бы наверное с вами никогда бы и не было.

– Вирус это живой организм? Что это? 

– До сих пор это спорный вопрос. Нет единого мнения. Сначала надо определить, что такое жизнь, и что является живым организмом. Живой организм должен иметь обмен веществ, уметь самовоспроизводиться, адаптироваться, обмениваться информацией с внешней средой и к ней приспосабливаться.

– Итак, вирусы могут самовоспроизводится.

– Как паразитам, им нужен человек, такой «гостеприимный хозяин», клетку которого они будут использовать для самовоспроизведения. Они прекрасно эволюционируют. Но обмена веществ  у них нет. Поэтому ученый мир так и не определился, считать ли вирусы живыми, или не живыми.

Не путать ДНК с РНК

– Из чего же состоит вирус и как он размножается? 

– Это генетический материал, который заключен белковую оболочку. Цель белковой оболочки и белков, донести генетический материал до клетки носителя. И там уже, в генетическом материале, содержится инструкция, как используя наши ресурсы, строить новые вирусы и расселять их по миру. Вирусы глобально делятся на два вида. У одних генетический материал это ДНК, как у нас с вами. У других – генетическим материалом является РНК, так как они более древние сущности, чем мы. Отсюда и проистекает недоразумение, переодически люди путаются и считают, что РНК и является генетическим материалом у людей. 

«У людей и у всех высших созданий, начиная с бактерий, генетическая информация, котороя передается из поколения в поколение, кодируется исключительно на молекулах ДНК.»

– Ученые считают, что предыдущий мир, мир до бактерий, до жизни, был миром РНК. Есть вирусы, которые сохранили свою очень древнюю способность кодировать информацию из поколения в поколение на молекулах РНК. 

Краткий курс клеточной биологии

– Коронавирус, нынешняя мутация короновируса к ним и относится?

– Да, коронавирус это огромная группа. Наш короновирус, COVID-19, мутация короновируса, как и другие вирусы относится к РНК-вирусам. Чтобы понять, как работает клетка, которую вирус использует в своих целях, надо пройти краткий курс клеточной биологии за 5 минут. Глобально, наш мир, наша клетка, наш организм состоит из белков. 

«Вспомним определение жизни Энгельса: «Жизнь это форма существования белковых тел.» 

– Вся работа, которую наш организм выполняет, это производство белков, которые находятся в наших клетках. Генетическая информация, передается ДНК. Клетки, как известно, имеют ядро. В ядре находятся хромосомы, а вот в хромосомах – «кощеева смерть», то бишь ДНК. Ядро от остальной клетки отделено мембраной. Из клетки в ядро попасть нельзя. В мембране ядра есть «ворота». На «воротах» «часовые». У всех, кто хочет попасть в ядро, они спрашивают «паспорт». И только постоянные жители ядра могут пройти.

– Можно представить как будто наша генетическая информация защищена двойными воротами.

– Да, белки синтезируются в цитоплазме, в остальной части клетки, которая не ядро и там происходит основная строительная работа. Соответственно, чтобы создать новый образец клетки, клетка должна поделиться или создать зародыш. Чтобы с этим не произошло, информация, закодированная в ДНК, должна попадать в цитоплазму, через эти «ворота». Как же это происходит?  Для этого природа научилась использовать РНК. Этот вид РНК, на английском называют Messenger РНК (MRNK). MRNK берет информацию, закодированную в ДНК, на отдельно взятом кусочке, периодически сравнивая синтез белков.

«Как в компьютере hardware и software. Наш генетический материал, это hardware. Он содержит всю необходимую информацию, чтобы создать еще одну копию человека. Вся эта информация находится в ДНК. Но кто ответственен за программу воплощения? За то, какую часть software мы сегодня открываем, Word или EXcel.»

Мессенджер для клеток

– Это набор МРНК, который содержится в наших клетках. И их великое множество. 

«У человека примерно 30 тысяч генов.»

– Еще больше разных РНК и у каждого РНК, есть разное количество копий. И вот, все это собрание регулирует нашу жизнедеятельность. А так как жизнедеятельность зависит от температуры, времени года, времени суток и так далее, то молекулы РНК достаточно нестабильны и со временем  умирают, чтобы их можно было заменить. Из молекулы РНК клетка строит свои белки и функционирует. Если сейчас мы поели и нужно производить инсулин, светит солнце, надо производить витамин Дэ – включаются команды. Таким образом, информация в клетке передается из ДНК в РНК-белок. Этот принцип назван центральной догмой микроклеточной молекулярной биологии.

 «Из этого догмата есть одно любопытное исключение, ретровирусы, к которым принадлежит, например, вирус- СПИДа. Он единственный кодирует свою информацию РНК, и умеет превратить ее при попадании в организм в ДНК. Показать на воротах, как это сказать, поддельный паспорт.»

Мутация короновируса: Не убить самого себя

– Ни это ли является причиной, что до сих пор нет вакцины от ВИЧ? 

– Причин гораздо больше. Но в принципе, причина, почему вирусные заболевания очень тяжело лечить в том, что вирусы используют наши ресурсы, наши клетки. Вирус «не живой и не мертвый» и для него  невозможно, как для бактерии создать антибиотик и убить его. 

«То есть, один способ убить вирус есть, как сказал «великий» президент Трамп, это насыпать на него хлорки.»

– «А вы дустом его пробовали?»

– Но проблема в том, что хлорка убивает и все другие живые организмы. Это как борьба с раковыми клетками. Очень тяжело не убить себя самого. И поэтому антивирусных лекарств практически нет. Очень тяжело поймать вирус, мутация короновируса живет внутри нас и использует наши же ресурсы. Большинство  разработок прививок от СПИДа, это попытки предотвратить их попадание в клетку. И от гриппа тоже очень сложно создать вакцину, но потому что, он очень быстро мутирует, как и мутация короновируса. А вот вирусы, которые кодируются РНК как COVID -19, как все короновирусы, при попадании в клетку не идут в ядро. Потому что им ДНК не нужна. В клетке они сразу начинают запускать программу: РНК кодируют белки и пошло-поехало, можно создавать новые вирусы. Вот теперь мы готовы ответить на этот вопрос, как работает вакцина.

Как узнать, что заболел

– Как мы узнаем, что мы являемся носителем вируса? Вы сказали, что в каждом есть вирус.

– Например,если я сейчас болею, у меня много вирусов в крови. Их можно выделить, и попробовать заразить в «чашках петри» другие клетки человека. Но это не есть рутинное определение вируса. Конечно, их определяют по содержанию генетического материала. Но генетический материал не показывает жив вирус или нежив. На профессиональном языке это называется «инфективный». 

– То есть может ли этот вирус вызвать новую инфекцию?

– Или у него есть уже достаточно повреждений в его белковой оболочке и он не в состоянии распространять инфекцию. Все современные проверки базируются на том что, генетический материал можно проверить с помощью реакции, которая называется PCR-скрининг. Все стали специалистами и по этому методу тоже. Рутинная проверка включает три разных гена, которые специфичны для конкретного вируса. 

– При том, что PCR-скрининг не был первоначально задуман, как диагностическая проверка, и тем не менее, он используется не только для определения вирусов.

– PCR-скрининг был задуман изначально, чтобы облегчить жизнь ученым, которые давно умели выделять ДНК и не могли размножить его в лаборатории. GPS-навигатор же тоже не был придуман, чтобы мы ездили из дома в магазин. Это не релевантно для чего скрининг был придумана 60 лет тому назад. Кстати говоря, изобретение PCR произвело революцию в молекулярной биологии.

Что не покажет скрининг

– Сегодня это рутинная проверка.

– PCR-скрининг диагностирует сегодня все, начиная от мутации вирусов, до раковых маркеров. Это ведущий способ диагностики. Но проблема с вирусами, заключается в том, что эта проверка очень чувствительная. Допустим, вы болели и у вас осталось несколько копий РНК, которые уже не в состоянии вызвать ни заболевание, ни создать новый вирус и просто плавают где-то у вас там по крови или по слизистой. PCR-скринингу  достаточно мизерного количества генетического материала, чтобы  увидеть положительный результат. К этому относится большинство критики этого метода диагностики.

«Скрининг не показывает, есть ли у вас активный вирус, находитесь ли вы в процессе заболевания, в его начале или в его конце.» 

Как устроена вакцина

– Давайте вернемся к МРНК и к вакцине. Как она устроена?

– Ученые используют существующие клеточные механизмы, о которых мы говорили выше. МРНК это необходимый компонент нашей жизни. В оболочку МРНК мы упаковываем тот белок, который хотим произвести ради своего блага. Впрыснем это в мышцы, оболочки поглотятся клетками, потому что так они запрограммированы, и окажутся в цитоплазме наших клеток. А там начнут производить из него белок. Только произведут они белок не свой, а  тот который закодирован на МРНК. В случае с вакциной закодирован на нем самый важный для короновируса белок, который называется спайк.

– Это он ответственен за привязывание вируса к нашим клеткам?

– Наша иммунная система распознает чужой белок, чужого представителя в крови и начинает вырабатывать против него антитела. И тогда выработанные нами антитела, обнаружат при попадании короновируса белок спайк, привяжутся к нему и таким образом не возможно будет вирусу подсоединиться к нашим клеткам. Так работает эта вакцина.

Цена иммунотерапии 

– Этот механизм используется довольно давно  в онкологии.

– Известный вид иммунотерапии, который пытается научить наши же клетки отличать раковую клетку от не раковой и кодирует белки, которые характерны для данной раковой опухоли. Заоблачная стоимость данной технологии основная причина того, что эта вакцина появилась только сейчас. Думаю, что в докоронные времена, никому в здравом уме не пришло бы в голову, что правительства будут закупать миллионы и сотни миллионов прививок для всего населения.

«Чтобы привить все население Израиля, понадобится порядка миллиарда долларов.» 

– Кстати сказать, именно сумма бюджета, ответ на вопрос, почему была так быстро сделана прививка. До сих пор не было условий, когда можно было  вливать бесконечные средства в медицинские исследования. 

– В среднем производство нового лекарства оценивается в порядка миллиарда долларов. Я слышала, что Pfizer вложили порядка шести миллиардов. Это беспрецедентная сумма. Израиль это маленькое государство на 10 миллионов человек. В Америке проживают 400 миллионов. И, если каждому купить по сто долларовой вакцине, это колоссальная сумма.

– Почему же Израиль, где такая медицина и наука, не первый ввел эту вакцину?

– В Израиле вообще очень мало фрамокомпаний которые, в состоянии «поднять» новое лекарство. В Израильской экономике нет таких сумм. Я беру цифры из общедоступной прессы, где проскользнуло, что каждая доза такой прививки 100-150 шекелей. А это мы еще не добавили стоимость транспортировки и хранения.

Мы похожи друг на друга

– Но давайте вернемся к сообщению  WhatsApp, которое получила половина населения мира, где писали, что МРНК встроится в нашу ДНК и превратит нас в мутантов. 

– Теперь, когда мы знаем теперь как это работает, мы можем обсудить почему этого не произойдет. 

«МРНК не является носителем генетической информации людей. Нет известных человечеству механизмов, которые превращают МРНК обратно в ДНК.» 

– Нет известного механизма, который сможет из цитоплазмы доставить МРНК в ядро. И к тому же это абсолютно не жизнеспособная молекула. Она появляется в нашей клетке на очень короткое время и там же умирает. Вакцина запрограммирована на производство белка, достаточного, чтобы вызвать иммунный ответ.

– И вот у нас уже есть вакцина. И появился свет в конце туннеля. И можно уже мечтать что мы каким то образом, совладаем с COVID-19. И тут появляется мутация короновируса. 

– На самом деле, мутации всегда с нами. Мутируют все, мутируют всегда. Это и есть базисное определение самой жизни. Само появление COVID-19, является результатом мутации. Разные вирусы мутируют с разной скоростью, у них разная способность, разные механизмы. Это абсолютно естественный процесс. Например,  происхождение самого вируса приписывается к рекомбинации с несколькими другими коровирусами. 

«Только у летучих мышей есть 5 тысяч известных короновирусов. И то, что позволило короновирусу, которым болели мыши, привязываться к клеткам человека, это тоже мутация короновируса, которая произошла в белке спайк. Он научился распознавать и человеческие клетки.»

– Все живые организмы очень похожи друг на друга. Не такие уж большие изменения должны произойти в белке, чтобы вирус вместо мышки научился распознавать нас. Мы конечно не мышки, но мы примерно на 96 процентов мышки. Знали об этом? Примерно на 99.9 процентов, мы похожи друг на друга, включая межрасовые различия. На 99 процентов мы похожи на обезьян. Примерно на 96 – мы мышки. И примерно на 90 – дрожжи.

Мутация короновируса: цель – не убить

– Как-то наш приятель сказал, что ДНК нашей собаки схож с ДНК волка. И с тех пор мой муж зовет нашего йоркшира волчара.   

– Да, так оно и есть. Похожие последовательности ДНК. Это абсолютная правда. Все млекопитающие похожи примерно на 95 процентов. К обезьянам мы чуть ближе. Соответственно и вирус мутирует в любое время, в любой точке  мира и в любом организме. И это, собственно, является двигателем прогресса и эволюции. И мутация обычно приводит к спаду эпидемий. Потому как целью вируса обычно, является собственное распространение.

– То есть его цель не убить.

– С нашей смертью он сам погибает. Его целью является переходить от носителя к носителю. Таким образом размножаться. Поэтому обычно есть такое поверье, что, чем дальше продвигается эпидемия, тем большую нишу занимает мутация короновируса, которая менее вирулентна, то есть меньше наносит вреда своим  носителям, но лучше распространяется. Судя по всему это то, что сейчас и происходит в Англии. Эта мутация короновируса ведет к большому распространению. Но еще не очень известна ее клиническая картина. 

– Какой шанс, что вакцина будет эффективна и против нее?

– Шанс очень высок. Потому что вакцина  основывается на том, что мы, получая «месседж», сами вырабатываем антитела против всего. То, что теперь на белке спайка изменился маленький «чубчик», не должно повлиять на общую структуру. Соответственно, то что закодировано в МРНК файле, должно подойти. 

«Преимуществом этой технологии является то, что, если со обнаружится, что что-то новое, это легко внести. Просто будет закодирована новая мутация короновируса. Мы можем оказаться в ситуации напоминающей грипп, когда просто в каждый сезон будут подбирать вакцину под существующий  сегодня штамм.» 

– Так происходит с гриппом. 

– Да. Короновирус циркулирует уже год. У него были  мутации. Первые геномы вируса, которые попали в Израиль, уже не те, которые были в Ухани. Порядка десяти разновидностей опубликовали только китайцы. Судя по всему мутация короновируса распространяется не очень быстро.

Что закодировано в вакцине

 – Мы говорили о том, что в разных странах, разные штаммы. 

-У вируса есть много копий. Вопрос, чем этот штамм отличается от другого. На один нуклеотид, на одну букву в генетическом коде, на десять или на сто. И каково сочетание этих отличий. Большинство отличий нейтрально и никак не отразятся на жизнедеятельности ни самого вируса, ни зараженного им организма. В нас самих заложена «воспроизводимость» ошибок, у нас в организме нет двух одинаковых клеток. И это распространяется на вирусы, которые используют наши механизмы. Отсюда собственно и происходят раковые мутации. Чтобы заболеть раком человеку, надо накопить количество мутаций которые произошли  в его собственной клетке в результате их обычной нормативной жизнедеятельности или механизма старения.

– Но нас интересует конкретно тот белок, который закодирован в вакцине.

– Надеюсь, что наш сегодняшний разговор  прояснил многие вопросы и, может быть, кого-то успокоил. Может быть, кого-то убедил, что решения необходимо принимать на основе научной информации, а не под влиянием сообщения WhatsApp Кеннеди-младшего.

Инна Блейзер

ИСТОЧНИК ссылка на стрим

Читайте по теме:

Израильская вакцина: я не боюсь, но опасаюсь

Иммуногенная вакцина: прививка от страха