E484K: mutația care îngrijorează oamenii de știință

În codul genetic al SARS-CoV-2, la nivelul 484, un aminoacid a luat locul altuia: lizina a înlocuit acidul glutamic. Mutația E484K ar putea face sfârșitul pandemiei mai complicat.

Virusurile, sunt, în esență, scrisorile în lanț ale lumii biologice. De fiecare dată când o celulă primește o astfel de scrisoare, prin intermediul unui receptor, sau căsuță poștală, ca să păstrez analogia, se simte obligată să o copieze în mii de exemplare și să o împărtășească altor celule. Celulele sunt extrem de pricepute la copiat, însă din când în când mai fac câte o mică greșeală. Adesea, greșeala face ca scrisoarea greșită trimisă mai departe să nu mai nimerească adresa – acestea sunt mutații care nu supraviețuiesc –, însă uneori schimbarea face scrisoarea mai interesantă și determină celulele să o copieze mai cu spor, în încercarea de a o trimite la mai multă lume.

Când o astfel de scrisoare devine de succes, poate ca, în foarte scurt timp, să devină scrisoarea pe care toate celulele vor să o trimită, înlocuind rapid din circulație variantele mai vechi, cu un mesaj ceva mai slab. O astfel de scrisoare a fost trimisă, acum nu foarte multă vreme, la niște adrese din Africa de Sud și Brazilia. De curând, a fost identificată și în Marea Britanie.

Revenind la un ton mai serios, coronavirusul SARS-CoV-2 are un cod genetic de nici 30.000 de litere, echivalentul a 28-30 de KB, iar mutațiile apar relativ rar, în ritm de două pe lună. E484K este una dintre acestea, care s-a dezvoltat independent în mai multe variante ale virusului.

Mutația E484K și problemele pe care le ridică

Mutația E484K a apărut la nivelul domeniului de legare la receptor al proteinei S a virusului SARS-CoV-2, cea prin intermediul căreia coronavirusul pătrunde în celule. Un aminoacid, lizina (K), a înlocuit acidul glutamic (E) în poziția 484 din codul genetic al virusului. 

Problema majoră este că unii anticorpi pe care sistemul imunitar îi dezvoltă pentru a lupta cu virusul folosesc acest domeniu pentru a-i identifica prezența, iar mutația ajută virusul să se deghizeze mai bine. Mai mult, toate vaccinurile care au fost create în ultimul an folosesc proteina S sau domeniu de legare la receptor al acesteia pentru a antrena sistemul imunitar.

Un studiu apărut în format pre-print„Comprehensive mapping of mutations to the SARS-CoV-2 receptor-binding domain that affect recognition by polyclonal human serum antibodies”,.biorxiv.org (PDF) a arătat că capacitatea de neutralizare a anticorpilor din probele recoltate de la trei persoane care au avut COVID-19 a fost redusă cu 90%, adică de 10 ori, în prezența unor viruși cu mutația E484K. Alte patru probe n-au fost afectate, însă o altă mutație prezentă la aceeași poziție a fost, deci scorul este egal. 

Mutația a fost depistată în mai multe variante, denumite, complicat, cu cifre și litere de către cercetători. E484K este prezentă atât în tulpina B.1.351, numită și 501.V2 (prima dată apărută în Africa de Sud„B.1.351 report”, cov-lineages.org), cât și în B.1.1.28 (descoperită în Brazilia„Lineage B.1.1.28”, cov-lineages.org) și o subvariantă a acestuia, P.1 (găsită pentru prima dată în regiunea Manaus din Brazilia). 

Desigur, această mutație este prezentă și în alte părți – și a fost găsită deja în câteva zeci de state –, dar nu se știe cu exactitate cât de răspândită este. Cu excepția Marii Britanii și Danemarcei, secvențierea genetică a probelor de la pacienții de COVID-19 este mai degrabă o raritate, decât o regulă. 

CITEȘTE ȘI: Noile tulpini ale coronavirusului. Ce știm până acum?

Recent, și variante ale virusului B.1.1.7 (din Marea Britanie), au dezvoltat mutația E484K. Autoritățile au anunțat la începutul lui februarie 2021 că au găsit-o în probele recoltate de la 11 persoane, „Investigation of novel SARS-CoV-2 variant – Variant of Concern 202012/01”, assets.publishing.service.gov.uk (PDF) alte câteva zeci de cazuri apărând în zilele următoare.

Această tulpină britanică împarte și o altă mutație cu B.1.351, varianta din Africa de Sud a virusului, și P.1 din America de Sud. Este vorba de mutația N501Y, care se pare că face coronavirusul mai infecțios.„First detection of SARS-CoV-2 spike protein N501 mutation in Italy in August, 2020”, thelancet.com Însă este și tulpina care poate fi sesizată fără secvențiere genetică, pentru că prezența uneia dintre cele trei gene pe care testul RT-PCR încearcă să le recunoască nu este sesizată în cazul variantei B.1.1.7.  

Prin urmare, am putea avea acum o variantă a virusului care poate infecta mai mulți oameni și poate păcăli sistemul imunitar al celor care au deja anticorpi, fie de la vaccin, fie chiar de la o infecție anterioară, și care este dificil de distins dealte variante ale SARS-CoV-2.

E484K și reinfecțiile

Faptul că mutația E484K ajută virusul să scape de anticorpi ridică o problemă suplimentară. Se pare că persoanele care au avut COVID-19 s-ar putea reinfecta cu noua versiune a virusului. Un astfel de caz a fost raportat în Brazilia„Genomic Evidence of a SARS-CoV-2 Reinfection Case with E484K Spike Mutation in Brazil”, preprints.org în ianuarie. 

Lucrurile se complică dacă ne uităm la un studiu publicat la mijlocul lui ianuarie în Science,„Three-quarters attack rate of SARS-CoV-2 in the Brazilian Amazon during a largely unmitigated epidemic”, science.sciencemag.org desfășurat în regiunea Manaus din nordul Braziliei, în pădurile amazoniene, o regiune grav afectată de coronavirus. Cercetătorii au testat probe de sânge și au folosit un model matematic pentru a calcula care este procentul populației care a fost infectată de virus, după un prim val al infecțiilor, în primăvara lui 2020. Ei au calculat acest procent la 76% în octombrie 2020, ceea ce ar fi – teoretic – peste limita la care începe să fie atinsă imunitatea colectivă. 

CITEȘTE ȘI: Speculații vs. știință: nu toate studiile sunt egale

Însă, la finalul lui ianuarie, virusul a revenit în forță în Manaus, lucru observat inclusiv de o parte dintre autorii primului studiu într-un comentariu publicat în The Lancet.„Resurgence of COVID-19 in Manaus, Brazil, despite high seroprevalence”, thelancet.com Numărul cazurilor din acest al doilea val sunt mai ridicate decât cel din primul, din primăvara anului trecut. O posibilă explicației ar fi că imunitatea a început deja să dispară sau că tulpinile noi aflate deja în circulație – cele cu mutația E484K – sunt mai infecțioase și/sau pot să păcălească anticorpii și să provoace reinfecții.

Însă o altă explicație, poate mai simplă. ar fi că estimarea de 76% a fost greșită. Ceea ce ar fi destul de credibil; o situație similară a avut loc și în Marea Britanie când, la începutul pandemiei, s-a mizat temporar pe imunitatea colectivă.„The UK backed off on herd immunity. To beat COVID-19, we’ll ultimately need it.”, nationalgeographic.com 

Cum se descurcă vaccinurile cu noua mutație?

Două dintre vaccinurile care nu sunt încă aprobate, dar au terminat testele, de la Novavax și Johnson & Johnson au fost testate și în Africa de Sud și/sau Brazilia în perioada desfășurării studiilor de faza a III-a, ultimele înainte de aprobare. La ambele, eficacitatea față de virusurile care prezintă această mutație a fost mai redusă față de altele. 

Spre exemplu, vaccinul dezvoltat Novavax a avut o eficacitate de 89,3% în Marea Britanie,„Novavax COVID-19 Vaccine Demonstrates 89.3% Efficacy in UK Phase 3 Trial”, novavax.com chiar și în condițiile prezenței variantei B.1.1.7, dar de doar 60% în Africa de Sud, într-un test separat, de faza a II-a, efectuat pe 2.000 de pacienți.

Și cel produs de Johnson & Jonson a arătat diferențe similare„Johnson & Johnson Announces Single-Shot Janssen COVID-19 Vaccine Candidate Met Primary Endpoints in Interim Analysis of its Phase 3 ENSEMBLE Trial”, johnsonandjohnson.gcs-web.com (PDF) 57% în Africa de Sud, unde virusurile cu mutația E484K circulă cel mai mult, 66% în America de Sud (și aici există mutația), 75% în SUA, unde variantele „clasice” sunt prezente. Compania a făcut media și a anunțat o eficacitate de 66% pentru vaccinul lor într-o singură doză.

CITEȘTE ȘI: Vaccinul AstraZeneca e aprobat în UE, Johnson & Johnson și Novavax sunt eficiente

Din păcate, vaccinurile aflate acum în uz în România n-au fost testate pe virusurile cu noile mutații, inclusiv E484K, în timpul testelor clinice, pentru simplul motiv că aceste mutații nu apăruseră încă atunci. Au fost efectuate însă teste de laborator, pentru vaccinurile de tip mRNA, de la Pfizer„Neutralization of spike 69/70 deletion, E484K, and N501Y SARS-CoV-2 by BNT162b2 vaccine-elicited sera”, nature.com și Moderna,„mRNA-1273 vaccine induces neutralizing antibodies against spike mutants from global SARS-CoV-2 variants”, biorxiv.org care arată că există o oarecare scădere a eficacității – dar că vaccinurile neutralizează și această variantă. În cazul Pfizer, scăderea pare a fi minoră și nici la Moderna nu e foarte mare, însă la ambele vaccinuri aceasta pare a fi dată de mutația E484K.

AstraZeneca: 10% e un procent îngrijorător

În schimb, vaccinul de la AstraZeneca, care a suferit încă de la început din cauza unei prezentări haotice și confuze a rezultatelor„How AstraZeneca’s vaccine was hit by flawed trials, defects and politics — but might still save the world”,ft.com și a cărei distribuție a fost încurcată de decizii politice, are probleme de eficacitate. Dacă la începutul lunii februarie a fost făcut public un studiu„Efficacy of ChAdOx1 nCoV-19 (AZD1222) Vaccine Against SARS-CoV-2 VOC 202012/01 (B.1.1.7)”,papers.ssrn.com care spune că aceasta nu diferă în cazul variantei B.1.1.7 și a cele clasice, în cazul celei din Africa de Sud protecția asigurată de două doze al vaccinului împotriva formelor ușoare și moderate este minimală.

Un studiu sud-african nu a fost încă publicat, datele apărând într-un comunicat,„Latest – Oxford Covid-19 vaccine trial results”,  wits.ac.za a determinat această țară să ia decizia de a opri, temporar, distribuția acestui vaccin.„Covid: South Africa halts AstraZeneca vaccine rollout over new variant”,bbc.com Cercetarea, efectuată pe 2.000 de persoane cu vârsta medie de 31 de ani, în Africa de Sud, unde 90% dintre cazuri sunt infectate cu versiunea care are mutația E484K, a arătat că eficacitatea ar fi de circa 10% – practic, inexistentă. Din păcate, din cauza vârstei scăzute a participanților, nu a putut fi evaluat efectul de protecție împotriva cazurilor grave sau a mortalității – iar oamenii de știință încă speră ca această să existe. Sud-africanii au decis că vaccinul va fi administrat la 100.000 de persoane care lucrează în domeniul medical și se observa cu atenție numărul de spitalizări care apar, într-un soi de test ad-hoc.„South Africa in shock after AstraZeneca vaccine rollout halted”, bbc.com

Vaccinul AstraZeneca ajută sau încurcă?

Însă, în condițiile în care această mutație a fost căpătată și de versiunea B.1.1.7 din Marea Britanie, unde AstraZeneca este cel mai folosit vaccin, iar guvernul a decis o strategie în care cât mai multă lume primește mai întâi prima doză, cu a doua amânată până la 12 săptămâni, cercetătorii sunt îngrijorați că o tulpină mai virulentă și care poate, în același timp, ocoli anticorpii ar putea prelungi pandemia. De notat însă că mutația N501Y care face ca tulpina B.1.1.7 din Marea Britanie să se răspândească mai repede era deja prezentă și în celelalte variante.

Poate că îngrijorarea ar fi trebuit să pornească ceva mai devreme, însă dacă pandemia a dovedit ceva a fost și că lumea „civilizată” – din care am ajuns să facem parte și noi – este cât se poate egoistă. La fel cum nu interesa pe nimeni lockdown-ul din Wuhan, acum un an, altfel decât ca o curiozitate, până ca virusul să nu ajungă în Europa și SUA, cam așa s-a întâmplat cu aceste variante „exotice”, apărute în țări din „lumea a treia”.

Un studiu făcut public în ianuarie„SARS-CoV-2 501Y.V2 escapes neutralization by South African COVID-19 donor plasma”, biorxiv.org arăta deja că varianta sud-africană poate duce la reinfecții și sugera că, pe viitor, ar putea fi nevoie de vaccinuri noi. Andrew Pollard, profesor la Universitatea Oxford, sugerează că un vaccin AstraZeneca modificat pentru a se descurca și cu noile variante ar putea fi disponibil până în toamnă,„Covid: New Oxford vaccine ‘ready by the autumn’ to tackle mutations”, bbc.com fără a spune însă clar dacă s-a început sau nu lucrul. 

Din păcate, AstraZeneca este unul dintre acele vaccinuri cu care se speră atingerea mai rapidă a imunității colective în UE. Nu există capacitatea de a imuniza rapid populația doar cu vaccinurile de la Pfizer/BioNTech și Moderna. Însă, dacă acesta este ineficient pentru noile mutații, asta ar putea complica grav vaccinarea. 

Poate că datele ar fi trebuit să fie clare din prima?

Desigur, poate că nu s-ar fi ajuns la această situație dacă aprobarea acestui vaccin în Marea Britanie n-ar fi fost dată pe baza acelor date incomplete și confuze. „AstraZeneca’s COVID-19 vaccine has been confusing from the start”, theverge.com Au fost ignorate sau chiar glorificate unele greșeli, precum administrarea a doar jumătate de doză la 2.000 de voluntari, care a crescut artificial eficacitatea vaccinului.

Folosirea sa intensivă în Marea Britanie a pus presiune pe Agenția Europeană a Medicamentelor, care l-a aprobat la finalul lui ianuarie, dar doar după ce a cerut date suplimentare, cu un asterisc destul de mare. Europenii au precizat că datele pentru populația de peste 55 de ani sunt neclare. Statele Unite încă nu-l aprobă, în așteptarea încheierii unui test de faza a III-a„AstraZeneca Launches 30,000-Patient Phase III US Trial of COVID-19 Vaccine”, genengnews.com care încă se desfășoară pe continentul american. 

Între timp, cei de la AstraZeneca testează combinarea vaccinului lor cu cel de la Pfizer,„Britain trial to test combining Pfizer and AstraZeneca vaccines in two-shot regimen”, reuters.com după ce în decembrie începuse un test similar cu vaccinul rusesc Sputnik V.„Covid: Trials to test combination of Oxford and Sputnik vaccines”, bbc.com Poate că aceste combinații ar putea duce la o eficacitate mai bună față de noile tulpini, însă ar complica destul de mult partea logistică. La urma urmei, AstraZeneca a fost aprobat tocmai pentru că restul vaccinurilor nu se pot produce în ritmul pe care și l-ar dori lumea.

Momentan, juriul nu s-a pronunțat încă în privința E484K. Dincolo de problema cu AstraZeneca, restul vaccinurilor par a rămâne eficiente, iar Novavax și Johnson & Johnson ar putea fi aprobate în curând. Datele despre reinfecții sunt încă neclare, iar studiul din Manaus ar putea să fi fost, efectiv, greșit. Acum, pentru că cercetătorii o au în vedere, studii noi vor clarifica cât de mult complică această eroare de transcriere evoluția viitoare a pandemiei.