Korona virüsü mutasyonları öngörülebilir mi?

Ed Feil

Geçtiğimiz yılın sonlarında hızlı yayılan üç ayrı korona virüsü varyantı İngiltere’de, Güney Afrika’da ve Brezilya’da gözlemlendi. Daha yakın zamanda, Hindistan, ABD ve başka yerlerde görülen varyantlar endişeye neden oluyor. Bu varyantların ortaya çıkması salgına karşı uzun süreli bir savaşın habercisi mi, yoksa virüs çok geçmeden evrimleşme halinden çıkıp manevra yaparak daha mülayim endemik bir patojen olarak durulacak mı?

Virüsün evrimsel gidişatı ve özellikle de öldürücülüğündeki değişiklikler hakkındaki öngörüler, her zaman belirsizlikle zarar görecek. Rastgele mutasyona uğrayan RNA’nın kestirilemezliği, bulaşmada ve yayılmada görülen karmaşık modeller ve doğal seçilimin kısmen anlaşılmış güçleri, en bilgili evrim kâhinine bile meydan okuyor. Yine de, yerleşik evrimsel kavramlar, virüsün kendisinden edinilen verilerin zenginliği ile birleştirilerek en azından bazı göstergeler sağlayabilir.

Covid-19’a neden olan SARS-Cov-2 virüsü, insanlara belirlenemeyen bir hayvan konakçıdan bulaşıyor, böyle yaparak da engeller, tehditler, çıkmazlar ve çok nadir olsa da fırsatlarla dolu yeni bir evrimsel aşamaya geçiyor. Bu aşamayı anlamak ve ölçmek zor. Can sıkıcı bir şekilde çok boyutlu bir aşama, sınırları ve topografileri birçok olağan dışı bakış açısından gözlemlenebilir.

SAMANYOLU'NUN GENİŞLİĞİNE EŞ DEĞER

Basit bir giriş noktası, genom sıralamasının üst sınırlarını veya mutasyonun sınırlarını göz önünde bulundurur. Diyelim ki SARS-Cov-2 genomu 30 bin birim uzunluğunda olsun, bunların her biri de dört temel (adenin, sitozin, guanin ve urasil) tarafından işgal edilmiş olsun. Bunun sonucunda bir kentilyondan fazla muhtemel genom sıralaması olacaktır; bu da kabaca Samanyolu’nun metre ölçeğinde genişliğine eşittir.

Fakat bu matematiksel sınır, biyolojiyi hesaba katmaz bu yüzden de bütünüyle işe yaramazdır. Bu varsayımsal genomlar, bulaşabilen ve kendisini kopyalayabilen bir virüsü az bir olasılıkla şifrelendirecektir. Virüsün mekanizmasını ayakta tutmak için gereken bu temel gereksinim, aslında iyi bir haber. Virüsün işlevini ayakta tutan evrimsel kısıtlamalar virüsün ne kadar çabuk ve ne kadar iyi uyum sağladığını sınırlayacaktır.

Daha da iyi haberler var. SARS-CoV-2 genomundaki mutasyonların oluşturduğu tehditlere ilişkin uzman yorumlarının çoğu göreceli olarak iyimser, bu da genomdaki mutasyonların büyük bir çoğunluğunun ya çok az ya da işlevsel sonuç doğurmamasından kaynaklanıyor. Mutasyonal alanda virüsün kuramsal olarak keşfedebileceği çok sayıda yollar olabilecekken, bu alanın neredeyse hepsi işlevsel bir virüsün ulaşamayacağı yerde. Geriye kalanın çoğunun da virüsün nasıl davrandığıyla çok az ilgisi var. Mutasyonların çoğu zararsızken mutasyonal alanının derinliklerinde, mikroskobik noktaların üzerindeki mikroskobik noktalar gibi çok nadir genomik değişimler, virüsün yenilenmesine izin veriyor.

SARS-CoV-2 NE KADAR HIZLI EVRİMLEŞİYOR?

Tüm genom dizileme, SARS-CoV-2’nin keşfine tanık olmamız için mutasyonal alan aracılığıyla bize araçlar sundu. Genomun ortalama olarak ayda bir veya iki mutasyon geliştirdiğini biliyoruz, ki genomun boyutu düşünüldüğünde, bu, grip virüsünden yaklaşık dört kat daha yavaş. Bu da, yaygın olarak iyi bir haber olarak yorumlandı. Buradaki mantık, istikrarlı bir genomun aşılardan kaçması veya başka genetik hileler yapması için virüse daha az fırsatlar sunmasıdır.

‘İngiliz varyantının’ (diğer adlarıyla ‘Kent varyantı’ / B117 veya 201/501Y.V1) ortaya çıkması dikkate değerdi ve akılları başa getirdi. Genom dizilimi verileri, görünüşe göre tek seferde 23 mutasyon geçirdiğini ortaya koydu. Bu mutasyonların çoğunun evrimsellikle çok az bağıntısı var fakat diğerleri bu varyantın yayılma oranındaki artıştan sorumlu.

Bu neden ve nasıl gerçekleşti? Virüs bir insan konakçı içinde kendini kopyalarken mutasyona uğruyor. Bu mutasyonlar, virüsün, bağışıklık sistemi de dahil, insan hücreleriyle etkileşim yollarını değiştirebilir. İngiliz varyantı bağışıklığı yetersiz tek bir hastadaki uzun süreli bir enfeksiyon sırasında ortaya çıkmış olabilir. Antikorlarla yüklü konvalesan plazma tedavisi ile haftalar sonra doğal ayıklanma içinde bu varyantın seçilip ayrılmasıyla sonuçlanabilirdi.

Başka benzer evrim patlamaları da gözlemlendi. Yakınlarda Tanzanya’da ortaya çıkan ‘şüpheli varyant’ 34 ayrı mutasyona sahip. Farklı SARS-CoV-2 genomlarının bir araya gelerek bir melez oluşturduğu gen oluşumları da gözlemlendi. Bu vakalar nadir olsa da potansiyel evrimsel önemleri göz ardı edilmemelidir. Nispeten yavaş ortalaması olan bir mutasyon oranı, otomatik olarak yavaş bir evrimsel orana tekabül etmez.

BİRÇOĞU ÇAĞRILDI AMA ÇOK AZI SEÇİLDİ

İngiltere varyantının ortaya çıkmasına neden olan kıvılcım, muhtemelen virüsü tedavi edici antikorlardan (konvalesan plazmadan) korumak için evrimsel bir baskıydı. Bunun en bariz sonucu, konaklar arasındaki bulaşta görülen artış eğilimiydi. Bu da gösteriyor ki aynı mutasyonlar eşzamanlı olarak virüse çoklu avantajlar sağlıyor, bu olgu ‘pleiotropi’ [tek bir genin birden fazla fenotipik özelliği etkilemesi/ç.n.] olarak biliniyor.

Biyolojik mekanizmaları tam olarak anlayamasak da genom diziliminden gelen verilere göre aday mutasyonları kolayca tanımlayabiliriz; çünkü salgının gelişimi sırasında tekrar tekrar ortaya çıktılar. Mutasyonun kendisi kör bir süreç olsa da, doğal seçilim tekrar tekrar bu aynı mutasyonları seçti. Bu da ‘yakınsak evrim’ olarak biliniyor.

Bu bir düzine kadar mutasyon, farklı kombinasyonlar içinde, bütün varyantların karakterini tanımlıyor. Hepsi de, virüsün insan hücrelerine tutunan parçası başak proteinini değiştirir. Bu mutasyonların sonucu olarak artan vaka sayısına ve ölümlere rağmen, bu tür mutasyonların toplam sayısının kısıtlı olduğu olgusundan dolayı avuntu duyabilir miyiz?

Belki de. Fakat virüsün özellikleri, muhtemelen yalıtılmış münferit mutasyonlar tarafından belirlenmiyor. Bu kombinasyonal bakış açısı aniden virüs için potansiyel olarak verimli mutasyonal alanlar açıyor. Nadir münferit olayların bütün salgının gidişatını nasıl değiştirebileceği, bize kontrolsüz bulaşın tehlikeleri konusunda bir uyarı niteliği taşıyor. Ne kadar çok piyango bileti alınırsa o kadar kazanma şansı olur; aynı şekilde, enfekte olan insan sayısı arttıkça yeni varyantlara yol açan nadir evrimsel vakalar da artacaktır.

Yeni varyantlar ulusal sınırları tanımıyor ve evrimsel değişiklikleri öngörmek ne kadar zor olsa da, açık olan bir şey var: Evrimsel bakış açısından, küresel vaka sayılarını mümkün olduğunca düşük tutmak zorunludur.

Yazının orijinali The Conversation sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Serdar Aygün)