NextSpain дозволяє стежити за еволюцією різновидів вірусів в Іспанії. Лікарні та дослідницькі центри співпрацюють, щоб слідувати за патогеном, який дійшов до нас "кількома різними шляхами".

народжується

Опубліковано 31.03.2020 20:57 Оновлено

Фахівці з генетики у всьому світі невтомно працюють, щоб прослідкувати за коронавірусом SARS-CoV-2 поширюючись по всьому світу. Їхня робота полягає у відборі проб у пацієнтів та аналізі геному вірусу в кожному місці., щоб побачити, як це мутує. Це величезне філогенетичне дерево завантажується в базу даних GISAID, а інформація відкрито ділиться з усіма вченими по всьому світу через платформу Nextstrain, інструмент візуалізації, який розкриває деякі найцікавіші аспекти прогресу пандемії. В Іспанії кілька груп працюють над цим аналізом. Одна з них - професора генетики Фернандо Гонсалеса-Канделаса який завдяки спільному дослідницькому підрозділу між FISABIO та Університетом Валенсії вносить на цю платформу перші дані, отримані з іспанських справ. Зараз він та його команда щойно створили NextSpain (NextSpain.uv.es), перший інструмент, який дозволяє обмінюватися та переглядати лише дані, зібрані в Іспанії, який зараз перебуває на тестах.

"Ми розробляємо платформу, яка є свого роду Nextstrain Іспанії- пояснює Гонсалес-Канделас Возпупулі. "І ось що ми викриваємо - це ізоляти, включені в Nextstrain від нашої країни, присвячені тим, хто зацікавлений спостерігати за тим, що тут відбувається". Наразі його команда проаналізувала геноми 40 зразків вірусу у іспанських пацієнтів (18 з них з Мадриду, 9 - з Валенсійської громади, а решта - з шести інших автономних громад), але геноми, проаналізовані іншими командами, незабаром будуть включені. Динаміка роботи полягає в тому, що мікробіологічні центри, які проводять діагностичні тести, надсилають їм частину генетичного матеріалу, що залишився від цих тестів і разом з ними команда аналізує РНК кожного варіанту вірусу. "Ми використовуємо цю РНК, щоб ввести її в іншу процедуру молекулярної біології, яка через кілька годин або день закінчується тим, що дає нам послідовність повного геному вірусу. Потім ми завантажуємо це в GISAID, де Nextstrain витягує дані », - пояснює він.

На даний момент сорок зразків "мало", визнає дослідник, але його мета - мати тисячі протягом декількох тижнів, щоб можна було краще зрозуміти, яка еволюція мала вірус у нашій країні та які шляхи проникнення та зараження. Порівняно з іншими країнами, ми все ще далекі від 474 зразків із США, за ними слідують 422 з Великобританії та Ісландії, де налічується 301 (найбільша за пропорцією). "Ми вже маємо заявлений проект, який почав отримувати фінансування від CSIC", - говорить Гонсалес-Канделас. "У нас також є 40 лікарень, дослідницький центр, і є інтерес у багатьох закладах".

Спільна робота

Команда Гонсалеса-Канделаса не одна на цьому генетичному скринінгу коронавірусу. Цього вівторка команда Марії Іглесіас, лабораторії респіраторних вірусів Національного центру мікробіології (CNM) Інституту здоров'я Карлоса III (ISCIII) представив аналіз повного геному вірусу з декількох десятків респіраторних зразків пацієнтів з різних географічних районів Іспанії. “Ми опублікували 14, завтра ми додамо ще вісім і ще 24 мають вийти”, - пояснює Іглесіас Возпупулі. Це різні зразки, які будуть додані на карту NextSpain через GISAID, куди завантажуються всі аналізи. Перспективним у цьому випадку є те, що ISCIII, будучи довідковим центром, має можливість доступу до тисяч зразків. Команда Іглесіаса сподівається найближчим часом включити від 24 до 48 аналізів геномних вірусів щотижня..

"Закриття кордонів не допомогло запобігти поширенню пандемії"

Що ми вже знаємо про еволюцію коронавірусу в Іспанії від цих геномів? На основі перших восьми зразків, відібраних у Валенсійському співтоваристві, які проаналізувала його команда, Гонсалес-Канделас вказує на те, що три різні шляхи проникнення вірусу вже були помічені. "Хоча всі троє були пов'язані з Італією, - пояснює він, - двоє з північної Італії, а інший знаходиться в Римі, у Ватикані".. Якщо поглянути на філогенетичне дерево Nextstrain на глобальному рівні, пояснює дослідник, то спостерігається, що «у всіх країнах, в яких існує більше однієї послідовності, видно, що існує більше одного шляху проникнення вірусу в країну, тобто те, що закриття кордонів не було жодної користі для запобігання поширенню пандемії". Ви бачите, що в тому, як поширюються справи, додає він. "Вірус поширюється на безсимптомних людей, і саме його здатність ускладнює контроль над ним по-диявольськи".

"Ми бачимо, що циркулюючі віруси в Іспанії походять з багатьох місць”, Пояснює Марія Іглесіас. «Це правда, що вони в основному походять з Італії, але тоді ми бачимо, що ті, які ми взяли з Андалусії групуються філогенетично за зразками англійських пацієнтів, тож ми вважаємо, що воно розповсюдилося скрізь і ми були реципієнтами вірусу кількома різними шляхами ”. Відповідно до сучасних знань про вірус, послідовності SARS-CoV-2 згруповані в 9 `` кладів '' різні в усьому світі, які пояснюють, як він діє та поводиться. За словами дослідників CNM, іспанські послідовності SARS-CoV-2 були пов’язані між собою у 3 різних кладах, які називаються S, G та V.

"Вірус поширився скрізь, ми були реципієнтами кількома різними шляхами"

Усі ці дані сприятимуть більш точному уявленню про поведінку вірусу в нашій країні та в усьому світі. "Що нам говорить Nextstrain, так це те, що вірус має велику циркуляцію”Пояснює Гонсалес-Канделас. "У деяких випадках, як у Сполучених Штатах, ви бачите червону лінію, яка вказує на наявність безлічі послідовностей, які вступили один раз, і одна з клад надзвичайно поширилася". Ця вражаюча лінія зараження відповідає одному з перших випадків, який потрапив і пов'язаний безпосередньо з послідовностями з Китаю, хоча він також потрапив з інших частин світу і поширився звідти в інші країни. Генетична карта вказує на те, що вірус циркулював навколо планети у всіх напрямках. Щодо Європи, додає вчений, “ми, очевидно, маємо зв’язок з Китаєм та зв’язок у центрі Європи, який був дещо центром розповсюдження вірусу по всьому континенту.". Зокрема, два із виявлених спалахів, один у Німеччині, а інший на гірськолижному курорті у Франції, у багатьох випадках виконували роль вузла взаємозв’язку.

Збудники хвороби

"Ми каталогізуємо кожну лінію", - пояснює Гонсалес-Канделас Возпупулі. "Це так, ніби ви робите генеалогію царів, у кожному поколінні ви накопичуєте нові мутації. Щороку ви виявляєте приблизно 20-25 мутацій, що дуже мало для вірусу з приблизно 30000 нуклеотидів ”. Зазвичай кожна мутація - це зміна одного нуклеотиду, одного з "літер" РНК коронавірусу. "Як і у людей, іноді можна зустріти мутації, які впливають на багато речей, але в людини нічого не змінюється, а інколи при мутаціях одного нуклеотиду, однієї основи людина може померти, тому що залежно від того, які наслідки можуть бути летальними, "він каже. "А у вірусів це також може бути таким".

Що ми знаємо про цей коронавірус, так це те, що, як і інші члени його родини, він, як правило, мало мутує (що допоможе вакцинам тривати довше), і ця еволюція, як правило, послаблює її. Генетика також дозволить нам знати, в який момент вид стрибає і в якому можливому природному водосховищі він продовжує вигинатися. "Проста мутація підвіски може дозволити вам розмістити клітинний рецептор, типовий для виду, і це дозволяє вторгнутись та заразити особин, які до того часу не були вашими господарями, з якими раптом у вас мільйони особин і можливість еволюції в ніші абсолютно новий екологічний”, Пояснює генетик. “Так сталося, ми не знаємо коли, але незадовго до того, як перейти до людей у ​​Ухані, так чи інакше. Зміна, яка дозволила вірусу відкрити замок, який до того часу він не міг відкрити тому що у нього не було правильної комбінації варіантів, що є рецептором клітин АСЕ2 ", - продовжує він. "Якщо в той момент ви можете потрапити в деякі клітини і виявиться, що це організм, якого налічується 7000 мільйонів, і це дозволяє вам переноситись по всьому світу менш ніж за 24 години, у вас вибух адаптації".

"Була зміна, яка дозволила вірусу відкрити замок, який до того часу він не міг відкрити"

Філогенетична робота над вірусом також послужить для розробки та вдосконалення можливих методів лікування. "Вони надають дуже важливу основну інформацію, з якої слід брати участь у розробці вакцин та противірусних препаратів”, Резюмує Марія Іглесіас. "А також знати, як розвивається вірус, знати його історію та розробляти засоби для кращої боротьби з хворобою". «Ми не можемо передбачити, які мутації відбудуться, але ми можемо стежити за їх ранньою ідентифікацією і подивіться, чи пов’язані вони зі змінами, які мають значення для епідеміології », - підсумовує Гонсалес-Канделас. «Якщо виробляється вакцина, ми можемо шукати мутації, які спричиняють можливу втечу вакцини. або якщо існує конкретна терапія, подивіться, чи є якась мутація стійкості до терапії. Йдеться про наявність сигналу раннього попередження, який, як ми вже бачили, дуже важливий, коли йдеться про контроль та запобігання розповсюдженню патогенних мікроорганізмів ".