Delta Varyantının Aşırı Hızlı Yayılmasına Yardımcı Olan Mutasyon

Koronavirüs varyantının vahşi bulaşıcılığının altında, önemli bir amino asit değişikliği yatıyor olabilir.

Dünya hiper-enfeksiyöz Delta koronavirüs varyantı ile boğuşurken, bilim insanları davranışının biyolojik temelini anlamak için yarışıyorlar. Yapılan bir dizi çalışma, Delta'da bulunan ve hızlı yayılmasına katkıda bulunabilecek bir amino asit değişikliğinin altını çizdi. Epidemiyolojik araştırmalara göre, Delta 2020'nin sonlarında Birleşik Krallık'ta tanımlanan Alfa varyantından en az %40 daha fazla bulaşıcıdır.

​​Galveston'daki Texas Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden bir virolog olan Pei-Yong Shi, ”Delta'nın en önemli özelliği, aktarılabilirliğin bir sonraki çentiğe yükseliyor gibi görünmesi. Alfa'nın oldukça kötü olduğunu, yayılmakta çok iyi olduğunu düşünürdük ancak bu daha da fazlası gibi görünüyor.” diyor.

Shi'nin ekibi ve diğer gruplar, hücreleri tanımak ve istila etmekten sorumlu viral molekül olan SARS-CoV-2 spike proteinindeki tek bir amino asidi değiştiren bir mutasyona odaklandı. P681R olarak adlandırılan ve bir prolin kalıntısını bir arginine dönüştüren değişiklik, spike proteininin furin klevaj bölgesi olarak adlandırılan yoğun bir şekilde çalışılmış bölgesi içinde yer alır. Bu kısa amino asit dizisinin varlığı, SARS-CoV-2'nin Çin'de ilk tanımlandığı zaman alarm zillerini tetikledi, çünkü influenza gibi diğer virüslerde artan enfeksiyonlulukla ilişkilendirildi, ancak daha önce SARS-CoV-2'nin ait olduğu koronavirüs ailesi olan sarbekovirüslerde bulunmamıştı.

Hücrelere nüfuz etmek için SARS-CoV-2 spike proteini, konak proteinler tarafından iki kez kesilmelidir. Şiddetli akut solunum sendromuna (SARS) neden olan SARS-CoV-1 virüsünde her iki kesi de virüs bir hücreye kilitlendikten sonra meydana geliyor. Ancak SARS-CoV-2 ile, furin bölünme bölgesinin varlığı, konakçı enzimlerin ilk kesimi yapabileceği anlamına gelir, çünkü yeni oluşan viral partiküller enfekte bir hücreden çıkar. Whittaker, bu önceden aktive edilmiş viral partiküllerin daha sonra hücreleri iki kesim gerektiren partiküllerden daha verimli bir şekilde enfekte etmeye devam edebileceğini söylüyor.

Delta, furin bölünme bölgesini değiştiren bir mutasyon kazanan ilk SARS-CoV-2 varyantı değildi. Alfa varyantı, Delta ile aynı yerde farklı bir amino asit değişikliğine sahiptir. Ancak mevcut kanıtlar, mutasyonun etkisinin özellikle Delta'da derin olduğunu gösteriyor.

13 Ağustos'ta ön baskı olarak bildirilen bir çalışmada, Shi'nin ekibi, spike proteininin Delta varyantı parçacıklarında Alfa parçacıklarından çok daha verimli bir şekilde kesildiğini ve Mayıs ayında Imperial College London'daki virolog Wendy Barclay ve ekibi tarafından bildirilen sonuçları yinelediğini buldu. Her iki grup tarafından yapılan takip deneyleri P681R değişikliğinin, spike'ın çok daha verimli bir şekilde kırpılmasından büyük ölçüde sorumlu olduğunu gösterdi.

Araştırmacılar ayrıca P681R ile Delta'nın vahşi enfektivitesi arasındaki noktaları birleştirmeye başlıyor. Shi'nin ekibi, eşit sayıda Delta ve Alfa viral partikülü ile enfekte olmuş kültürlenmiş insan-hava yolu epitel hücrelerinde, Delta'nın küresel olarak oynanan epidemiyolojik kalıpları taklit ederek Alfa varyantını hızla geride bıraktığını buldu. Ancak araştırmacılar P681R değişikliğini ortadan kaldırdığında Delta'nın avantajı ortadan kalktı.

Kaynaklar ve İleri Okuma

1. Nature 596, 472-473 (2021)