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Que mutações de SARS-CoV-2 estão causando o interesse?

Enquanto os vírus são expor às pressões ambientais da selecção, transformam-se e evoluem-se, gerando as variações que podem possuir a virulência aumentada. Algumas das preocupações principais que os responsáveis da Saúde públicos têm enquanto estas variações novas continuam a emergir incluem seu transmissibility viral, reinfection avaliam, severidade da doença, e eficácia vacinal.

SARS-CoV-2

SARS-CoV-2. Crédito de imagem: ImageFlow/Shutterstock.com

Como os vírus do RNA se transformam?

A taxa da mutação de vírus único-encalhados do ácido ribonucléico (ssRNA) é observada para ser muito mais alta do que os organismos que possuem o ácido deoxyribonucleic único-encalhado (ssDNA), e as muitas vezes mais do que aquelas com ADN dobro-encalhado (dsDNA). Não todas as mutações necessariamente aumentam a virulência e, na maioria dos casos, podem de facto ser deletérias ou inconsequentes.

Conseqüentemente, os organismos devem encontrar um equilíbrio entre uma taxa alta da mutação que permita que se adaptem a mudar circunstâncias ambientais, e baixa que diminui a incidência de mutações catastróficas. Os vírus pequenos do ADN podem codificar seu próprio reparo do ADN, e alguns vírus do RNA igualmente compartilham da capacidade para verificar e reparar erros da réplica.

Contudo, quando os vírus do ADN confiarem geralmente na maquinaria da transcrição da pilha de anfitrião, os vírus do RNA codificam para sua própria maquinaria da transcrição. Isto significa que a taxa da réplica e da mutação de vírus do RNA está relacionada mais directamente a seu próprio genoma e é assim sujeita às mesmas pressões evolucionárias.

2012) notas de Vignuzzi & de Andino (que a prole de vírus do RNA, com os genomas que caem geralmente na escala do tamanho de 7-12 kilobases (kb) de comprimento, tende a carregar uma ou dois mutações distintas pelo local do nucleotide. O genoma do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) é provavelmente o kb ao redor 27-31 de comprimento, que aumenta o número total de mutações adquiridas, sem necessariamente aumentar a taxa de incidência.

A capacidade para adquirir ràpida características genéticas novas permite que os vírus emerjam em anfitriões novos, evitem a imunidade vacina-induzida, e tornem-se mais virulentos. Além disso, esta capacidade pode igualmente ser uma espada de gume duplo em termos de melhorar a aptidão total do genoma.

Que variações do interesse foram encontradas?

Tabela 1. Uma comparação das variações actuais do interesse e de variações do interesse.

A Organização Mundial de Saúde (WHO) anunciou recentemente um sistema da nomenclatura para SARS-CoV-2 de nomeação e de seguimento que ajudará nos debates públicos das variações como emergem. Este sistema da nomenclatura foi desenvolvido por virological, por microbiano, a nomenclatura, e os especialistas de uma comunicação de todo o mundo para assegurar-se de que as variações SARS-CoV-2 fossem fáceis pronunciar e evitar todos os termos potencial estigmatizarando. Com tal fim, o grupo de perito reunido pelo WHO recomendou usar letras do alfabeto grego como nomes para cada variação SARS-CoV-2 nova.

Linhagem B.1.1.7 (variação alfa)

Uma tensão nova com um número particularmente grande de mutações foi notada primeiramente no Reino Unido em setembro de 2020, VOC denominado 202012/01 (uma variação do interesse - em dezembro de 2020). A variação B.1.1.7 é sabida igualmente como 20B/501Y.V1 pelos centros para o controlo e prevenção de enfermidades dos Estados Unidos (CDC), assim como a variação alfa de acordo com o WHO. Esta tensão, que tem sido denominada desde a variação B.1.1.7, tem um total de 23 mutações com 17 mudanças do ácido aminado.

Desde sua identificação em Grâ Bretanha, a tensão B.1.1.7 foi encontrada dentro sobre 90 países diferentes em todo o mundo. De facto, o 7 de abril de 2021, a variação B.1.1.7 é a fonte a mais comum das infecções SARS-CoV-2 novas nos Estados Unidos.

O que se está referindo aproximadamente esta tensão específica é que é provavelmente 30-50% mais infeccioso do que as tensões SARS-CoV-2 originais e pode ser mais mortal. As vacinas de qualquer modo actuais ainda trabalham na tensão.

A tensão B.1.1.7 tem as seguintes mutações chaves:

  • N501Y
  • P681H
  • Supressões H69-V70 e Y144/145

SARS-CoV-2 interage com os receptors ACE2 no corpo que usa sua proteína do ponto. Isto consiste em duas subunidades, as primeiras de que contem o domínio receptor-obrigatório. A linhagem B.1.1.7 tem uma mutação no domínio receptor-obrigatório, especificamente com um ácido aminado da asparagina que está sendo substituído com a tirosina na posição 501, assim a mutação é denominada N501Y.

Adicionalmente, a tensão mostra frequentemente um supressão dos ácidos aminados 69 e 70, igualmente considerado para elevarar espontâneamente em outras tensões, causando uma mudança conformational da proteína do ponto.

Na posição 681, uma mutação de um ácido aminado do proline ao histidine igualmente foi encontrada para elevarar espontâneamente em diversas tensões e é proeminente em B.1.1.7, como é uma mutação para abrir o quadro de leitura 8, a função de que não é compreendido ainda inteiramente.

A evidência sugere que esta tensão seja mais transmissível, embora não parece diminuir a eficácia vacinal. Os estudos recentes sugerem que esta tensão seja mais mortal, ligado a uma possibilidade mais alta da hospitalização.

Linhagem B.1.351 (beta variação)

Uma outra tensão, B.1.351 igualmente compartilha da mutação de N501Y. A tensão B.1.351 é sabida igualmente como 20C/501Y.V2 ou a beta variação. A beta variação SARS-CoV-2 foi detectada em África do Sul em outubro de 2020 e foi encontrada primeiramente desde em mais de outros 48 países desde então.

A tensão B.1.351 tem as seguintes mutações chaves:

  • N501Y
  • K417N
  • E484K

Este sul - a variação africana é acreditada para ser aproximadamente 50% mais transmissível em relação às variações precedentes que foram identificadas em África do Sul. Até agora, a vacina de Pfizer-BioNTech foi encontrada para ser 75% eficaz contra a infecção por esta variação. Além disso, a eficácia vacinal contra a doença severa, crítica, ou fatal devido à infecção SARS-CoV-2 com esta variação, assim como a variação B.1.1.7, foi encontrada para ser 97,4%.

Infelizmente, a universidade da vacina de Oxford-AstraZeneca foi encontrada para ser menos eficaz contra a variação B.1.351, que conduziu África do Sul suspender a apresentação nacional desta vacina específica.

Linhagem P.1 (variação da gama)

A linhagem P.1 de SARS-CoV-2, que é sabido igualmente como 20J/501Y.V3 ou a variação da gama SARS-CoV-2, foi descrita primeiramente em Japão pelo instituto nacional de doenças infecciosas, pensamento para ter chegado no país de Brasil nos 6th de janeiro. A variação foi seguida de volta a Manaus, Brasil.

A tensão não é provavelmente mais mortal mas é mais transmissível do que a tensão original de SARS-CoV-2.

A tensão P.1 tem as seguintes mutações chaves:

  • N501Y
  • K417T
  • E484K

A linhagem P.1 é um ramo da linhagem B.1.1.248 e carrega 12 mutações na proteína do ponto, incluindo o N501Y previamente mencionado e uma troca do ácido glutamic com lisina na posição 484 (E484K). É um familiar próximo da tensão B.1.351.

A mutação de E484K tinha sido relatada previamente em uma linhagem diferente que origina em Brasil a partir do verão de 2020 (B.1.1.28).

Os dados do ensaio clínico que usam a vacina de Moderna mRNA encontraram que um único tiro de impulsionador desta vacina aumentou com sucesso titers de neutralização contra o vírus e as variações B.1.351 e P.1 nos indivíduos que foram vacinados previamente. Notàvel, este tiro de impulsionador envolveu o uso da vacina mRNA-1273.351, que é uma vacina tensão-combinada que seja derivada da vacina original de Moderna mRNA denotada como mRNA-1273.

B.1.427/B.1.429 variação da linhagem CAL.20C (variações do épsilon)

A variação de CAL.20C que mede as linhagens B.1.427 e B.1.429 é acreditada para ter emergido em Califórnia em maio de 2020. Both of these variações, que são denominadas colectivamente como as variações do épsilon, são acreditadas para ser 20% mais infecciosos do que tensões de preexistência das variações embora não pareça espalhar tão rapidamente quanto algumas variações como o B.1.1.7.

As variações B.1.427/B.1.429 têm sido detectadas agora em America do Norte, em Europa, em Ásia e em Austrália. Os pesquisadores encontraram que neutralizando os anticorpos obtidos dos povos que tinham recebido previamente as vacinações de Moderna ou de Novavax eram ligeira menos eficaz contra estas variações, mas protecção eficaz ainda gerada. Embora a vacina de Pfizer não seja estudada neste papel, os pesquisadores acreditam aquele desde que usa uma tecnologia similar àquela que é incorporado na vacina de Moderna, que teria provavelmente uma resposta similar.

Esta tensão tem as seguintes mutações chaves:

  • L452R

(Variação do Iota) linhagens B.1.525 (variação de Eta) e B1.526

Em dezembro de 2020, a variação B.1.525, que é sabida de outra maneira como a variação de Eta, foi encontrada primeiramente espalhar durante todo New York City. Como a linhagem B.1.1.7 das variações SARS-CoV-2, a variação B.1.525 igualmente parece ter a mesma mutação de E484K e o supressão H69-V70. Além do que estas mutações, a linhagem B.1.525 variante igualmente leva a mutação de Q677H.

Além do que a linhagem B.1.525, a linhagem B.1.526 das variações, se não conhecida como as variações do Iota, foi identificada igualmente em New York City. Notàvel, a linhagem B.1.526 aparece em dois formulários; um com a mutação do ponto de E484K, visto que o outro formulário desta variação tem a mutação de S477N.

Parece que os anticorpos de neutralização do plasma convalescente dos pacientes que recuperaram de COVID-19, assim como aqueles que são cargo-vacinação produzida são menos eficazes contra estas duas variações; contudo, um trabalho mais adicional deve ser conduzido para confirmar esta observação.

Linhagem B.1.617 (variações do Kappa e do delta)

A tensão B.1.617 foi dublada “o vírus dobro do mutante” devido a duas das mutações que de referência leva. Estas duas mutações chaves são:

  • E484Q
  • L452R

A taxa rápida em que esta variação espalhou através da Índia indica a alguns cientistas que esta variação é altamente transmissível. Esta observação é pela maior parte devido ao facto de que a variação B.1.617 parece ter uma predominância maior em relação às outras variações que foram detectadas na Índia, tal como a variação B.1.618 que estava originalmente actual em Bengal ocidental.

Enquanto a variação B.1.617 continua a espalhar em uma taxa alarming na Índia, três subtipos diferentes desta variação estiveram identificados que incluem B.1.617.1, B.1.617.2, e as variações B.1.617.3. Em relação ao primeiro subtipo desta variação, que é sabida igualmente como a variação do Kappa, os dados sugerem que a variação de B.1.617.2 ou de delta tenha uma vantagem da taxa de crescimento que permita ela se transformar o subtipo dominante encontrado em muita da Índia.

Até agora, não se compreende ainda inteiramente o que fazem a variação B.1.617.2 tão transmissível e se vacinas actuais pode oferecer a protecção contra esta variação. Contudo, um estudo produzido por uma equipe dos pesquisadores na universidade de Cambridge encontrou que os anticorpos de neutralização gerados pelos indivíduos que foram vacinados previamente com uma dose da vacina de Pfizer são aproximadamente 80% menos poderosos contra os mutantes algum B.1.617.

Além disso, uma equipe de pesquisadores alemães igualmente encontrou que isso os anticorpos de neutralização recolhidos dos pacientes que foram contaminados previamente por SARS-CoV-2 eram 50% menos eficazes em neutralizar estas tensões de circulação. Deve-se notar, contudo, que estes dados não indicam necessariamente que as vacinas são ineficazes contra estas variações.

Linhagem P.2 (variação do Zeta)

A linhagem P.2 das variações SARS-CoV-2, que são sabidas de outra maneira como as variações do Zeta, aumentou independente a mutação do ponto E484 e foi identificada originalmente em Brasil em abril de 2020. Até agora, há uma informação limitada ligada se as terapias do anticorpo monoclonal e a cargo-vacinação gerada anticorpos reduziram a eficácia contra esta variação do interesse.

Mutações do interesse

A espontaneidade aparente da revelação de algumas das mutações chaves que foram discutidas aqui sugere que o vírus poderia experimentar pressões convergentes da selecção ao redor do mundo, com os formulários os mais transmissíveis que outcompeting seus primos.

As mutações actuais do interesse que podem ajudar à propagação do coronavirus incluem:

D614G

A mutação de D614G é da linhagem B.1 e é aparecida ao princípio de 2020. Esta mutação espalhou rapidamente através do mundo e tornou-se dominante.  

A mutação de D614G é uma mutação missense em que um único par alterado da base do ADN causa a substituição do ácido aspartic (código da único-letra: D) com glicina (código da único-letra: G) na proteína que o gene transformado codifica.

N501Y

Esta mutação esta presente em diversas linhagens que incluem B.1.345, B.1.17 e P.1. Esta mutação muda a asparagina do ácido aminado (N) à tirosina (Y) na posição 501 no domínio receptor-obrigatório a proteína do ponto do vírus', que pode ajudar ao vírus no ligamento às pilhas mais firmemente.

E484K ou “EEK”

Esta mutação da proteína do ponto foi encontrada em diversas linhagens e pode ajudar ao vírus em evitar alguns tipos do anticorpo. Nela, há uma troca do ácido glutamic com lisina na posição 484.

E484Q

Esta mutação da proteína do ponto é transformada igualmente na posição 484, com excepção o ácido glutamic é substituído com glutamina. Esta mutação é pensada para aumentar a evasão imune e o emperramento ACE2.

K417

Esta mutação da proteína do ponto foi encontrada em diversas linhagens, incluindo P.1 e B.1.351. Igualmente pensa-se para ajudar o vírus a ligar mais firmemente às pilhas.

Esta mutação é K417N na tensão B.1.351, e K417T na tensão P.1

L452R

A mutação da proteína do ponto de L452R apareceu em diversas linhagens. Nesta mutação, há uma leucina à substituição da arginina no ácido aminado 452. A mutação é pensada para aumentar a evasão imune e o emperramento ACE2.

Esta mutação foi observada nos E.U. e em Europa em 2020, antes de aumentar na predominância em janeiro de 2021, porque está notàvel actual na variação de CAL.20C que se tornou difundida em Califórnia, particularmente em Los Angeles. Está igualmente notàvel actual na variação B.1.617.

Notàvel, os estudos de laboratório encontraram que os tratamentos específicos do anticorpo monoclonal não podem ser como eficazes em tratar COVID-19 causado por variações com as mutações de L452R ou de E484K.

Q677

A mutação Q677 é ficada situada no lado da proteína do ponto SARS-CoV-2, sugerindo desse modo que possa jogar um papel em aumentar a penetração do vírus em pilhas humanas. Até agora, a mutação Q777 foi identificada em diversas SARS-CoV-2 linhagens variantes diferentes, sete de que foram identificados nos Estados Unidos. A variação Q677 não foi determinada ainda ser mais infecciosa em relação às mutações de preexistência.

What causes a virus to change and how to stop stronger Covid-19 variants from emerging

Que regiões do genoma SARS-CoV-2 transformam o a maioria?

Um grande meta-estudo executado por Koyama, por Platt & por Parida (2020) recolhidos sobre 10.000 genomas SARS-CoV-2 no mundo inteiro e comparados lhes para detectar as mutações as mais comuns, identificando quase 6.000 variações distintas.

O segmento o mais divergente do genoma era ORF1ab, que é o maior por muito porque ocupa em torno de um terço do genoma. ORF1ab é transcrito em um complexo do multiprotein que seja fendido eventualmente em um número de proteínas nonstructural que são envolvidas na transcrição. Algumas destas proteínas são o alvo do remdesivir antiviroso das drogas e o favipiravir, que podem ser um motivo de preocupação em relação à revelação de uma tensão contra que estas drogas não têm nenhum efeito.

O segundo - a maioria de região diversa do genoma SARS-CoV-2 é em torno da proteína do ponto, que deve permanecer conservada pela maior parte a fim interagir com o ACE2. Algumas mutações, tais como D364Y, foram relatadas para aumentar a estabilidade estrutural da proteína do ponto, aumentando sua afinidade para o receptor. Contudo, a maioria são prováveis diminuir a virulência do vírus a tal ponto que a linhagem morre rapidamente fora.

Referências

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Further Reading

Last Updated: Jun 4, 2021

Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

Citations

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Comments

  1. Wendy Wilson Wendy Wilson People says:

    The gut microbiota is comprised of tremendous organisms that living in the human gut, including bacteria, archaea, viruses, and fungi, which play key contribute to host metabolism and are considered potential sources of novel therapeutics.

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