Γιατί ο κορωνοϊός ΔΕΝ είναι ανθρώπινο κατασκεύασμα

Γράφει η Κωνσταντίνα Θεοφανοπούλου, Δρ. Νευροβιολογίας, Πανεπιστήμιο Ροκφέλερ, Νέα Υόρκη.

Μαζί με τα κρούσματα του κορωνοϊού (SARS-CoV-2), ανήλθαν και διάφορες θεωρίες συνωμοσίας περί ανθρώπινης προέλευσής του, δηλαδή ότι ο ιός αυτός ουσιαστικά κατασκευάστηκε από ανθρώπους που τον απελευθέρωσαν, ώστε με την προβλεπόμενη πανδημία, και όσα αυτή αποφέρει, να ικανοποιήσουν συγκεκριμένους σκοπούς.

Ωστόσο υπάρχουν σαφείς βιολογικοί λόγοι που καθιστούν όποια τέτοια θεωρία παντελώς αναληθή:

1. Προέλευση του κορωνοϊού και μοναδικότητα του τρόπου εισχώρησης στα ανθρώπινα κύτταρα

Όταν ερευνητές αρχικά συνέκριναν τη γενετική αλληλουχία του ανθρώπινου κορωνοϊού με άλλους συγγενικούς κορωνοϊούς που βρήκαν στον φολιδωτό μυρμηγκοφάγο (παγκολίνο) και στη νυχτερίδα, κατέληξαν ότι η νυχτερίδα αποτελεί πιο πιθανή πηγή του ιού, καθώς μοιάζει κατά ~96% με τον ανθρώπινο κορωνοϊό, σε αντίθεση με το ~92% του μυρμηγκοφάγου.

Ωστόσο, νέες μελέτες αποκαλύπτουν το εξής ενδιαφέρον στοιχείο: αν συγκρίνουμε το σημείο εκείνο που καθιστά τον ανθρώπινο κορωνοϊό ικανό να εισβάλει στα ανθρώπινα κύτταρα, τότε θα δούμε ότι μοιάζει πιο πολύ στο αντίστοιχο σημείο του ιού του μυρμηγκοφάγου. Με άλλα λόγια, αν μας δείξουν τρεις ανθρώπους και πρέπει να μαντέψουμε ποιοι δύο μεταξύ των τριών είναι αδέρφια, μπορεί αρχικά να υποθέσουμε τη συγγένεια βάσει ίδιου ύψους, χρώματος μαλλιών και ματιών, και γενικών χαρακτηριστικών προσώπου. Αλλά με μια πιο προσεκτική ματιά, μπορεί να δούμε κάτι που θα ανατρέψει την πρώτη υπόθεση (π.χ. δάχτυλα χεριών). Αυτό το χαρακτηριστικό στοιχείο του νέου αυτού κορωνοϊού βρίσκεται στην πρωτεΐνη που χρησιμοποιεί για να αγκιστρωθεί και να εισχωρήσει στα ανθρώπινα κύτταρα, και ονομάζεται πρωτεΐνη-ακίδα.

Βάσει μελετών, αυτή η πρωτεΐνη-ακίδα έχει ένα συγκεκριμένο σημείο που παρουσιάζει την ικανότητα να προσδένεται σε ένα ένζυμο που βρίσκεται στην επιφάνεια των ανθρώπινων κυττάρων και ονομάζεται ένζυμο μετατροπής αγγειοτενσίνης 2 (ACE2). Τι σημαίνει αυτό; Σημαίνει ότι αυτό το ένζυμο ουσιαστικά συνιστά την πόρτα του ιού στα ανθρώπινα κύτταρα, και ότι η πρωτεΐνη-ακίδα κατέχει ένα σημείο-κλειδί για αυτή την πόρτα. Σε αυτό το σημείο-κλειδί ο ανθρώπινος ιός μοιάζει κατά 97.4% με το αντίστοιχο σημείο του ιού του μυρμηγκοφάγου, ενώ κατά 89.2% με αυτό του ιού της νυχτερίδας.

Μάλιστα ο νέος κορωνοϊός (SARS-CoV-2) δεν είναι ο μόνος που χρησιμοποιεί αυτό το ένζυμο ως πόρτα μόλυνσης. Και ο γνωστός ως SARS(SARS-CoV) χρησιμοποιεί την ίδια πόρτα. Όμως, κι εδώ επανέρχομαι στο θέμα περί θεωριών συνωμοσίας, ο κορωνοϊός χρησιμοποιεί ως «κλειδί» ένα διαφορετικό σημείο της πρωτεΐνης-ακίδας, όχι αυτό που χρησιμοποιεί ο SARS. Δηλαδή, εάν κάποιος άνθρωπος προσπαθούσε να κατασκευάσει έναν νέο ιό, θα χρησιμοποιούσε λογικά έναν γνωστό και σίγουρο τρόπο λειτουργίας του (το κλειδί-SARS), και δεν θα ρίσκαρε με έναν νέο. Και μάλιστα δεν πρόκειται για ένα απλό ρίσκο, αλλά για κάτι που τα υπολογιστικά μοντέλα προέβλεπαν ως μη λειτουργικό. Σαν, δηλαδή, να μπορούσε κάποιος να δοκιμάσει ένα κλειδί, να έβλεπε πως η πόρτα δεν ανοίγει, αλλά να επέμενε ότι το κλειδί αυτό θα λειτουργήσει. Αν κάποιος ήθελε όντως να απειλήσει την ανθρώπινη υγεία, δεν θα επέλεγε έναν τόσο απίθανο τρόπο.

Αυτό μας διδάσκει και κάτι ακόμα: ότι όσο καλά κι αν είναι τα υπολογιστικά μοντέλα πρόβλεψης λειτουργίας διαφόρων διαστάσεων της ζωής και της πραγματικότητας, πολλές φορές δεν καταφέρνουν να συλλάβουν την πολυπλοκότητα της εξέλιξης. Γιατί, αντίθετα με τις προβλέψεις, ο ιός αυτός κατάφερε να χρησιμοποιήσει ένα κλειδί πολύ λίγων πιθανοτήτων και να ανοίξει την πόρτα-ένζυμο, ώστε να μολύνει τα ανθρώπινα κύτταρα. Για το πώς μπορεί να έγινε αυτό, επανέρχομαι στο τέλος.

2. Διαφορές από άλλους συγγενικούς ιούς

α. Αυτή η πρωτεΐνη-ακίδα του νέου κορωνοϊού SARS-CoV-2 έχει και ένα ακόμη σημείο που την καθιστά μοναδική και ελάχιστα προβλέψιμη: πρόκειται για ένα σημείο που ενεργοποιείται από ένα άλλο ένζυμο που βρίσκεται στα ανθρώπινα κύτταρα και ονομάζεται φουρίνη (Εικόνα). Για αυτό το ένζυμο δεν υπάρχουν ακόμη μελέτες που να πιστοποιούν ότι αποτελεί κάτι τόσο σημαντικό για την είσοδο του ιού στα ανθρώπινα κύτταρα, όπως το προηγούμενο ένζυμο-πόρτα που περιέγραψα, αλλά με βάση μελέτες που έχουν γίνει για τον ρόλο της φουρίνης σε περιπτώσεις μόλυνσης από άλλους ιούς, έχει βρεθεί ότι βοηθούν τον ιό να εισέλθει στα κύτταρα πιο ομαλά. Το μη προβλέψιμο στοιχείο εδώ είναι ότι τέτοια ενεργοποίηση από την φουρίνη δεν την συναντάμε σε άλλους συγγενικούς ιούς, όπως στον SARS, αλλά σε άλλους, όπως στον ιό των πτηνών (Η1Ν1). Αυτό από μόνο του αποτελεί στοιχείο έναντι όποιας ανθρώπινης συμμετοχής για τη δημιουργία του κορωνοϊού, όχι μόνο επειδή κάποιος άνθρωπος δεν θα επέλεγε να ρισκάρει μπλέκοντας δομικά στοιχεία μη συγγενικών ιών, αλλά και για έναν ακόμη λόγο: το σημείο του κορωνοϊού που συνδέεται στη φουρίνη λειτουργεί επίσης ως ασπίδα για την προστασία του ιού από το ανοσοποιητικό μας σύστημα. Μια τέτοια ασπίδα προστασίας δεν είναι δυνατόν να έχει δημιουργηθεί σε πιάτα καλλιέργειας εργαστηριακών ιστών, γιατί οι εργαστηριακοί αυτοί ιστοί δεν διαθέτουν ανοσοποιητικό σύστημα, καθιστώντας απίθανο να προκύψει μια τέτοια προσαρμογή από την ανάπτυξη του ιού σε ένα εργαστήριο.

β. Ο νέος κορωνοϊός δεν διαφέρει μόνο στα σημεία από άλλους συγγενικούς ιούς, αλλά η ραχοκοκαλιά του, η συνολική μοριακή του δομή διαφέρει ουσιαστικά από εκείνες ήδη γνωστών κορονοϊών. Αν κάποιος άνθρωπος ήθελε να κατασκευάσει τον ιό, θα επιχειρούσε να τον ‘συναρμολογήσει’ με έναν τρόπο που θα ήξερε ότι ήδη λειτουργεί στον άνθρωπο. Αυτό που βλέπουμε, όμως, είναι ότι ο ιός αυτός μοιάζει πολύ περισσότερο με συναφείς ιούς που μολύνουν νυχτερίδες και παγκολίνους, και όχι ανθρώπους. Με άλλα λόγια οι επιστήμονες δεν θα κατασκεύαζαν έναν ιό, όπως οι κατασκευαστές αυτοκινήτων ένα νέο εξ ολοκλήρου αυτοκίνητο· αλλά θα έπαιρναν ένα ήδη υπάρχον, γνωστό αυτοκίνητο, θα του έβγαζαν τις ρόδες και τη μηχανή, και με βάση την υπάρχουσα ραχοκοκαλιά θα κατασκεύαζαν ένα νέο. Αλλά στον κορωνοϊό δεν υπάρχει καν η ραχοκοκαλιά.

Εάν, λοιπόν, δεν προήλθε από τον άνθρωπο, από πού προήλθε, και πώς εξελίχθηκε στην παρούσα του μορφή;

Σε κάθε περίπτωση, η ασθένεια που προκαλεί (COVID-19) ο κορωνοϊός είναι ζωονοσογόνος (όπως η νόσος των «τρελών αγελάδων»), δηλαδή έφτασε στον άνθρωπο από κάποιο άλλο ζώο. Μέχρι στιγμής έχουμε στοιχεία για ομοιότητα του κορωνοϊού που εισβάλλει στον ανθρώπινο οργανισμό με αυτούς που εισβάλλουν σε νυχτερίδες και σε μυρμηγκοφάγους. Η σημαντική ομοιότητα που ανέφερα μεταξύ του σημείου της πρωτεΐνης-ακίδας που προσδένεται στο ένζυμο μετατροπής αγγειοτενσίνης 2 στον ανθρώπινο και μυρμηγκοφάγοκορωνοϊό θα μπορούσε να μας ωθήσει να συναγάγουμε το συμπέρασμα ότι ο ιός μεταφέρθηκε από τον μυρμηγκοφάγο στον άνθρωπο. Όμως αυτό δεν είναι βέβαιο. Υπάρχει μεγάλη περίπτωση ο ιός να μεταπήδησε σε άλλα είδη πριν φτάσει σε εμάς, είδη ακόμη άγνωστα σε εμάς. Άρα, το σημείο-κλειδί της πρωτεΐνης-ακίδας στον ανθρώπινο κορωνοϊό πιθανότατα εξελίχθηκε τυχαία και κατέληξε σε μια δομή που τυχαία μπορεί και δεσμεύεται με έναν νέο τρόπο στο ένζυμο-πόρτα των ανθρώπινων κυττάρων.

Αν, όμως, ήταν μια τυχαία εξέλιξη, τότε γιατί το σημείο-κλειδί της πρωτεΐνης-ακίδας του ανθρώπινου κορωνοϊού μοιάζει τόσο με αυτό του μυρμηγκοφάγου; Η απάντηση βρίσκεται, αντίθετα, στην ομοιότητα του ενζύμου-πόρτας μεταξύ ανθρώπου και μυρμηγκοφάγου (84.8%, αντί του ~80% της νυχτερίδας). Δηλαδή, μπορεί ο κορωνοϊός του ανθρώπου και του μυρμηγκοφάγου αρχικά να μην έμοιαζαν τόσο, αλλά αφού έμοιαζε η πόρτα-στόχος, ο ιός και στους δύο εξελίχθηκε μέσω φυσικής επιλογής, ώστε να ανοίγει με παρόμοιο τρόπο (κλειδί) αυτήν την παρόμοια πόρτα.

Ο κορωνοϊός μπορεί όντως να ήταν ανέτοιμος όταν πέρασε από άλλα ζώα στους ανθρώπους, μπορεί δηλαδή να ήταν ανίκανος να μας προκαλέσει κάποια ασθένεια. Αλλά στη συνέχεια, μετά από εξελικτικές αλλαγές που μπορεί να κράτησαν μήνες, χρόνια ή και δεκαετίες, απέκτησε την ικανότητα (άλλαξε, δηλαδή, τη γενετική του αλληλουχία) και κατάφερε να εξαπλώνεται από άνθρωπο σε άνθρωπο και να προκαλεί μια σοβαρή, συχνά απειλητική για τη ζωή ασθένεια.

Υπέρ αυτής της υπόθεσης είναι το γεγονός ότι ο κορωνοϊός δεν είναι πανομοιότυπος σε όλους τους ανθρώπους, αλλά υπάρχει μία εκδοχή του ιού που βρέθηκε, στην περίπτωση της Κίνας, σε περίπου το 70% των ασθενών. Αυτό κατ’ εμέ προσφέρει αποδεικτικά στοιχεία υπέρ της υπόθεσης ότι ο ιός υπέστη σημαντική εξέλιξη μέσα στο ίδιο το ανθρώπινο είδος μέχρι να καταστεί ικανός να γίνει επιθετικός και επικίνδυνος. Μπορεί τα πρώτα κρούσματανα υπολογίζονται στην Κίνα περί τον Νοέμβριο του 2019, αλλά μπορεί ο ιός να βρισκόταν ανάμεσά μας πολύ καιρό πριν.

AndersenK. G. et al. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nature Medicine (2020). doi: 10.1038/s41591-020-0820-9.

Zhang and Holmes. A Genomic Perspective on the Origin and Emergence of SARS-CoV-2.Cell (2020). doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.035

Lam, T. T. et al. Identifying SARS-CoV-2 related coronaviruses in Malayan pangolins. Nature(2020). doi.org/10.1038/s41586-020-2169-0 (2020).

Qing E. and Gallagher T. SARS Coronavirus Redux. Trends in Immunology (2020). doi.org/10.1016/j.it.2020.02.007