Koronaviruksen omikronmuunnos vaikuttaa aiheuttavan aiemmin hallinnutta deltavarianttia harvemmin vakavaa tautimuotoa.
Tämä on näkynyt siinä, ettei sairaaloiden kuormitus ja kuolleisuus tautiin ole seurannut tartuntamäärien valtavaa kasvua samaan tapaan kuin aiemmissa aalloissa. Asiantuntijat ovat varoittaneet, että vaikka uusi variantti olisikin aiempia vähemmän vaarallinen, voi sen raju leviäminen johtaa niin suuriin tapausmääriin, että terveydenhuollon sietokyky on silti vaarassa.
Nyt väitteille aiempaa lievempää tautia aiheuttavasta muunnoksesta alkaa joka tapauksessa löytyä tukea myös solutason havainnoista.
Akatemiatutkija, biofyysikko Teemu Ihalainen listaa pitkässä Twitter-ketjussaan tietoja omikronmuunnoksen erityispiirteistä ja siitä, miten ne todennäköisesti vaikuttavat viruksen ominaisuuksiin. Monet tiedoista ovat lupaavia.
– Näyttää vahvasti siltä, että omikronmuunnos ei ole niin vaarallinen kuin esimerkiksi deltavariantti. Tämä näkyy väestötasolla ja jo nyt meillä alkaa olla ymmärrystä mistä tämä voisi johtua, Teemu Ihalainen kirjoittaa.
Hänen mukaansa omikron on aika lailla erilainen virus kuin esimerkiksi delta. Eräs keskeinen muutos liittyy viruksen pinnan piikkiproteiineihin.
– Piikkiproteiinit ovat asia, jotka meidän kehojen tuottamat vasta-aineet tunnistavat, joten niiden mutaatiot eli muutokset auttavat virusta väistämään mm. vasta-aineiden sitoutumista. Mutta mutaatiot vaikuttavat muuhunkin, Teemu Ihalainen sanoo.
– Kun infektiossa uusia viruksia tuottuu virustehtaiksi muodostuneissa soluissa, niin ennen kuin virus vapautuu ja aloittaa matkansa kohti seuraavaa solua, piikkiproteiinia muokataan. Se ikään kuin ”viritetään”, Ihalainen jatkaa.
Tämä viritys on hänen mukaansa erittäin tärkeä viruksen elinkierron kannalta. Se nimittäin vaikuttaa siihen, miten hyvin virus pääsee tunkeutumaan solun sisään.
– Mitä enemmän viritettyjä piikkejä, sen parempi, tutkija summaa.
Teemu Ihalaisen mukaan ”viritys” tapahtui pandemian alkuvaiheessa heikolla teholla ja suurin osa viruksen pinnan 20-40 piikkiproteiinista jäi virittämättä. Deltan kohdalla tilanne oli puolestaan toisinpäin ja suurin osa piikeistä oli valmiina uusien solujen infektioon.
Omikronin tapauksessa virittyminen on Teemu Ihalaisen mukaan todennäköisesti heikompaa viruksen alfamuunnoksen tapaan.
– Eli viruksen piikit ovat isolta osaltaan suutareita, mikä vaikuttaa suuresti infektion etenemiseen (tähän liittyy vielä epävarmuutta). Alustavasti tämä on hyvä juttu, tutkija summaa.
Tehottomampi reitti
Viruksen pääsy soluun riippuu Teemu Ihalaisen mukaan paljon pinnan piikkiproteiinista.
– SARS-CoV-2 tarttuu piikkiproteiinistaan solun pinnan ACE2-proteiiniin, mikä on viruksen sisäänpääsyn ensimmäinen askel.
Koronaviruksella on hänen mukaansa periaatteessa kaksi sisäänmenoreittiä.
– Virusta ympäröi solun pintaa muistuttava rasvakalvo joten se voi sulautua soluun heti pinnassa ja vapauttaa perimänsä uusien virusten tuottoon, Ihalainen selvittää.
Toisaalta virus voi hänen mukaansa mennä solun sisään myös ACE2-reseptorin ”reppuselässä” pienessä rasvarakkulassa. Tutkija toteaa tämän reitin olevan hitaampi ja jossain määrin epävarmempi, koska viruksen kalvon pitää jossain kotaa sulautua rasvarakkulan pintaan ja vapautua.
– Molempien reittien kohdalla viruksen kalvon sulautuminen solun kalvoihin vaatii viritetyn piikin lisämuokkaamista. Solun pinnassa sitä muokkaa tietty entsyymi (TMPRSS2, kiva nimi) ja vaihtoehtoisesti solun sisällä toinen entsyymi (Cathepsin), Teemu Ihalainen toteaa.
Hän on jakanut alta löytyvän Nature-lehdessä julkaistun kuvan molemmista prosesseista.
Tästä saattaa löytyä yksi omikronin ja deltan keskeisistä eroista.
Teemu Ihalaisen mukaan solun pinnassa tapahtuva kalvojen sulautuminen on deltamuunnoksessa hyvin tehokasta eli viritettyjä piikkiproteiineja on paljon. Delta näyttäisi siis käyttävän pääasiassa tätä reittiä.
Omikronilla tämä on kuitenkin tutkijan mukaan nähtävästi muuttunut. Syynä voi olla heikompi piikkiproteiinin virittäminen. Solun pinnassa tapahtuvaa sulautumista tapahtuu siis Teemu Ihalaisen mukaan vähemmän ja virus suosii tehottomampaa ”reppuselkäreittiä”.
– Mielenkiintoista tässä on se, että meidän hengitysteissämme solun pinnan piikkiä muokkaavaa entsyymiä (juu, sitä TMPRSS2:ta) on enemmän syvällä keuhkoissa. Omicronin kohdalla tämä ei enää suosi infektio leviämistä syvälle keuhkoihin. Tämäkin on hyvä juttu, Ihalainen huomauttaa.
Tälle löytyy tukea tutkimuksista. Omikronmuunnoksen on havaittu lisääntyvän deltavarianttia heikommin keuhkoissa.
”Ihan huippua”
Tutkija Teemu Ihalainen mainitsee kolmantena merkittävänä tekijänä viruksen aiheuttaman solujen yhteensulautumisen. Hänen mukaansa se on eräs SARS-CoV-2:n mielenkiintoisista piirteistä.
– Yhteensulautuminen synnyttää jättimäisiä virusten megatehtaita. Lisäksi se on erittäin haitallista kudosten (keuhkot) kannalta, koska solukon toiminta häiriintyy vahvasti ja lopulta solukuoleman kautta vauriot ovat isoja, Ihalainen avaa.
Omikron on hänen mukaansa kuitenkin tässäkin deltaa tehottomampi. Syy on jälleen mitä ilmeisimmin piikkiproteiinin heikompi virittäminen.
Ihalaisen mukaan tehokkaampi virittyminen sai deltan viihtymään paremmin syvällä tartunnan saaneen keuhkoissa ja aiheuttamaan suuria vaurioita.
Koska sisäänmenoreitti näyttää omikronin kohdalla muuttuneen ja solujen yhteensulautuminen vähentyneen, jäävät keuhkojen vauriot tutkijan mukaan pienemmiksi.
– Tämä taas pitäisi näkyä helpompana tautina, joka ei välttämättä vaadi niin usein sairaalahoitoa. Ja tämä on ihan huippua, hän sanoo.
Ihalainen löytää omikronin erityispiirteistä vielä yhden maininnan arvoisen seikan. Hänen mukaansa koronapandemian alussa toimivana lääkkeenä hetken aikaa pidetty hydroksiklorokiini saattaa tehdä paluun, koska se vaikuttaa juurikin ACE2:n reppuselässä kulkemiseen.
Sitten välillä SARS-CoV-2 asiaa. Näyttää vahvasti siltä, että omicron muunnos ei ole niin vaarallinen kuin esimerkiksi delta-variantti. Tämä näkyy väestötasolla ja jo nyt meillä alkaa olla ymmärrystä mistä tämä voisi johtua. Pitkä ketju.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
Omicronin tapauksessa tämä virittyminen on todennäköisesti heikompaa, alpha-variantin kaltaista, eli viruksen piikit ovat isolta osaltaan suutareita, mikä vaikuttaa suuresti infektion etenemiseen (tähän liittyy vielä epävarmuutta). Alustavasti tämä on hyvä juttu.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
Pandemian alussa tämä viritys tapahtui huonolla tehokkuudella, suurin osa niistä pinnan 20-40 piikkiproteiinista jäi virittämättä. Delta-variantilla taas tilanne oli jo toisinpäin, suurin osa piikeistä oli valmiina uusien solujen infektioon.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
2) Soluun pääsy. Tämäkin tapahtuma riippuu paljon pinnan piikkiproteiinista, joten sen mutaatiot vaikuttavat tähänkin. Viruksilla on hyvin erilaisia tapoja päästä soluihin sisälle. Lähtökohtaisesti ne livahtavat sisään usein jonkin solulle tavallisen toiminnan avulla.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
Molempien reittien kohdalla viruksen kalvon sulautuminen solun kalvoihin vaatii viritetyn piikin lisämuokkaamista. Solun pinnassa sitä muokkaa tietty entsyymi (TMPRSS2, kiva nimi) ja vaihtoehtoisesti solun sisällä toinen entsyymi (Cathepsin). Kuvassa nämä reitit. pic.twitter.com/fUL0eAUd7x
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
Deltavariantilla solun pinnassa tapahtuva kalvojen sulautuminen on tehokasta (paljon viritettyjä piikkiproteiineja) ja se onkin ilmeisesti pääasiallinen sisäänmenoreitti virukselle, ACE2 reppuselässä meno on vähäisempää.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
3) Solujen fuusioituminen. Piikkiproteiini ajaa kalvojen fuusioitumista myös muissa tilanteissa. Infektoitunut solu tuottaa piikkiä, se päätyykin osittain solun pintaan ja sitoutuu naapuri solun ACE2 proteiiniin. Sitten sama virusta muokkaava entsyymi (se TMPR…) aktivoi sen.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
Yhteensulautuminen synnyttää jättimäisiä virusten megatehtaita. Lisäksi se on erittäin haitallista kudosten (keuhkot) kannalta, koska solukon toiminta häiriintyy vahvasti ja lopulta solukuoleman kautta vauriot ovat isoja.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
Ja koska esimerkiksi deltan kohdalla piikin viritys oli tehokkaampaa ja syvällä keuhkoissa enemmän kalvojen yhteensulautumista ajavaa entsyymiä, infektio viihtyi hyvin syvällä keuhkoissa ja aiheutti suuria vaurioita.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
Loppuun vielä yksi juttu. Nyt jos ja kun viruksen sisäänmenoreitti on muuttunut, niin vanha ystävämme loislääke (hydroksi)klorokiini tekee varmaan paluun. Se kun vaikuttaa nimenomaan tuohon ACE2:n reppuselässä tapahtuvaan soluun tunkeutumiseen.
— Teemu Ihalainen (@IhisTeemu) December 28, 2021
