Slik gir en 20 år gammel sensasjon oss en sjanse mot covid-19-mutanter

26. juni 2001 varsler USAs president Bill Clinton den kommende sensasjonen: Forskere har klart å kartlegge hele det menneskelige genomet. Det første ordentlige kartet ble publisert i februar året etter. I bakgrunnen står forskerne Craig Venter og Francis Collins. (Foto: AP Photo/Rick Bowmer)
26. juni 2001 varsler USAs president Bill Clinton den kommende sensasjonen: Forskere har klart å kartlegge hele det menneskelige genomet. Det første ordentlige kartet ble publisert i februar året etter. I bakgrunnen står forskerne Craig Venter og Francis Collins. (Foto: AP Photo/Rick Bowmer) Foto: forskning

For 20 år siden klarte forskere for første gang å kartlegge det menneskelige genomet. I dag gir nettopp denne teknologien en mulighet til å takle de nye covid-19-mutasjonene som garantert vil oppstå – kanskje til og med i Norge.

I februar 2001 skjedde en verdenssensasjon innen forskningen.

Et enormt team av forskere fra mange land publiserte det første kartet over hele det menneskelige genomet – altså arvestoffet vårt.

Forskerne hadde klart å isolere og lese av de lange trådene av DNA som ligger i kjernen av alle menneskeceller. Disse trådene er kjempelange kjeder, satt sammen av fire ulike kjemiske stoffer. Disse fire stoffene betegnes med bokstaver, som genene våre er skrevet med.

Og nå hadde altså forskerteamet klart å lese alle bokstavene i hele genomet vårt.

Jobben hadde tatt rundt ti år og kostet noen milliarder dollar.

Men siden den gangen har forskere over hele verden gjort en vanvittig jobb med å raffinere teknologien som leser gener. I dag kan du få genomet ditt sekvensert på få dager, til noen tusenlapper.

Det skal vi være himla glade for, mener Sigrid Bratlie, spesialrådgiver for bioteknologi for Kreftforeningen og Norsk Landbrukssamvirke.

Rask gensekvensering er nemlig et av redskapene vi er helt avhengig av for å håndtere store epidemier, som koronapandemien.

Les også: Immunitet etter covid-19: Hva kan vi lære av andre sykdommer?

Muterer

I første omgang var genomsekvensering viktig for å finne ut hva slags virus vi hadde med å gjøre. Kinesiske forskere var raskt på banen. De helgenomsekvenserte det nye Sars-CoV-2-viruset, og delte genkoden med resten av verden.

Dette ble blant annet utgangspunktet for utvikling av vaksinene og virustestene vi i dag bruker over hele kloden.

Men som vi vet slutter ikke historien her. For viruset muterer.

Det har allerede kommet nye varianter som smitter lettere, som viruset fra Storbritannia. Og nå ser det også ut til å ha dukket opp virus som er mer motstandsdyktig mot vaksinen, som variantene fra Brasil og Sør-Afrika.

Bratlie er ikke noe overrasket.

- Det er ikke usannsynlig at slike bekymringsfulle varianter også oppstår her i Norge, sier hun, og utdyper:

Det er helt naturlig at dette skjer, etter hvert som mange i befolkningen begynner å få immunitet, fordi de har hatt sykdommen eller tatt vaksine.

Les også: De fleste som ble innlagt med covid-19 har symptomer et halvt år senere

Illustrasjonen viser en modell av DNA-molekylet, som er formet som en slags tvinnet taustige. Trinnene i stigen representerer bokstaver som beskriver genene våre. (Illustrasjon: vitstudio / Shutterstock / NTB) Foto: forskning
Illustrasjonen viser en modell av DNA-molekylet, som er formet som en slags tvinnet taustige. Trinnene i stigen representerer bokstaver som beskriver genene våre. (Illustrasjon: vitstudio / Shutterstock / NTB) Foto: forskning

Ikke som X-men

For alle som kjenner X-men, er det lett å tenke på mutanter som noen som er spesielt sterke, eller ekstra onde og uovervinnelige. En slags supervariant av det vanlige.

I virkeligheten er det slett ikke slik.

En mutasjon er rett og slett bare en feilstaving i arvematerialet.

Altså: Et virus formerer seg ved å kapre en celle, og gjøre den om til en virusfabrikk. Cellen begynner å lage kopier av virusets arvestoff. Men av og til skjer det en feil i kopieringen av rekka av kjemiske bokstaver. Det oppstår en trykkfeil i beskrivelsen av viruset.

Les også: Skjult smitte kan ha drevet spredningen av Covid-19 i Kina

De fleste blir svakere

I de aller fleste tilfeller, er feilen slett ingen fordel. Tvert imot. Mange mutasjoner gjør viruset svakere. Men disse virusene ser vi ikke noe mer til, forteller Bratlie.

En sjelden gang, hender det derimot at feilen er den fordel. For eksempel ved at den endrer strukturen i piggene på utsiden av viruset.

Når et menneske er vaksinert, eller har blitt immun mot covid-19, kjenner immunsystemet igjen disse piggene, og kan dermed identifisere og uskadeliggjøre viruset.

Men hvis piggene endrer seg nok, klarer ikke immunsystemet lenger å identifisere det. Det er som om viruset er nytt og ukjent igjen.

Slik kan det altså oppstå mutanter som er motstandsdyktige mot vaksinen og immunitet etter sykdom.

Og akkurat den situasjonen vi har i verden i dag, er som skapt for utvikling av slike motstandsdyktige mutanter, sier Bratlie.

Les også: Kan D-vitamin beskytte deg mot covid-19?

Enorm fordel for de motstandsdyktige

Det er to grunner til dette.

For det første:

Når millioner av mennesker er smittet av viruset, blir det lagd fantasillioner av viruskopier hver eneste dag. Jo flere kopier som lages, desto større er risikoen for at en av dem faktisk er en slik motstandsdyktig mutant.

For det andre:

Vi er i en situasjon hvor stadig flere mennesker blir immune eller vaksinerte.

- Da har motstandsdyktige mutasjoner en enorm fordel, sier Bratlie.

Den ene mutasjonen som faktisk får en slik egenskap, vil altså overleve og spre seg lynraskt i befolkningen.

For bare noen tiår siden ville bølger av slike nye mutanter skylle over oss fortere enn vi rakk å gjøre mottrekk. Men i dag har vi en sjanse, takket være teknologi som gensekvensering og RNA-vaksiner.

Immunsystemet kan lære seg å kjenne igjen piggene på utsida av Sars-CoV-2-viruset. Men hvis piggene endrer seg nok, vil viruset ikke lenger bli gjenkjent. (Illustrasjon: Kateryna Kon / Shutterstock / NTB) Foto: forskning
Immunsystemet kan lære seg å kjenne igjen piggene på utsida av Sars-CoV-2-viruset. Men hvis piggene endrer seg nok, vil viruset ikke lenger bli gjenkjent. (Illustrasjon: Kateryna Kon / Shutterstock / NTB) Foto: forskning

Forutsa mutasjoner

Ved å gensekvensere virusene i mange positive covid-19-prøver, kan vi raskt oppdage farlige varianter som oppstår.

- Vi har ganske gode verktøyer for å forutsi hvilke mutasjoner man forventer har størst effekt, sier Bratlie.

Mutasjonene forskerne er interessert i, er for eksempel de som endrer virusets evne til å binde seg til cellene, noe som gjør viruset mer smittsomt. Eller mutasjoner som gjør at viruset blir vanskeligere å gjenkjenne for immunsystemet.

- Det er akkurat dette som har skjedd i mutasjonene som er funnet til nå, sier Bratlie.

Jo tidligere vi finner disse bekymringsfulle mutasjonene, dess før kan vi starte arbeidet med å tilpasse vaksinene.

- Moderna og Pfizer har sagt at de allerede er i gang med å utvikle en oppdatert vaksine.

Kunnskapen som gensekvenseringen skaffer om det nye viruset, gjør det mulig å endre vaksinene, slik at de matcher de muterte gensekvensene og immunsystemet igjen kan identifisere viruset.

Langvarig kamp

Bratlie tror vi må forberede oss på en langvarig kamp mot covid-19. Modellene har spådd at det finnes flere problematiske mutasjoner som kan oppstå.

Men vi har også noen gode våpen å slå tilbake med. Bratlie tror kombinasjonen av teknologi og tradisjonelle tiltak for smittebegrensning – som hygiene og sosial distansering – er nøkkelen til suksess.

- Det er det veldig viktig at vi holder smitten nede ved å opprettholde smittevern og ta vaksiner.

- Jo færre muligheter viruset får til å formere seg, dess færre mutanter oppstår.

Samtidig kan vi helgenomsekvensere enda flere virus, slik at vi forstår hvordan sykdommen utvikler seg.

- Ved hjelp av sekvensering kan vi faktisk følge det i sanntid, sier Bratlie.

- Vi har teknologi som gjør oss bedre rustet til å tilpasse oss. Det er kjempespennende! For første gang i historien kan vi kanskje holde tritt.

Helgenomsekvensering

Helgenomsekvensering er en teknikk som gjør det mulig å lese av alle genene i DNAet eller RNAet til en organisme, som et menneske eller et virus. De fleste organismer har DNA, mens noen virus bruker RNA. DNAet eller RNAet består av kjempelange kjeder av fire ulike stoffer som fungerer som bokstaver i et alfabet. Genene er skrevet med disse bokstavene.

Prøver som inneholder celler eller virus kan brukes til helgenomsekvensering, for eksempel blodprøver eller prøver fra svelget.

Første steg i prosessen, er å isolere cellene eller virusene man er interessert i.

Deretter isoleres arvestoffet. Det blir brukt flere kjemiske prosesser for å fjerne resten av cellen eller stoffene rundt arvestoffet.

Arvestoffet blir så sendt igjennom en maskin som kan lese rekkefølgen av bokstavene i DNAet eller RNAet. Resultatet presenteres i et dataprogram. Ofte kjøres arvestoffet igjennom maskinen flere ganger, for å redusere feilavlesning.

I etterkant må resultatet tolkes av en fagperson. Det sekvenserte genomet blir sammenlignet med et referansegenom. I dette tilfellet vil referansegenomet være arvestoffet fra et Sars CoV-2-virus av den vanlige varianten. Det vil alltid være små forskjeller, men en ny variant vil ha større forskjeller, eller forskjeller i viktige deler av genomet.

De samme metodene blir brukt til å sekvensere alle typer organismer. Men det er forskjell i hvor krevende prosessen er. Et menneskegenom inneholder rundt tre milliarder bokstaver, mens Sars-CoV-19 bare har rundt 30 000. Virusene er derfor mye raskere å sekvensere.

(Artikkelen er først publisert av forskning.no)

Personvernpolicy