Koronapandemi, vaksiner og mutasjoner

Virus ligner ingen organismer vi regner som levende. De tar ikke opp næring, har ikke stoffskifte, vokser ikke og kan ikke bevege seg eller formere seg uten hjelp fra levende celler. De kan imidlertid reagere på omgivelsene.

Når virus registrerer kontakt med celler, kan de invadere, lure og utnytte vertscellene. De kan også utvikle seg ved å ta opp nytt arvestoff fra vertscellene sine. Vi kan si at virus er en vinner når det gjelder å få spredt genene sine, men de utfordrer vår definisjon av liv – våre «kriterier for liv».

Mutasjoner er endringer i arvestoffet som skjer i alle organismer til enhver tid. Det er en naturlig prosess som skjer tilfeldig eller som følge av ytre påvirkning, for eksempel stråling eller kjemikalier. I kroppen vår blir de fleste mutasjoner i DNA reparert umiddelbart, fordi vi har et avansert kontrollsystem. De fleste mutasjonene vi får, vil vi sjelden merke. Andre er ugunstige og gir sykdommer, og ytterst få gir nye egenskaper og fordeler i et gitt miljø. Mutasjoner er drivkraften bak evolusjonen.

Mutasjoner skjer svært hyppig hos virus – langt hyppigere enn hos andre organismer – og de har ikke reparasjonssystemer som korrigerer mutasjoner. Det er grunnen til at det kommer en ny influensavaksine på markedet hver høst, for influensaviruset har mutert og dermed endret seg siden forrige sesong.

Koronaviruset (covid-19) er et RNA-virus (retrovirus), og RNA er mer ustabilt enn DNA. Arvestoffet av RNA er én enkelt streng av nitrogenbaser (A, C, U og A) som danner en rad av gener. Disse genene kan lage proteinkapper og nye RNA-tråder hvis de kommer inn i en vertscelle. Når nitrogenbaser faller bort, kommer til eller bytter plass, skjer det en mutasjon.

Mange mutasjoner kan være harmløse, eller de kan være skadelige for individet, men i svært sjeldne tilfeller gir de en fordel for den som har mutasjonen. Det er det som har skjedd med den muterte engelske koronavarianten. Den har fått bedre evne til å feste seg på vertscellene, fordi en aminosyre i overflateproteinene har endret seg. Da skjønner vi at denne virustypen har lettere for å spre seg ved å infisere flere mennesker, og at det skal færre virus til i et rom før mennesker blir smittet.

Andre mutasjoner kan føre til at viruset blir ufarlig, eller til at det blir mindre smittsomt.

Noen sykdommer er så farlige at vi bruker vaksiner til å aktivere immunforsvaret for å bli bedre beskyttet. Da koronaviruset (covid-19) spredte seg ved årsskiftet 2019–2020, fantes det ikke vaksiner som virket mot det. Det spredte seg fort, ga alvorlig sykdom og førte til mange dødsfall.

Det hastet med å utvikle en ny vaksine, men prosessen er svært tidkrevende. Først må viruset undersøkes grundig, slik at arvestoffet og overflatestrukturen blir identifisert. Deretter kan man forske på ulike angrepsmåter som en vaksine kan bruke. Hvis en vaksinekandidat ser ut til å virke, kreves det grundig utprøving før vaksinen er trygg nok til å settes i produksjon.

Hensikten med en vaksine er å lure kroppen til å tro at den får en infeksjon, slik at immunsystemet lærer å kjenne igjen det virkelige viruset. Vaksinen inneholder ufarlige deler av viruset (uten smittestoff). Disse aktiverer immunsystemet og danner hukommelsesceller.

Hvis du senere blir utsatt for dette viruset, finnes det allerede antistoffer og immunceller (B- og T-lymfocytter) som husker forrige «infeksjon». B-lymfocyttene kan lage antistoffer raskt, og T-lymfocyttene kan angripe viruset direkte før du blir syk. Da sier vi at du har oppnådd immunitet.

Hvor lenge denne immuniteten varer, avhenger av hvilken del av immunforsvaret vaksinen aktiverer. Både B- og T-lymfocyttene har hukommelsesceller, men det ser ut til at T-cellene gir mest langvarig immunitet.

En tradisjonell måte å lage vaksiner på er å dyrke svekkede virus i hønseegg. I etterkant er det en tidkrevende prosess å rense ut de aktive proteinene som skal inngå i vaksinen.

Covid-19-vaksinene som baserer seg på DNA og RNA, er resultatet av en langvarig forskningsprosess som skjøt fart da pandemien var et faktum.

Etter at genmaterialet til viruset var kartlagt, fant man gener som koder for de proteinene (piggene) som finnes på overflaten av covid-19. De nye covid-19-vaksinene inneholder den RNA- eller DNA-koden som trengs for å lage noen av proteinene på viruskapselen. Disse kodene må pakkes inn for at de skal komme seg inn i celler. Deretter er det vertscellene som produserer det virusproteinet som skal framkalle den ønskede immunreaksjonen.

RNA-vaksiner som Pfizer og Moderna pakkes inn i små bobler med fett, mens DNA-vaksiner som Sputnik og Astra Zeneca er pakket inn i skallet til et vanlig virus hvor arvestoffet er fjernet. Når disse vaksinene kommer inn i celler, begynner cellene å produsere pigg-proteiner som skaper den ønskede immunreaksjonen uten at personen blir syk.

Per i dag (april 2021) er det bare mRNA-vaksinene Pfizer og Moderna som blir brukt i Norge. DNA-vaksinene Astra Zeneca og Johnson & Johnson er satt på vent fordi det er påvist en sammenheng mellom disse vaksinene og sjeldne tilfeller av blodpropp.

Hvis viruset muterer, kan vaksinen tilpasses ved å endre DNA- eller RNA-koden som pakkes inn.

Hvis du ikke selv har opplevd å bli testet for covid-19 (koronavirus), har du sikkert sett at det foregår ved at en bomullspinne blir stukket ned i halsen og opp i nesen til personen som blir testet. Pinnen blir lagt i et glass med personens navn og sendt til et laboratorium hvor de bruker PCR-teknikk for å finne ut om prøven inneholder covid-19-virus.

RT-PCR (reverse transcription polymerase chain reaction) er den vanligste testformen – og den hittil sikreste. Den går ut på at man bruker enzymet revers transkriptase til å bygge opp DNA fra virus-RNA som finnes i prøven. Deretter lager man mange kopier av DNA-et ved hjelp av teknikken PCR. Da får man et bilde av hvor mye covid-19-virus det var i det øyeblikket testen ble tatt.

Hurtigtester bruker antistoffer som binder seg til virusprotein og gir et synlig resultat. Disse tar bare 15 minutter, men er ikke så sikre som PCR-testene.

Sekvensering er en metode eller prosess som brukes for å lese/finne rekkefølgen til basene i DNA og RNA. Før de kunne lage vaksiner mot covid-19, måtte forskerne avdekke baserekkefølgen i arvestoffet til viruset.

Sekvensering ble også brukt for å avdekke den engelske varianten – det muterte viruset. Dette vil bli gjort hver gang vi har mistanke om en ny mutant.

Når vi kjenner baserekkefølgen og plasseringen av mutasjonene på de ulike virus-variantene, vil vi kunne avdekke hvilket virus en positiv koronatest tilhører. Testingen går også mye raskere, siden det er nok å kartlegge bare en del av genomet (del-sekvensering).

Det finnes flere varianter av koronaviruset enn det vi har oversikt over fordi viruset muterer hele tida. Her får du en oversikt over de variantene som er mest kjent i mai 2021: den opprinnelige fra Kina, den britiske, den brasilianske, den sørafrikanske, den kaliforniske og den indiske.

Alle mutasjoner vi er bekymret for, har mutasjoner i proteinene på overflaten. Disse proteinene er den "piggen" som virusene binder seg til våre celler med. Mutasjonene kan føre til at virusene lettere kommer seg inn i cellene våre, men de vaksinene vi har nå, gir fortsatt god beskyttelse.

Både Pfizer og Moderna gjør forsøk på å redesigne vaksinene for å gi enda bedre beskyttelse mot de nye virusvariantene.