Pandemický koronavirus SARS-CoV-2 nás zaskočil. Stále o něm nevíme mnoho a přitom jsou právě znalosti nesmírně důležité při zdolávání pandemie, která teď rdousí celou planetu.
Bývalý šéf americké FDA Scott Gottlieb nedávno prohlásil, že kdyby v roce 1918 namísto španělské chřipky udeřil koronavirus infekce Covid-19, byl by výsledný účet ještě děsivější. Teď ale naštěstí není rok 1918. Máme k dispozici mnohem pokročilejší technologie a metody, s nimiž je možné zkoumat pandemický patogen i lidi, kteří se stali kořistí pandemie.
Jednou z takových možností, o jakých se lidem v roce 1918 ani nesnilo, je čtení a analyzování genomů koronaviru. Oproti situaci ještě před pár lety jde navíc o čtení velmi rychlé a relativně levné. Podle dostupných informací je v tuto chvíli ve světě přečteno na 4 tisíce genomů viru SARS-CoV-2, z nichž téměř 3 500 pochází z Evropy.
Několika z nich přispěla i Česká republika. Ve zpracování genomů hrají významnou roli volně dostupné služby, jako je například Nextstrain, online nástroj pro práci s přečtenými genomy, jejich analýzy a vizualizace. Nejde přitom jen o Covid-19, ale i řadu dalších nebezpečných patogenů. Při čtení a analyzování velkého počtu genomů pandemického viru se skvěle uplatňuje mezinárodní spolupráce. Podílí se na tom prakticky celý svět.
Nanopórové sekvencování v akci
Genom je jako jedna velmi dlouhá věta genetické informace, která se skládá ze čtyřech různých písmen, čili nukleotidů. V případě koronaviru má tato věta délku přibližně 30 tisíc písmen. Ke čtení genomů koronaviru se využívají různé postupy sekvencování.
Stále častěji se přitom prosazuje teprve nedávno vyvinutá převratná technologie nanopórového sekvencování. Je založená na tom, že skrz speciálně vytvořené nesmírně malé otvory, tzv. nanopóry, procházejí řetězce nukleových kyselin. Jednotlivé typy písmen genetického kódu se mírně liší v tom, jak ovlivňují elektrické vlastnosti takového nanopóru. Díky tomu může připojené elektronické zařízení velikou rychlostí a přesností číst sekvenci písmen dotyčné nukleové kyseliny.
Vzhledem k dostupným technologiím byl kompletní genom jednou z prvních zásadních informací, kterou se nám povedlo o pandemickém viru získat. Přečtené genomy je přitom možné důkladně vytěžit a získat z nich celou řadu velice důležitých dat.
Odborníci například velmi pečlivě hlídají evoluci viru, především to, jak tento virus mutuje. Mohly by se objevit podstatně méně virulentní varianty viru, které by nám ulehčily život, nebo naopak více hrozivé verze. Intenzita mutací je rovněž důležitá pro vývoj vakcíny. Čím méně virus mutuje, tím snazší ho bude „zasáhnout“ vakcínou.
Co je to genomová epidemiologie?
Jak uvádí molekulární biolog Peter Thielen z americké Johns Hopkins University, z přečtených genomů, které byly získány z pacientů na různých místech, je možné vyčíst jak se virus šíří. V této souvislosti se mluví o genomové epidemiologii, protože propojuje genomy s epidemiologií dotyčné choroby.
Thielenův kolega Thomas Mehoke k tomu dodává, že přečtené genomy je možné využít i dalšími způsoby, například k odhadům skutečného počtu infikovaných lidí v dané oblasti.
Využití genomové epidemiologie ukazuje například studie týmu čínských a britských odborníků „Genomic epidemiology of SARS-CoV-2 in Guangdong Province, China“, která se nedávno objevila na preprintovém serveru medRxiv. Vyplývá z ní, že do 19. března 2020 bylo v jihočínské provincii Kuang-tung, která je s asi 110 miliony obyvatel nejlidnatější provincií Číny, uskutečněno 1,6 milionu testů infekce Covid-19. Z nich bylo 1 388 pozitivních.
Od nakažených lidí byly získány genomy pandemického viru, jejichž analýzy ukázaly, že se virus do provincie Kuang-tung dostával opakovaně a nezávisle, a pak se z těchto jednotlivých ohnisek postupně šířil. Výsledky rovněž potvrzují, že opatření zavedená v průběhu infekce v Číně nakonec vedla k přerušení tzv. komunitního šíření pandemie v provincii, tedy mezi místními lidmi.
Zároveň se ukazuje, že ještě není konec. V provincii Kuang-tung se stále objevují nově importované případy infekce a stále je nutné číst a studovat genomy pandemického viru.