მალევე მას შემდეგ, რაც საქართველოში კორონავირუსით ინფიცირების პირველი შემთხვევა დადასტურდა, ორმა ქართველმა მეცნიერმა ქალმა ახალი კორონავირუსის გენოტიპის გაშიფვრა დაიწყო.
NCDC-ისა და ლუგარის ლაბორატორიის გენომის ცენტრის თანამშრომლებმა, ილიას უნივერსიტეტის ასოცირებულმა პროფესორმა, დოქტორმა მარი მურცხვალაძემ, და ბიოლოგიის მეცნიერებათა დოქტორმა ნატო კოტარიამ, ნიმუშებად ის ვირუსები შეარჩიეს, რომლებმაც საქართველოში დაიწყო ცირკულირება.
ორივე მათგანი და მათი მეშვეობით საქართველო ჩაერთო უნიკალურ პროექტში, რომლის მიზანიცაა მეცნიერებმა ერთმანეთს SARS-CoV-2-ის გაშიფრული გენოტიპის შესახებ ინფორმაცია გაუზიარონ. მონაცემები მთელი მსოფლიოდან თავს იყრის ონლაინ, ღია და განახლებად გრიპის ბაზაში (GISAID).
ინფორმაციას გენოტიპის სექვენსის ანუ თანმიმდევრობის შესახებ თან ახლავს კლინიკური, ეპიდემიოლოგიური და გეოგრაფიული მონაცემები, რაც საშუალებას იძლევა შეიქმნას ფილოგენეტიკური ხე, რომელიც წარმოაჩენს კავშირებს სხვადასხვა ქვეყანაში დაფიქსირებულ ვირუსებსა და მათ გავრცელებას შორის.
ვირუსის გენოტიპის ცოდნა გადამწყვეტია ტესტებისა და ვაქცინების შესაქმნელად, ასევე, იმის დასადგენად, თუ როგორ ვითარდებიან და ვრცელდებიან ვირუსები, როგორ შეუძლიათ მათ პოტენციური პანდემიების გამოწვევა.
გრიპის ბაზაში, 2019 წლის დეკემბრიდან მოყოლებული დღემდე, მსოფლიოს სხვადასხვა ლაბორატორიიდან ახალი კორონავირუსის 3000-ზე მეტი გენოტიპია ატვირთული, მათ შორის, 13 ნიმუში საქართველოდან.
რადიო თავისუფლება გთავაზობთ ინტერვიუს ქართველ მეცნიერებთან, რომლებმაც პირველებმა გაშიფრეს საქართველოში შემოსული ახალი კორონავირუსის გენომი.
მარი, ნატო, რამე განსაკუთრებული ნიშნით შეირჩა ის 13 ნიმუში, რომლის გენოტიპიც გაშიფრეთ?
მარი მურცხვალაძე: თავიდან, როდესაც კორონავირუსით ინფიცირებული ადამიანები ძალიან ცოტა იყო, გამოვიკვლიეთ პირველი 6 პაციენტის ნიმუში, შემდეგ კი მონაცემთა ბაზებს გავეცანით და ეს პროცესი უფრო შერჩევითი გახდა.
ვჩქარობდით, ერთი მხრივ, გვინდოდა, გვეჩვენებინა ლუგარის ლაბორატორიის სამეცნიერო პოტენციალი, მეორე მხრივ კი, რაც შეიძლება სწრაფად გაგვეზიარებინა ჩვენი შედეგები მსოფლიოსთვის.
ვჩქარობდით, ერთი მხრივ, გვინდოდა, გვეჩვენებინა ლუგარის ლაბორატორიის სამეცნიერო პოტენციალი, მეორე მხრივ კი, რაც შეიძლება სწრაფად გაგვეზიარებინა ჩვენი შედეგები მსოფლიოსთვისმარი მურცხვალაძე
ერთი ოჯახის წევრების კორონავირუსი არ იყო საინტერესო, ამ შემთხვევაში გადაცემისას ვირუსის გენები სწრაფად არ შეიცვლებოდა, ამიტომ შერჩევა ძირითადად გეოგრაფიულად მაქსიმალურ განსხვავებულობაზე უნდა დაგვეფუძნებინა. სინჯების შერჩევაში დაგვეხმარნენ ეპიდემიოლოგები, რომლებიც პაციენტის ანკეტას ავსებენ. ისინი იწერენ მოგზაურობის ისტორიას, მოკლე მიმოხილვას, როგორ დაავადდნენ ეს ადამიანები და ჩვენც ვცდილობდით, შერჩევისას სხვადასხვა ქვეყანაში ყოფნის ისტორია გაგვეთვალისწინებინა.
ამ 13 გაშიფრული გენოტიპიდან 5 შემთხვევაში ვირუსის მატარებელი ქალია, დანარჩენი 8-ის შემთხვევაში - კაცი, რამე მნიშვნელობა ჰქონდა ამ ნიშნით შერჩევას?
ნატო კოტარია: ეს შემთხვევითობაა. ჩვენ შევარჩეთ ის ნიმუშები, რომელიც ხელთ გვქონდა, რომელშიც ვირუსის მაღალი შემცველობა იყო. აღმოჩნდა, რომ მათი ნაწილი ეკუთვნოდა მამაკაცებს, ნაწილი კი - ქალებს.
შეიძლება, მოკლედ რომ აღწეროთ ვირუსის გენოტიპის გაშიფვრის პროცესი?
მარი მურცხვალაძე: ჩვენთან ერთად ამ კვლევაში ჩართულია NCDC-ის თანამშრომლების დიდი გუნდი. პირველ ეტაპზე ეპიდემიოლოგები იღებენ ცხვირ-ხახის ნაცხს, შემდეგ ეს სინჯი მოდის ლუგარის ლაბორატორიაში, სადაც მას მიმღების თანამშრომლები აფორმებენ, ამ სინჯიდან სხვა ჩვენს კოლეგებთან ერთად გამოვყოფთ რნმ*-ს, ამას მოჰყვება დიაგნოსტირება და როდესაც დადასტურდება, რომ ვირუსის მატარებელი პაციენტი კორონავირუსითაა ინფიცირებული, მხოლოდ ამის შემდეგ ვიღებთ ჩვენ ნიმუშს კვლევისთვის.
ნატო კოტარია: ეს ნიმუშები ისე უნდა მოვამზადოთ, რომ მანქანამ შეძლოს მისი „წაკითხვა“. დაავადებათა კონტროლის ცენტრში ხდება ე.წ. ახალი თაობის სექვენირება, ანუ გენების წაკითხვა. ეს საკმაოდ ხანგრძლივი და ძვირადღირებული პროცესია, რომელსაც მიაქვს რამდენიმე დღე, შემდეგ კი შედეგები მუშავდება ბიოინფორმატიკულად და ამის შემდეგ მასალა საერთაშორისო ბაზებში იტვირთება.
აი, ახლა, როდესაც უკვე გაქვთ ეს შედეგები, რას იტყოდით, რა იყო ყველაზე საინტერესო აღმოჩენა?
მარი მურცხვალაძე: ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის გენომის შესწავლას ძალიან დიდი მნიშვნელობა აქვს იმისათვის, რომ ვივარაუდოთ, როგორ შეიძლება ის მოიქცეს; მით უმეტეს მნიშვნელოვანია ახალი კორონავირუსი, რომელმაც მთელი მსოფლიოს კატასტროფა გამოიწვია.
ორგანიზმების რაობას განაპირობებს ის მემკვიდრული მასალა, რაც მათშია, ანუ ამ შემთხვევაში ვირუსის რნმ-ს მოლეკულა. აქაა ჩაწერილი ინფორმაცია მისი ზრდის, განვითარების, გამრავლების ტემპების შესახებ, როგორი აგებულება აქვს მას, რა ნივთიერებებს გამოიმუშავებს იმისთვის, რომ აიძულოს მასპინძელი უჯრედი გამრავლებაში დაეხმაროს და ა.შ.
ამ ინფორმაციის საფუძველზე მეცნიერებმა უნდა შეიქმნან წარმოდგენა იმაზე, თუ როგორ მოიქცევა ვირუსი ორგანიზმში, რა პოტენციალი აქვს მას - როგორ შეიძლება შეიცვალოს, რა შეიძლება გაკეთდეს იმისთვის, რომ ვირუსის გავრცელების ტემპი მინიმუმამდე შემცირდეს.
ის ვირუსი, რომელიც ჩვენთან ცირკულირებს, რით განსხვავდება სხვებისგან და როგორ ჯდება ფილოგენეტიკურ ხეზე*, საიდან მოვიდა და სად ჩნდება მისი კვალი შემდგომ?
ნატო კოტარია: გვაქვს გარკვეული მუტაციები, მაგრამ ვერ ვიტყოდით, რომ ეს ცვლილებები კავშირშია საქართველოსთან. ყოველი მომდევნო გადაცემის შემდეგ ვირუსი ასე თუ ისე იცვლება, მაგრამ ამ ეტაპზე უფრო მეტი ვიცით მის გავრცელებაზე მსოფლიოში, ვიდრე სხვა მნიშვნელოვან ცვლილებებზე.
ჩვენთან რამდენიმე გენოტიპი „დაჯდა“ ევროპის სხვა შტამებთან ახლოს, სხვები - ამერიკის და კანადის გენომებთან ახლოს, რაც მოსალოდნელიც იყო, ასევე ჩინეთის და, სავარაუდოდ, ირანის შემთხვევებთან ახლოს. ეს ურთიერთკავშირები „ფაზლივითაა“ და რაც უფრო მეტი ინფორმაცია დაემატება გრიპის ბაზას სხვადასხვა ქვეყნიდან, მით უკეთესად გამოჩნდება მთლიანი სურათი.
რა მნიშვნელობა აქვს ჩვენს ყოფნას ამ ბაზაში, როდესაც სხვებს ასობით ნიმუშის გენოტიპი აქვთ გაშიფრული, რა წვლილი შეგვაქვს ჩვენ ამ 13 მაგალითით?
მარი მურცხვალაძე: ახალი კორონავირუსი გასაკვირად სწრაფად იცვლება. ფილოგენეტიკურ ხეზე საქართველოდან მიღებული 13 გენომი სწორედ იმაზე მიუთითებს, რომ ეს ვირუსი სწრაფად მუტირებს.
თუ დააკვირდებით გენოტიპის გაშიფრულ სექვენსს, აღმოაჩენთ, რომ პირველი ნაწილი, ის, რაც მწვანე ფერით არის მონიშნული, მიუთითებს იმ გენზე, რომელიც პასუხს აგებს ვირუსის შეჭრაზე ორგანიზმში და აიძულებს მას დაიწყოს ვირუსის გამრავლება. შემდეგი რეგიონი არის ცილების „სპაიკი“, რომელიც ახალი კორონავირუსის გვირგვინს ქმნის. მეცნიერები ცდილობენ, სწორედ ეს გენი გამოიყენონ ვაქცინის შესაქმნელად, რადგანაც აქ მუტაციები შედარებით ნაკლებია. შემდეგში მოდის უფრო კონსერვატული გენები, სადაც ცვლილებები კიდევ უფრო ნაკლებად ხდება.
გრიპის ბაზაში თავმოყრილ მონაცემებში არის უკვე რამე ხელჩასაჭიდი მედიცინისთვის, სად უნდა ეძებონ ვირუსოლოგებმა გამოსავალი?
მარი მურცხვალაძე: როდესაც მეცნიერები ვაქცინაზე მუშაობენ, მათ უნდათ, რომ გამოყენონ რაც შეიძლება სტაბილური გენები, რათა შექმნან ერთი ისეთი ვაქცინა, რომელიც ეფექტურად იმუშავებს.
კაცობრიობამ უკვე შექმნა პოლიომიელიტის, ყვავილის, წითელას, წითურას ეფექტური ვაქცინა, რატომ? იმიტომ რომ ის ნაწილი, რის საფუძველზეც ვაქცინა იქმნება, არის სტაბილური და მუტაციებს არ განიცდის.
მაგრამ, ჩვეულებრივი გრიპის გამომწვევი ვირუსი სწრაფად იცვლება. გრიპის ვირუსები სხვადასხვა სეგმენტისგან შედგება და ეს ვირუსები ერთმანეთს ამ სეგმენტებს იოლად უცვლიან ხოლმე. ამიტომ ყოველ წელს, ყოველ სეზონზეც კი, ვირუსის ახალი კომბინაცია იქმნება და ზუსტად ამიტომ არის ერთი ვაქცინის შექმნა შეუძლებელი.
კიდევ ერთხელ, როგორ მოიქცევა ეს ვირუსი, რამხელაა მისი მუტაციის პოტენციალი, არ ვიცით. ახლა ჩვენ ყველანი ვაკვირდებით და შესაძლებელია ზაფხულის დასაწყისისთვის მეცნიერებს უკვე დაუგროვდეთ საკმარისი ინფორმაცია იმისთვის, რომ იმსჯელონ - იქნება ვაქცინა ეფექტური თუ არა, ან თქვან როდის იქნება - შემდეგ წელს, თუ უფრო მეტი წელი დასჭირდება.
ახალი კორონავირუსის გენოტიპის თანმიმდევრობა ღიაა და ყველასათვის ხელმისაწვდომი, არის თუ არა ამაში რაიმე საშიშროება, მაგალითად, გენოტიპის ხელოვნური რეკონსტრუქციის?
ნატო კოტარია: ჩვენთვისაც კი ძალიან შთამბეჭდავი იყო ის, თუ რა სისწრაფით გავრცელდა დღეს მონაცემები - დეკემბრის ბოლოს გაჩნდა პირველი ინფორმაცია დაავადების შესახებ და იანვრის დასაწყისში ჩინეთიდან ჩვენ უკვე გვქონდა სრული ინფორმაცია გენომის შესახებ, რომელიც იყო ღია და ხელმისაწვდომი ყველა მეცნიერისთვის.
საოცრად მოკლე დროში უკვე საუბარია 52 ვაქცინაზე, რომლებიც სხვადასხვა ლაბორატორიაში იქმნება, მათ შორის ბევრი უკვე ტესტირების ეტაპზეა.
ამერიკა აპრილში გეგმავდა პირველი კვლევების დაწყებას ადამიანებში და რეალურად ეს სამუშაო უკვე მარტის დასაწყისში დაიწყო. 2 წელს ვარუდობდნენ ვაქცინის შესაქმნელად და ახლა უკვე შემოდგომაზეც კი შეიძლება იყოს.
ინფორმაციის სწრაფმა გავრცელებამ ძალიან დიდი დახმარება გაუწია მეცნიერებას. გამოკვლეულია არა მარტო გენომი, არამედ ვირუსის სტრუქტურაცნატო კოტარია
ინფორმაციის სწრაფმა გავრცელებამ ძალიან დიდი დახმარება გაუწია მეცნიერებას. გამოკვლეულია არა მარტო გენომი, არამედ ვირუსის სტრუქტურაც. მაგალითად, „სპაიკ ცილების”* სტრუქტურა. გერმანიაში უკვე ძალიან საინტერესო კვლევები მიმდინარეობს მკურნალობის მეთოდებზე, ქმნიან სავარაუდო მედიკამენტებს. მოკლედ, არ არის საშიში, პირიქით, ღია ბაზებს დიდი სარგებელი მოაქვს.
მოუსმინეთ როგორ ჟღერს მუსიკა, რომელიც შეიქმნა ვირუსის "სპაიკ ცილების" სტრუქტურის მელოდიად გარდაქმნის შედეგად.
მარი მურცხვალაძე: სხვათა შორის, იანვარში გავრცელდა შეთქმულების თეორია, თითქოს ეს ვირუსი ხელოვნურადაა შექმნილი, თითქოს ბიოლოგიური იარაღია. ჩატარდა ბევრი კვლევა და დადასტურდა, რომ ახალი კორონავირუსი არცერთ აქამდე შესწავლილ მის ახლომონათესავე ვირუსს არ ჰგავს და ამიტომ შეუძლებელია, რომ SARS-CoV-2 ლაბორატორიაში, ხელოვნური მანიპულაციებით იყოს შექმნილი.
ვირუსები ბუნებაში არსებობს, ისინი მუდმივად განიცდიან მუტაციას, აინფიცირებენ ადამიანებს, ხანდახან სხვა ცოცხალ ორგანიზმებს, ასე რომ, ეს ბუნებრივი პროცესია.
რატომ და როგორ გაეპარათ მეცნიერებს და ვირუსოლოგებს ის გარდამტეხი მომენტი, როდესაც შეიძლებოდა პანდემიის შეჩერება?
ნატო კოტარია: აქამდე გვქონდა ორი ტიპის კორონავირუსის - MERS-CoV-ის და SARS-CoV-ის ეპიდემიოლოგიური აფეთქებები, ასე რომ, კორონავირუსის ეს პოტენციალი, რომ მას შეეძლო პანდემიის გამოწვევა, ცნობილი იყო, მაგრამ რადგან ორივე შემთხვევაში გავრცელება დროულად შეჩერდა, კორონავირუსს ისეთი ყურადღება აღარ მიექცა თავიდანვე. რეალურად, ყველაზე კარგად სამხრეთი კორეა აღმოჩნდა მომზადებული, რადგან გამოადგა SARS-CoV-თან ბრძოლაში მიღებული ცოდნა და გამოცდილება.
მარი მურცხვალაძე: ამასაც კვლევა და სერიოზული შესწავლა სჭირდება. ეს არის სრულიად ახალი ინფექცია კაცობრიობისთვის, ამიტომ ძნელია წინასწარ გათვლილიყო ყველა ნაბიჯი. როგორც ამბობენ - ეპიდემიამდე ნებისმიერი ღონისძიება გადაჭარბებულია, ეპიდემიის შემდეგ კი - არასაკმარისი. იმავესთან გვაქვს საქმე. ყველაფერი ახალი, როცა ჩვენ არ ვიცით, რასთან გვაქვს საქმე, გვაბნევს.
განმარტებები
*რნმ - რიბონუკლეინის მჟავა. ერთჯაჭვიანი მოლეკულა, რომელიც მონაწილეობს ცილის ბიოსინთეზში.
*სპაიკ ცილები - ვირუსის ზედაპირზე ამოშვერილი სპაიკ(S)-ცილა, რომელიც კავშირშია ვირუსის უჯრედში შეჭრასთან.
ნახეთ ვიდეო: ინტერვიუ მარი მურცხვალაძესა და ნატო კოტარიასთან
