Penjelasan: Infeksi COVID-19 baru menyebabkan mutasi dan merupakan pendorong utama varian baru, bukan vaksin



Munculnya varian virus corona telah menyoroti pengaruh besar biologi evolusioner terhadap kehidupan sehari-hari. Tetapi bagaimana mutasi, kebetulan acak, dan seleksi alam menghasilkan varian adalah proses yang rumit, dan ada banyak kebingungan tentang bagaimana dan mengapa varian baru muncul.

Sampai baru-baru ini, contoh paling terkenal dari evolusi cepat adalah kisah ngengat berbumbu. Pada pertengahan 1800-an, pabrik-pabrik di Manchester, Inggris, mulai menutupi habitat ngengat dengan jelaga, dan warna putih normal ngengat membuat mereka terlihat oleh pemangsa. Tetapi beberapa ngengat memiliki mutasi yang membuatnya lebih gelap. Karena mereka disamarkan dengan lebih baik di dunia baru mereka, mereka dapat menghindari pemangsa dan bereproduksi lebih banyak daripada rekan kulit putih mereka.

Kami adalah ahli biologi evolusi dan ahli epidemiologi penyakit menular di University of Pittsburgh yang bekerja sama untuk melacak dan mengendalikan evolusi patogen. Selama satu setengah tahun terakhir, kami telah mengikuti dengan cermat bagaimana virus corona telah memperoleh mutasi yang berbeda di seluruh dunia.

Wajar untuk bertanya-tanya apakah vaksin COVID-19 yang sangat efektif mengarah pada munculnya varian yang menghindari vaksin – seperti ngengat lada hitam yang menghindari burung yang memburunya. Tetapi dengan hanya di bawah 40 persen orang di dunia yang telah menerima dosis vaksin – hanya dua persen di negara-negara berpenghasilan rendah – dan hampir satu juta infeksi baru terjadi secara global setiap hari, munculnya varian baru yang lebih menular, seperti delta , didorong oleh penularan yang tidak terkontrol, bukan vaksin.

Bagaimana virus bermutasi

Untuk organisme apa pun, termasuk virus, menyalin kode genetiknya adalah inti dari reproduksi – tetapi proses ini seringkali tidak sempurna. Coronavirus menggunakan RNA untuk informasi genetiknya, dan menyalin RNA lebih rawan kesalahan daripada menggunakan DNA. Para peneliti telah menunjukkan bahwa ketika virus corona bereplikasi, sekitar tiga persen dari salinan virus baru memiliki kesalahan acak baru, atau dikenal sebagai mutasi.

Setiap infeksi menghasilkan jutaan virus di dalam tubuh seseorang, yang menyebabkan banyak virus corona bermutasi. Namun, jumlah virus yang bermutasi lebih kecil dari jumlah virus yang jauh lebih besar yang sama dengan jenis yang memulai infeksi.

Hampir semua mutasi yang terjadi adalah gangguan yang tidak berbahaya yang tidak mengubah cara kerja virus – dan yang lainnya justru merugikan virus. Beberapa perubahan kecil mungkin membuat virus lebih menular, tetapi mutan ini juga harus beruntung. Untuk memunculkan varian baru, ia harus berhasil melompat ke orang baru dan mereplikasi banyak salinan.

Transmisi adalah hambatan penting

Kebanyakan virus pada orang yang terinfeksi secara genetik identik dengan strain yang memulai infeksi. Kemungkinan besar salah satu salinan ini – bukan mutasi langka – diteruskan ke orang lain. Penelitian telah menunjukkan bahwa hampir tidak ada virus bermutasi yang ditularkan dari inang aslinya ke orang lain.

Dan bahkan jika mutan baru menyebabkan infeksi, virus mutan biasanya kalah jumlah dengan virus non-mutan di inang baru dan biasanya tidak ditularkan ke orang berikutnya.

Kemungkinan kecil dari mutan yang ditransmisikan disebut “populasi bottleneck.” Fakta bahwa hanya sejumlah kecil virus yang memulai infeksi berikutnya adalah faktor acak kritis yang membatasi kemungkinan munculnya varian baru. Kelahiran setiap varian baru adalah peristiwa kebetulan yang melibatkan kesalahan penyalinan dan peristiwa transmisi yang tidak mungkin. Dari jutaan salinan virus corona pada orang yang terinfeksi, kemungkinannya kecil bahwa mutan yang lebih bugar adalah di antara sedikit yang menyebar ke orang lain dan menjadi varian baru.

Bagaimana varian baru muncul?

Sayangnya, penyebaran virus yang tidak terkendali dapat mengatasi kemacetan yang paling ketat sekalipun. Sementara sebagian besar mutasi tidak berpengaruh pada virus, beberapa dapat dan telah meningkatkan seberapa menular virus corona. Jika strain yang menyebar cepat dapat menyebabkan sejumlah besar kasus COVID-19 di suatu tempat, ia akan mulai bersaing dengan strain yang kurang menular dan menghasilkan varian baru – seperti yang dilakukan varian delta.

Banyak peneliti sedang mempelajari mutasi mana yang menyebabkan versi virus corona yang lebih menular. Ternyata varian cenderung memiliki banyak mutasi yang sama yang meningkatkan jumlah virus yang dihasilkan orang yang terinfeksi. Dengan lebih dari satu juta infeksi baru terjadi setiap hari dan miliaran orang masih belum divaksinasi, host yang rentan jarang kekurangan pasokan. Jadi, seleksi alam akan mendukung mutasi yang dapat mengeksploitasi semua orang yang tidak divaksinasi ini dan membuat virus corona lebih mudah menular.

Dalam keadaan ini, cara terbaik untuk membatasi evolusi virus corona adalah dengan mengurangi jumlah infeksi.

Vaksin menghentikan varian baru

Varian delta telah menyebar ke seluruh dunia, dan varian berikutnya sudah naik daun. Jika tujuannya adalah untuk membatasi infeksi, vaksin adalah jawabannya.

Meskipun orang yang divaksinasi masih dapat terinfeksi dengan varian delta, mereka cenderung mengalami infeksi yang lebih pendek dan lebih ringan daripada orang yang tidak divaksinasi. Ini sangat mengurangi kemungkinan virus yang bermutasi – baik yang membuat virus lebih mudah menular atau yang memungkinkannya melewati kekebalan dari vaksin – dari melompat dari satu orang ke orang lain.

Akhirnya, ketika hampir setiap orang memiliki kekebalan terhadap virus corona dari vaksinasi, virus yang menembus kekebalan ini dapat memperoleh keunggulan kompetitif dibandingkan jenis lainnya. Secara teoritis mungkin dalam situasi ini, seleksi alam akan menghasilkan varian yang dapat menginfeksi dan menyebabkan penyakit serius pada orang yang divaksinasi. Namun, mutan ini masih harus lolos dari kemacetan populasi.

Untuk saat ini, kecil kemungkinan kekebalan yang diinduksi vaksin akan menjadi pemain utama dalam kemunculan varian karena ada banyak infeksi baru yang terjadi. Ini hanya permainan angka. Manfaat sederhana yang akan didapat virus dari penghindaran vaksin dikerdilkan oleh peluang besar untuk menginfeksi orang yang tidak divaksinasi.

Dunia telah menyaksikan hubungan antara jumlah infeksi dan munculnya mutan. Virus corona pada dasarnya tetap tidak berubah selama berbulan-bulan sampai pandemi di luar kendali. Dengan infeksi yang relatif sedikit, kode genetik memiliki peluang terbatas untuk bermutasi. Tetapi ketika kelompok infeksi meledak, virus memutar dadu jutaan kali dan beberapa mutasi menghasilkan mutan yang lebih bugar.

Cara terbaik untuk menghentikan varian baru adalah dengan menghentikan penyebarannya, dan jawabannya adalah vaksinasi.

Vaughn Cooper, Profesor Mikrobiologi dan Genetika Molekuler, Universitas Pittsburgh dan Lee Harrison, Profesor Epidemiologi, Kedokteran, dan Penyakit Menular dan Mikrobiologi, Universitas Pittsburgh

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *