To μυστήριο γέννησης της παραλλαγής Όμικρον - Οι τρεις βασικές θεωρίες

14:43 1/2/2022 - Πηγή: Sigma Live

Λίγο περισσότερο από δύο μήνες αφότου εντοπίστηκε για πρώτη φορά στη Νότια Αφρική, η παραλλαγή Omicron του κορωναϊού SARS-CoV-2 εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο πιο γρήγορα από οποιαδήποτε προηγούμενη παραλλαγή. Οι επιστήμονες την έχουν εντοπίσει σε περισσότερες από 120 χώρες, αλλά παραμένουν προβληματισμένοι από ένα βασικό ερώτημα: από πού προήλθε η Omicron;

Σύμφωνα με το Nature, δεν υπάρχει διαφανής διαδρομή μετάδοσης που να συνδέει την Omicron με τους προκατόχους της. Αντίθετα, η παραλλαγή έχει μια ασυνήθιστη σειρά μεταλλάξεων, τις

οποίες εξέλιξε εντελώς έξω από τη θέα των ερευνητών. Η Omicron είναι τόσο διαφορετική από προηγούμενες παραλλαγές, όπως η Alpha και η Delta, που οι εξελικτικοί ιολόγοι εκτιμούν ότι ο πιο κοντινός γενετικός πρόγονός της χρονολογείται πριν από περισσότερο από ένα χρόνο, λίγο μετά τα μέσα του 2020 . «Απλώς προέκυψε από το πουθενά», λέει ο Ντάρεν Μάρτιν, υπολογιστικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κέιπ Τάουν, στη Νότια Αφρική.

Το ζήτημα της καταγωγής της Omicron έχει κάτι παραπάνω από ακαδημαϊκή σημασία. Η μελέτη υπό ποιες συνθήκες προέκυψε αυτή η εξαιρετικά μεταδοτική παραλλαγή θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τον κίνδυνο εμφάνισης νέων παραλλαγών και να προτείνουν μέτρα για την ελαχιστοποίησή τους, λέει η Angela Rasmussen, ιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Saskatchewan για τον Οργανισμό Εμβολίων και Λοιμωδών Νοσημάτων στο Saskatoon του Καναδά.

Η πρόσφατα συσταθείσα Επιστημονική Συμβουλευτική Ομάδα του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας για την προέλευση των νέων παθογόνων (SAGO) συναντήθηκε τον Ιανουάριο για να συζητήσει την προέλευση της Omicron. Η ομάδα αναμένεται να δημοσιεύσει μια έκθεση στις αρχές Φεβρουαρίου, σύμφωνα με την Marietjie Venter, ιατρική ιολόγο στο Πανεπιστήμιο της Πρετόρια στη Νότια Αφρική, η οποία προεδρεύει του SAGO.

Πριν από αυτήν την έκθεση, οι επιστήμονες ερευνούν τρεις θεωρίες. Αν και οι ερευνητές έχουν αναλύσει την αλληλουχία εκατομμυρίων γονιδιωμάτων SARS-CoV-2, μπορεί απλώς να έχουν χάσει μια σειρά μεταλλάξεων που τελικά οδήγησαν στην Omicron. Εναλλακτικά, η παραλλαγή μπορεί να έχει αναπτύξει μεταλλάξεις σε ένα άτομο, ως μέρος μιας μακροχρόνιας μόλυνσης. Ή θα μπορούσε να έχει εμφανιστεί αόρατα σε άλλους ξενιστές ζώων, όπως ποντίκια ή αρουραίους.

Προς το παρόν, ο κάθε επιστήμονας έχει την αγαπημένη του υπόθεση.

Λίγο περισσότερο από δύο μήνες αφότου εντοπίστηκε για πρώτη φορά στη Νότια Αφρική, η παραλλαγή Omicron του κοροναϊού SARS-CoV-2 εξαπλώθηκε σε όλο τον κόσμο πιο γρήγορα από οποιαδήποτε προηγούμενη έκδοση. Οι επιστήμονες το έχουν παρακολουθήσει σε περισσότερες από 120 χώρες, αλλά παραμένουν προβληματισμένοι από ένα βασικό ερώτημα: από πού προήλθε το Omicron;

Δεν υπάρχει διαφανής διαδρομή μετάδοσης που να συνδέει το Omicron με τους προκατόχους του. Αντίθετα, η παραλλαγή έχει μια ασυνήθιστη σειρά μεταλλάξεων, τις οποίες εξελίχτηκε εντελώς έξω από τη θέα των ερευνητών. Το Omicron είναι τόσο διαφορετικό από προηγούμενες παραλλαγές, όπως το Alpha και το Delta, που οι εξελικτικοί ιολόγοι εκτιμούν ότι ο πιο κοντινός γενετικός πρόγονός του χρονολογείται πριν από περισσότερο από ένα χρόνο, λίγο μετά τα μέσα του 2020 (αναφ. 1 ). «Απλώς προέκυψε από το πουθενά», λέει ο Ντάρεν Μάρτιν, υπολογιστικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κέιπ Τάουν, στη Νότια Αφρική.

Το ζήτημα της καταγωγής του Omicron είναι κάτι παραπάνω από ακαδημαϊκή σημασία. Η μελέτη υπό ποιες συνθήκες προέκυψε αυτή η εξαιρετικά μεταδοτική παραλλαγή θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν τον κίνδυνο εμφάνισης νέων παραλλαγών και να προτείνουν μέτρα για την ελαχιστοποίησή του, λέει η Angela Rasmussen, ιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Saskatchewan για τον Οργανισμό Εμβολίων και Λοιμωδών Νοσημάτων στο Saskatoon του Καναδά. «Είναι πολύ δύσκολο να προσπαθήσεις να μετριάσεις έναν κίνδυνο που δεν μπορείς ούτε από απόσταση να τυλίξεις το κεφάλι σου», λέει.

Πώς εξαπλώνεται τόσο γρήγορα το Omicron; Το υψηλό ιικό φορτίο δεν είναι η απάντηση

Η πρόσφατα συσταθείσα Επιστημονική Συμβουλευτική Ομάδα του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας για την προέλευση των νέων παθογόνων (SAGO) συναντήθηκε τον Ιανουάριο για να συζητήσει την προέλευση του Omicron. Η ομάδα αναμένεται να δημοσιεύσει μια έκθεση στις αρχές Φεβρουαρίου, σύμφωνα με την Marietjie Venter, ιατρική ιολόγο στο Πανεπιστήμιο της Πρετόρια στη Νότια Αφρική, η οποία προεδρεύει του SAGO.

Πριν από αυτήν την έκθεση, οι επιστήμονες ερευνούν τρεις θεωρίες. Αν και οι ερευνητές έχουν αναλύσει την αλληλουχία εκατομμυρίων γονιδιωμάτων SARS-CoV-2, μπορεί απλώς να έχουν χάσει μια σειρά μεταλλάξεων που τελικά οδήγησαν στο Omicron. Εναλλακτικά, η παραλλαγή μπορεί να έχει αναπτύξει μεταλλάξεις σε ένα άτομο, ως μέρος μιας μακροχρόνιας μόλυνσης. Ή θα μπορούσε να έχει εμφανιστεί αόρατο σε άλλους ξενιστές ζώων, όπως ποντίκια ή αρουραίους.

Προς το παρόν, όποια ιδέα ευνοεί ένας ερευνητής «συχνά καταλήγει στο συναίσθημα του εντέρου και όχι σε οποιοδήποτε είδος επιχειρηματολογίας», λέει ο Richard Neher, υπολογιστικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Βασιλείας στην Ελβετία. «Είναι όλα δίκαια παιχνίδια», λέει η Jinal Bhiman, ιατρική επιστήμονας στο Εθνικό Ινστιτούτο Μεταδοτικών Ασθενειών στο Γιοχάνεσμπουργκ της Νότιας Αφρικής. «Ο καθένας έχει την αγαπημένη του υπόθεση».

Το πιο τρελό γονιδίωμα

Οι ερευνητές συμφωνούν στο ότι η  Omicron είναι μια πρόσφατη άφιξη. Εντοπίστηκε για πρώτη φορά στη Νότια Αφρική και τη Μποτσουάνα στις αρχές Νοεμβρίου 2021. Οι αναδρομικές δοκιμές έχουν βρει από τότε προηγούμενα δείγματα από άτομα στην Αγγλία την 1η και 3η Νοεμβρίου και στη Νότια Αφρική, τη Νιγηρία και τις Ηνωμένες Πολιτείες στις 2 Νοεμβρίου. Μια ανάλυση του ρυθμού μετάλλαξης σε εκατοντάδες γονιδιώματα με αλληλουχία και για το πόσο γρήγορα ο ιός είχε εξαπλωθεί στους πληθυσμούς μέχρι τον Δεκέμβριο, χρονολογεί την εμφάνισή της όχι πολύ πριν από αυτό - περίπου στα τέλη Σεπτεμβρίου ή στις αρχές Οκτωβρίου του περασμένου έτους . Στη νότια Αφρική, η Omicron πιθανώς εξαπλώθηκε από την πυκνή αστική επαρχία του Γκαουτένγκ, μεταξύ Γιοχάνεσμπουργκ και Πρετόρια, σε άλλες επαρχίες και στη γειτονική Μποτσουάνα.

Πηγή: GISAID

Όμως, επειδή το Γιοχάνεσμπουργκ φιλοξενεί το μεγαλύτερο αεροδρόμιο της αφρικανικής ηπείρου, η παραλλαγή θα μπορούσε να είχε εμφανιστεί οπουδήποτε στον κόσμο - απλώς παραλήφθηκε στη Νότια Αφρική λόγω της εξελιγμένης γενετικής επιτήρησης της χώρας, λέει ο Tulio de Oliveira, βιοπληροφορικός στο Πανεπιστήμιο της KwaZulu-Natal στο Durban και στο Κέντρο Επιδημικής Ανταπόκρισης και Καινοτομίας του Πανεπιστημίου Stellenbosch, ο οποίος ηγήθηκε των προσπαθειών της Νότιας Αφρικής να παρακολουθεί παραλλαγές του ιού , συμπεριλαμβανομένης της Omicron.

Αυτό που ξεχωρίζει για το Omicron είναι ο αξιοσημείωτος αριθμός μεταλλάξεων του. Ο Μάρτιν το έμαθε όταν πήρε ένα τηλεφώνημα από τον ντε Ολιβέιρα, ο οποίος του ζήτησε να δει το πιο τρελό γονιδίωμα SARS-CoV-2 που είχε δει ποτέ.

Η παραλλαγή έχει περισσότερες από 50 μεταλλάξεις σε σύγκριση με τον αρχικό ιό SARS-CoV-2 που απομονώθηκε στο Wuhan της Κίνας . Περίπου 30 από αυτές συμβάλλουν σε αλλαγές στα αμινοξέα στην πρωτεΐνη ακίδας 1 , την οποία χρησιμοποιεί ο κορωνοϊός για να προσκολληθεί και να συγχωνευθεί με τα κύτταρα. Προηγούμενες παραλλαγές ανησυχίας δεν είχαν περισσότερες από δέκα τέτοιες μεταλλάξεις ακίδας. «Είναι μια κόλαση πολλών αλλαγών», λέει ο Neher.

Πηγη: NextStrain

Οι ερευνητές έχουν δει πολλές από αυτές τις μεταλλάξεις στο παρελθόν. Κάποιες ήταν προηγουμένως γνωστό ότι έδιναν στον ιό αυξημένη ικανότητα δέσμευσης με την πρωτεΐνη του υποδοχέα ACE2 - η οποία κοσμεί τα κύτταρα ξενιστές και είναι το σημείο σύνδεσης για τον SARS-CoV-2 - ή να τον βοηθήσει να αποφύγει το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος. Η Omicron σχηματίζει ισχυρότερη πρόσφυση στο ACE2 από ό,τι οι προηγούμενες παραλλαγές 3 . Είναι επίσης καλύτερη στην αποφυγή των «εξουδετερωτικών» αντισωμάτων που εμποδίζουν τον ιό 4 που παράγονται από άτομα που έχουν εμβολιαστεί ή που έχουν μολυνθεί με παλαιότερες παραλλαγές. Άλλες αλλαγές στην πρωτεΐνη ακίδας φαίνεται να έχουν τροποποιήσει τον τρόπο με τον οποίο η Omicron εισέρχεται στα κύτταρα: φαίνεται να είναι λιγότερο ικανή στη σύντηξη απευθείας με τη μεμβράνη του κυττάρου και, αντίθετα, τείνει να εισχωρήσει αφού τυλιχθεί σε ένα ενδοσώμα (μια φυσαλίδα που περιβάλλεται από λιπίδια)  .

Αλλά περισσότερες από δώδεκα μεταλλάξεις της Omicron είναι εξαιρετικά σπάνιες: ορισμένες δεν έχουν εμφανιστεί καθόλου στο παρελθόν, και άλλες έχουν εμφανιστεί αλλά εξαφανίστηκαν ξανά γρήγορα, πιθανώς επειδή έδωσαν στον ιό ένα μειονέκτημα.

Ένα άλλο περίεργο χαρακτηριστικό της Omicron είναι ότι, από γονιδιωματική άποψη, αποτελείται από τρεις διακριτές υποκατηγορίες (που ονομάζονται BA.1, BA.2 και BA.3) που όλες φαίνεται να έχουν εμφανιστεί περίπου την ίδια στιγμή — δύο από τις οποίες έχουν εξαπλωθεί παγκοσμίως. Αυτό σημαίνει ότι η Omicron είχε χρόνο να διαφοροποιηθεί πριν την προσέξουν οι επιστήμονες. Οποιαδήποτε θεωρία σχετικά με την προέλευσή της πρέπει να λαμβάνει υπόψη αυτό το χαρακτηριστικό, καθώς και τον αριθμό των μεταλλάξεων, σημειώνει ο Joel Wertheim, μοριακός επιδημιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο.

Αθόρυβη εξάπλωση

Οι ερευνητές έχουν εξηγήσει την εμφάνιση προηγούμενων παραλλαγών ανησυχίας μέσω μιας απλής διαδικασίας σταδιακής εξέλιξης. Καθώς ο SARS-CoV-2 αντιγράφεται και μεταδίδεται από άτομο σε άτομο, εμφανίζονται τυχαίες αλλαγές στην αλληλουχία RNA του, μερικές από τις οποίες επιμένουν. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι, σε μια δεδομένη γενεαλογία, περίπου μία ή δύο μεταλλάξεις ενός γράμματος το μήνα μπαίνουν στη γενική ιική κυκλοφορία - ποσοστό μετάλλαξης περίπου το μισό από αυτό της γρίπης. Είναι επίσης δυνατό για κομμάτια γονιδιωμάτων του κορωνοϊού να ανακατευτούν και να ανασυνδυαστούν χονδρικά, προσθέτει ο Κρίστιαν Άντερσεν, ερευνητής μολυσματικών ασθενειών στο Scripps Research στη Λα Τζόλα της Καλιφόρνια. Και οι ιοί μπορούν να εξελιχθούν γρηγορότερα όταν υπάρχει πίεση επιλογής, λέει, επειδή οι μεταλλάξεις είναι πιο πιθανό να παραμείνουν αν δώσουν στον ιό αυξημένη ικανότητα διάδοσης υπό ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η εξάπλωση από άτομο σε άτομο δεν θα ευνοούσε τη συσσώρευση τόσων αλλαγών όπως η Omicron από τα μέσα του 2020. «Φαίνεται ότι ενάμιση χρόνος είναι πολύ σύντομο χρονικό διάστημα για να εμφανιστούν τόσες πολλές μεταλλάξεις», λέει ο Rasmussen.

Αλλά ο Bhiman υποστηρίζει ότι έχει περάσει αρκετός χρόνος. Πιστεύει ότι η διαδικασία μετάλλαξης θα μπορούσε να έχει συμβεί αόρατα, σε μια περιοχή του κόσμου που έχει περιορισμένη γονιδιωματική αλληλουχία και μεταξύ ανθρώπων που συνήθως δεν υποβάλλονται σε εξετάσεις, ίσως επειδή δεν είχαν συμπτώματα. Κάποια στιγμή τους τελευταίους μήνες, λέει, κάτι συνέβη για να βοηθήσει την Omicron να εκραγεί, ίσως επειδή η πρόοδος άλλων παραλλαγών - όπως η Delta - παρεμποδίστηκε σταδιακά από την ανοσία που δημιουργήθηκε από τον εμβολιασμό και την προηγούμενη μόλυνση, ενώ η Omicron μπόρεσε να αποφύγετε αυτό το εμπόδιο.

Παρόλο που οι ερευνητές έχουν υποβάλει σχεδόν 7,5 εκατομμύρια αλληλουχίες SARS-CoV-2 στη βάση δεδομένων γονιδιώματος GISAID, εκατοντάδες εκατομμύρια ιϊκά γονιδιώματα από άτομα με COVID-19 παγκοσμίως δεν έχουν αναλυθεί. Η Νότια Αφρική, με περίπου 28.000 γονιδιώματα, έχει αλληλουχήσει λιγότερο από το 1% των γνωστών κρουσμάτων COVID-19 και πολλές γειτονικές χώρες, από την Τανζανία έως τη Ζιμπάμπουε και τη Μοζαμβίκη, έχουν υποβάλει λιγότερες από 1.000 αλληλουχίες στο GISAID.

Πηγή: GISAID

 

Ο Μάρτιν λέει ότι οι ερευνητές πρέπει να αλληλουχήσουν τα γονιδιώματα του SARS-CoV-2 από αυτές τις χώρες για να έχουν καλύτερη αίσθηση της πιθανότητας μη παρατηρούμενης εξέλιξης. Είναι πιθανό ότι οι τρεις υποκατηγορίες της Omicron έφτασαν η καθε μια ξεχωριστά στη Νότια Αφρική από μια περιοχή με περιορισμένη ικανότητα αλληλουχίας, λέει.

Όμως ο ντε Ολιβέιρα λέει ότι το σενάριο ότι η Omicron εξελίχθηκε αόρατα μέσω της μετάδοσης από άτομο σε άτομο είναι «εξαιρετικά απίθανο». Τα ενδιάμεσα βήματα στην εξέλιξη του Omicron θα έπρεπε να είχαν εντοπιστεί σε ιικά γονιδιώματα από ανθρώπους που ταξιδεύουν από χώρες που κάνουν ελάχιστη αλληλουχία σε αυτές που κάνουν πολύ.

«Δεν είναι ο δέκατος ένατος αιώνας, όπου χρειάζονται έξι μήνες για να πάτε από σημείο σε σημείο με ιστιοφόρο», λέει ο Σεργκέι Ποντ, ένας υπολογιστικός εξελικτικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Temple στη Φιλαδέλφεια της Πενσυλβάνια.

Και ο Άντερσεν προσθέτει ότι, επειδή ορισμένες από τις μεταλλάξεις της Omicron δεν έχουν παρατηρηθεί πριν, η παραλλαγή μπορεί να έχει εξελιχθεί σε ένα περιβάλλον που δεν περιλαμβάνει αλυσίδες μετάδοσης από άτομο σε άτομο. Μερικές από τις αλλαγές στην Omicron δεν ταιριάζουν με καμία που παρατηρείται ακόμη και στην ευρύτερη ιογενή ομάδα των sarbecoviruses, η οποία περιλαμβάνει τον ιό που προκαλεί σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο (SARS). 

Ωστόσο, λέει ο Jesse Bloom, ένας ιικός εξελικτικός γενετιστής στο Κέντρο Ερευνών Καρκίνου Fred Hutchinson στο Σιάτλ της Ουάσιγκτον, ο SARS-CoV-2 δεν έχει διερευνήσει ακόμη όλες τις δυνατότητές του στους ανθρώπους. «Ο ιός εξακολουθεί να επεκτείνεται στον εξελικτικό χώρο».

Χρόνια λοίμωξη
 

Μια εναλλακτική θερμοκοιτίδα για γρήγορη εξέλιξη είναι ένα άτομο με χρόνια λοίμωξη. Εκεί, ο ιός μπορεί να πολλαπλασιαστεί για εβδομάδες ή μήνες και μπορεί να εμφανιστούν διαφορετικοί τύποι μετάλλαξης για να αποφύγει το ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος. Οι χρόνιες λοιμώξεις δίνουν στον ιό «την ευκαιρία να παίξει τη γάτα και το ποντίκι με το ανοσοποιητικό σύστημα», λέει ο Pond, ο οποίος πιστεύει ότι είναι μια εύλογη υπόθεση για την εμφάνιση της Omicron.

Τέτοιες χρόνιες λοιμώξεις έχουν παρατηρηθεί σε άτομα με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα που δεν μπορούν εύκολα να απαλλαγούν από τον SARS-CoV-2. Για παράδειγμα, μια αναφορά περιστατικού του Δεκεμβρίου 2020 περιέγραφε έναν 45χρονο άνδρα με επίμονη μόλυνση . Κατά τη διάρκεια σχεδόν πέντε μηνών στον ξενιστή του, ο SARS-CoV-2 συσσώρευσε σχεδόν μια ντουζίνα αλλαγές αμινοξέων στην πρωτεΐνη ακίδας του. Ορισμένοι ερευνητές προτείνουν ότι η Alpha εμφανίστηκε σε κάποιον με χρόνια λοίμωξη, επειδή, όπως η Omicron, φαίνεται να έχει συσσωρεύσει αλλαγές με επιταχυνόμενο ρυθμό.

«Ο ιός πρέπει να αλλάξει για να παραμείνει», λέει ο Ben Murrell, διεπιστημονικός ιολόγος στο Ινστιτούτο Karolinska στη Στοκχόλμη. Ο τομέας δέσμευσης υποδοχέα, όπου συγκεντρώνονται πολλές από τις μεταλλάξεις της  Omicron, είναι ένας εύκολος στόχος για αντισώματα και πιθανώς υφίσταται πίεση για αλλαγή σε μια μακροχρόνια μόλυνση.

Αλλά κανένας από τους ιούς από άτομα με χρόνιες λοιμώξεις που μελετήθηκαν μέχρι στιγμής δεν είχε την κλίμακα των μεταλλάξεων που παρατηρήθηκε στην Omicron. Η επίτευξη αυτού θα απαιτούσε υψηλά ποσοστά αναπαραγωγής του ιού για μεγάλο χρονικό διάστημα, κάτι που πιθανώς θα έκανε αυτό το άτομο πολύ αδιάθετο, λέει ο Rasmussen. «Φαίνεται ότι υπάρχουν πολλές μεταλλάξεις για ένα μόνο άτομο».

Περιπλέκοντας περαιτέρω την εικόνα, οι ιδιότητες της Omicron θα μπορούσαν να προέρχονται από συνδυασμούς μεταλλάξεων που συνεργάζονται. Για παράδειγμα, δύο μεταλλάξεις που βρέθηκαν στην  Omicron — N501Y μαζί με το Q498R — αυξάνουν την ικανότητα μιας παραλλαγής να συνδέεται με την πρωτεΐνη ACE2 κατά σχεδόν 20 φορές, σύμφωνα με κυτταρικές μελέτες . Η προκαταρκτική έρευνα του Martin και των συνεργατών του προτείνει ότι οι δώδεκα περίπου σπάνιες μεταλλάξεις στην Omicron σχηματίζουν τρία ξεχωριστά σμήνη, στα οποία φαίνεται να συνεργάζονται για να αντισταθμίσουν τις αρνητικές επιπτώσεις οποιουδήποτε μεμονωμένου.

Εάν συμβαίνει αυτό, σημαίνει ότι ο ιός θα πρέπει να αναπαραχθεί επαρκώς στο σώμα ενός ατόμου για να εξερευνήσει τα αποτελέσματα συνδυασμών μεταλλάξεων - κάτι που θα χρειαζόταν περισσότερο χρόνο για να επιτευχθεί απ' ό,τι αν δειγματοληπτούσε το χώρο των πιθανών μεταλλάξεων μία προς μία.

Μια πιθανότητα είναι ότι εμπλέκονταν πολλά άτομα με χρόνιες λοιμώξεις ή ότι ο πρόγονος της Omicron προερχόταν από κάποιον με μακροχρόνια λοίμωξη και μετά πέρασε λίγο χρόνο στον γενικό πληθυσμό προτού εντοπιστεί. «Υπάρχουν πολλά ανοιχτά ερωτήματα», λέει ο Rasmussen.

Η απόδειξη αυτής της θεωρίας είναι σχεδόν αδύνατη, επειδή οι ερευνητές θα έπρεπε να είναι αρκετά τυχεροί για να βρουν το συγκεκριμένο άτομο ή ομάδα που θα μπορούσε να πυροδοτήσει την εμφάνιση της Omicron. Ωστόσο, πιο ολοκληρωμένες μελέτες για την εξέλιξη του SARS-CoV-2 σε χρόνιες λοιμώξεις θα βοηθούσαν να χαρτογραφηθεί το εύρος των πιθανοτήτων, λέει ο Neher.

Ποντίκι ή αρουραίος

Η Omicron μπορεί να μην είχε εμφανιστεί καθόλου σε ένα άτομο. Ο SARS-CoV-2 είναι ένας ασύστολος ιός: έχει εξαπλωθεί σε μια άγρια ​​λεοπάρδαλη, σε ύαινες και ιπποπόταμους σε ζωολογικούς κήπους και σε κουνάβια και χάμστερ. Έχει προκαλέσει όλεθρο σε φάρμες βιζόν σε όλη την Ευρώπη και έχει διεισδύσει σε πληθυσμούς ελαφιών με λευκή ουρά σε όλη τη Βόρεια Αμερική. Και η Omicron μπορεί να είναι σε θέση να εισβάλει σε μια ευρύτερη κατηγορία ζώων. Μελέτες που βασίζονται σε κύτταρα έχουν βρει ότι, σε αντίθεση με προηγούμενες παραλλαγές, η πρωτεΐνη ακίδας της Omicron μπορεί να συνδεθεί με την πρωτεΐνη ACE2 γαλοπούλας, κοτόπουλων και ποντικών.

Μια μελέτη διαπίστωσε ότι ο συνδυασμός μεταλλάξεων N501Y–Q498R επιτρέπει στις παραλλαγές να συνδέονται στενά με το ACE2 αρουραίου. Και ο Robert Garry, ιολόγος στο Πανεπιστήμιο Tulane στη Νέα Ορλεάνη της Λουιζιάνα, σημειώνει ότι αρκετές άλλες μεταλλάξεις στην Omicron έχουν παρατηρηθεί σε ιούς SARS-CoV-2 που προσαρμόζονται σε τρωκτικά σε εργαστηριακά πειράματα.

Οι τύποι υποκατάστασης ενός νουκλεοτιδίου που παρατηρούνται στο γονιδίωμα της Omicron φαίνεται επίσης να αντικατοπτρίζουν αυτούς που συνήθως παρατηρούνται όταν οι κορωνοϊοί εξελίσσονται σε ποντίκια και δεν ταιριάζουν εξίσου καλά με τους διακόπτες που παρατηρούνται στους κορωνοϊούς που προσαρμόζονται στους ανθρώπους, σύμφωνα με μια μελέτη 45 μεταλλάξεων σε Όμικρον . Η μελέτη σημείωσε ότι, σε ανθρώπους ξενιστές, οι υποκαταστάσεις G σε U τείνουν να συμβαίνουν σε ιούς RNA με υψηλότερο ρυθμό από ό,τι οι διακόπτες C σε A, αλλά ότι η Omicron δεν εμφανίζει αυτό το μοτίβο.

Είναι πιθανό, λοιπόν, ότι ο SARS-CoV-2 θα μπορούσε να είχε αποκτήσει μεταλλάξεις που του έδιναν πρόσβαση σε αρουραίους - πηδώντας από έναν άρρωστο σε έναν αρουραίο, πιθανώς μέσω μολυσμένων λυμάτων - και στη συνέχεια να εξαπλωθεί και να εξελιχθεί σε Omicron σε αυτόν τον ζωικό πληθυσμό. Ένας μολυσμένος αρουραίος θα μπορούσε αργότερα να έρθει σε επαφή με ένα άτομο, πυροδοτώντας την εμφάνιση της Omicron. Οι τρεις υποκατηγορίες της Omicron είναι αρκετά διακριτές ώστε, σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η καθεμία θα αντιπροσώπευε ένα ξεχωριστό άλμα από ζώο σε άνθρωπο.

Ένας μεγάλος πληθυσμός ζώων με λοιμώξεις που διαρκούν περισσότερο από τον άνθρωπο θα μπορούσε να δώσει στον SARS-CoV-2 χώρο για να εξερευνήσει μια ευρεία ποικιλία μεταλλάξεων και να «δημιουργήσει έναν μεγάλο πληθυσμό-φαντάσματα ιών που κανείς δεν γνωρίζει», λέει ο Martin, ο οποίος λέει ότι βρίσκει αυτή τη θεωρία της «αντίστροφης ζωονόσωσης» πειστική. Οι αλλαγές που κάνουν τον ιό να εξαπλώνεται καλύτερα στο ζώο ξενιστή του δεν θα επηρεάσουν απαραίτητα την ικανότητά του να μολύνει ανθρώπους, λέει.

Μια δεξαμενή ζώων θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει γιατί ορισμένες από τις μεταλλάξεις στην Omicron έχουν σπάνια παρατηρηθεί στους ανθρώπους, λέει ο Andersen.

Στο σκοτάδι

Άλλοι, όμως, λένε ότι ακόμη και ένα μόνο ιικό άλμα από ένα ζώο σε ένα άτομο είναι ένα σπάνιο γεγονός - πόσο μάλλον τρία. Εν τω μεταξύ, ο ιός είχε πολλές ευκαιρίες να γλιστρήσει μεταξύ των ανθρώπων. Και παρόλο που ορισμένες από τις μεταλλάξεις της Omicron έχουν παρατηρηθεί σε τρωκτικά, αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούν να συμβούν ή δεν έχουν εμφανιστεί και σε ανθρώπους, και απλώς έχουν χαθεί.

Ο Murrell επισημαίνει επίσης ότι ο SARS-CoV-2 δεν πέρασε αμέσως μια περίοδο επιταχυνόμενης εξέλιξης μετά το άλμα στους ανθρώπους για πρώτη φορά. Όταν εξαπλώθηκε σε βιζόν και ελάφια, έλαβε αλλαγές, αλλά όχι τόσες μεταλλάξεις όσες έχει συσσωρεύσει η  Omicron, λέει ο Σπύρος Λύτρας, εξελικτικός ιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, στο Ηνωμένο Βασίλειο. Αυτό σημαίνει ότι τα στοιχεία δεν είναι επαρκή για να υποδηλώσουν ότι ο προκάτοχος της Omicron θα είχε υποβληθεί σε ταχεία επιλογή μετά την εύρεση ενός νέου σπιτιού στην άγρια ​​φύση.

Για να επιβεβαιώσουν αυτή τη θεωρία, οι ερευνητές θα πρέπει να βρουν στενούς συγγενείς της Omicron σε άλλο ζώο, αλλά δεν έχουν ψάξει - «κάτι που έχει φρικτά παραμεληθεί», λέει ο Martin. Από τότε που ξεκίνησε η πανδημία, οι ερευνητές έχουν προσδιορίσει την αλληλουχία λιγότερων από 2.000 γονιδιωμάτων SARS-CoV-2 που απομονώθηκαν από άλλα ζώα, κυρίως από βιζόν, γάτες και ελάφια.

Τώρα που η Omicron έχει απογειωθεί, ο τρόπος με τον οποίο εξελίσσεται στους ανθρώπους θα μπορούσε να προσφέρει περισσότερες ενδείξεις για την προέλευσή της. Θα μπορούσε, για παράδειγμα, να αποβάλλει μεταλλάξεις που, εκ των υστέρων, βρέθηκε ότι το βοήθησαν να προσαρμοστεί σε διαφορετικό ζώο ξενιστή ή σε άτομο με χρόνια μόλυνση. Αλλά επίσης δεν θα μπορούσε να αλλάξει πολύ, αφήνοντας τους ερευνητές στο σκοτάδι.

Η απάντηση στην εμφάνιση της Omicron θα είναι πιθανώς ένα ή ένας συνδυασμός των τριών σεναρίων, λέει ο Bloom. Αλλά, προσθέτει, οι ερευνητές απέχουν πολύ από το να εξηγήσουν τις διαδικασίες που έφεραν την Omicron εδώ, πόσο μάλλον να προβλέψουν πώς θα μοιάζει η επόμενη παραλλαγή.

Και πολλοί επιστήμονες λένε ότι μπορεί να μην μάθουν ποτέ από πού προέρχεται η Omicron. «Η Omicron μας δείχνει πραγματικά την ανάγκη για ταπεινότητα όταν σκεφτόμαστε την ικανότητά μας να κατανοούμε τις διαδικασίες που διαμορφώνουν την εξέλιξη ιών όπως ο SARS-CoV-2», λέει ο Bloom.