Áðrenn 2003 var koronavirus nakað bert fólk við serligum áhuga visti um. Í 2003 kom sjúkan SARS (severe acute respiratory syndrom) í fólki sunnarlaga í Kina, og uppmerksumheitin rundanum koronavirus breiddist nógv.

Det har tidligere ikke vært særlig oppmerksomhet rundt koronavirus, fordi de ikke gav alvorlige sykdommer hos mennesker. Likevel kan helt alminnelige forkjølelser være forårsaket av koronavirus, men disse forskjølelsesvirusene er forskjellige fra dagens aktuelle koronavirus. De mest kjente av disse har fått navnene HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43 og HCoV-HKU1. Det er anslått at mellom 15 og 30% av alle forkjølelser skyldes slike virus. En del sykdommer som kan ramme husdyr er også forårsaket av koronavirus.

SARS var svært dødelig, omkring 10% av personene som fikk sykdommen døde. Heldigvis var ikke denne sykdommen særlig smittsom, og mindre enn 10 000 ble syke av SARS. I 2012 ble det funnet ny sykdom forårsaket av et annet koronavirus, MERS (Middle East respiratory syndrome), i Jordan og Saudi-Arabia. Denne sykdommen var enda mer dødelig enn SARS. 35-40% av de ca 2500 som fikk sykdommen, døde. Heldigvis var også denne sykdommen lite smittsom. I begge tilfeller kunne det sannsynliggjøres at sykdommene var zoonoser, det vil si at viruset hadde hoppet over fra dyr til mennesket. For MERS kom sykdommen med stor sikkerhet fra kameler. For SARS kom sykdommen sannsynligvis opprinnelig fra flaggermus via desmerkatt til mennesket. De fleste virus er spesifikke for en enkelt art, men disse virusene hadde de egenskaper som skulle til for å kunne infisere flere arter. Virus får best muligheter til å hoppe fra fra art til art skyldes på steder der mange dyr og mannesker samles. Det er derfor vanligst at slike hopp skjer i tett befolkede områder og hvor dyr og mennesker lever tett sammen, for eksempel i Sørøst-Asia, hvor nye influensaepidemier ofte oppstår.

Så, en gang i løpet av 2019, oppstår sykdommen COVID-19 (i dagligtale ofte bare kalt for “korona”)  i Kina, sannsynligvis igjen fra et viltmarked, og denne sykdommen erobrer verden i løpet av noen måneder, og med alvorlige helsemessige og økonomiske konsekvenser, delvis som følge av selve sykdommen og delvis som følge av de tiltak myndighetene i mange land setter i verk.

SARS, MERS og COVID-19 skyldes tre forskjellige virus av typen koronavirus. Hva er et koronavirus?

Koronavirus er et RNA-virus som bruker enkelttrådig “positivt” RNA som arvemateriale. Dette RNA’et er modifisert på en slik måte at vertscellens systemer tror at det er et av cellens egne molekyler, et “budbringer-RNA” (mer kjent under det internasjonale navnet messengerRNA, eller mRNA).

Koronavirus har fått sitt navn etter utseendet det har på elektronmikroskopibilder. Viruset er kuleformet, og omkring 125 nm i diameter, omkring 1/10  av størrelsen til en vanlig E. coli bakterie. Piggene som stikker ut på bildet, kalles for “spike-proteinet” (pigg-proteinet; ofte forkortet til S-proteinet). Dette proteinet bruker viruset for å binde til et bestemt protein på overflaten til vertscellen. Både det aktuelle koronaviruset, som formelt kalles SARS-CoV-2, og det opprinnelige SARS-viruset, binder til samme overflateprotein på humane celler. Dette proteinet kalles ACE-2, angiotensin converting enzyme-2. ACE-2 er involvert i regulering av blodtrykket, ved at det inaktiverer angiotensin II ved at angotensin II kuttes i to deler. Aktivt angiotensin II øker blodtrykket, og når angiotensin II inaktiveres, går blodtrykket ned fordi blodårene utvider seg. Angiotensin II er et såkalt peptid (et lite protein), og ACE-2 kalles en peptidase. Noen peptidaser er uspesifikke, det vil si at de kan kutte mange forskjellige proteiner. ACE-2 er en spesifikk peptidase, det vil si at det kutter svært få andre proteiner enn angiotensin II. Men ett av de andre proteinene som ACE-2 kan kutte, er nettopp spike-proteinet til SARS-CoV-2. Når virusets S-protein binder til ACE-2, blir S-proteinet kuttet, og medfører en endring av den tredimensjonale strukturen i S-proteinet, som igjen påvirker ACE-2.  Dette medfører at komplekset mellom viruset og ACE-2 blir endocytert, det vil si at det går inn i cellen som et endosom, en liten boble eller blære omgitt av cellemembranen. Mens viruset er i denne boblen, blir S-proteinet kuttet en gang til, men denne gangen av en andre peptidaser. Dette medfører en betydelig endring av S-proteinet, og et eller flere korte områder av S-proteinet som inneholder mange fettløselige (upolare) aminosyrer får mulighet til å binde seg til endosom-membranen. Dette trekker endosome-membranen og virus-membranen nærmere hverandre, og de får mulighet til å smelte sammen. Dette frigjør deretter virusets RNA inn i cellen.

Virusets RNA er bygd opp på samme måte som cellens mRNA, det vil si det mellomledd som cellen bruker når cellens gener skal oversettes til protein. Cellens ribosomer (det maskineri som lager cellens proteiner) tar virusets RNA for å være et av cellens mRNA, og begynner å lage de proteiner som virusets gener koder for. Dette inkluderer S-proteinet og andre nødvendige virusproteiner. Flere av virusproteinene er nødvendige for å kopiere virusets RNA slik at nye virus-RNA blir syntetisert. Ett av disse proteiner kalles en RNA-avhengig RNA polymerase. Disse kopieringsproteinene vil først bruke det opprinnelige virus-RNA til å lage en “negativ” RNA-tråd (en såkalt invers komplementær RNA-tråd), som igjen blir kopiert tilbake til en “positiv” RNA tråd som er identisk med den opprinnelige RNA-tråden, og det er denne nye “positive” RNA-tråden  som etter hvert vil bli pakket inn i de nye viruspartiklene.

Cellulære proteiner som sitter på overflaten av cellene (det vil si, de er “membranproteiner”) blir først satt inn i membranen som omgir et cellulært struktur kalt endoplasmatisk retikulum. Også virusets S-protein og noen andre virusproteiner som er blitt syntetisert i cellen setter seg inn i membranen til endoplasmatisk retikulum. Noen av disse virus-proteinene binder det nysyntetiserte virus-RNA. Når dette har skjedd, avsnøres viruset inn i endoplasmatisk retikulum, og viruset blir deretter transportert ut av cellen gjennom de normale transportsystemene som finnes i cellen. Når viruset blir frigjort fra cellen, er det klart til å infisere nye celler.

 

Elektronmikroskopifoto av et koronavirus.
Foto tatt fra https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=822112, CDC/Dr. Fred Murphy.

Maier HJ,  Bickerton E, Britton P (2015) Coronaviruses: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology, Vol 1282. Springer Science+Business Media.  DOI: 10.1007/978-1-4939-2438-7_1.

Tang T, Bidon M, Jaimes JA, Whittaker GR, Daniel S (2020) Coronavirus membrane fusion mechanism offers a potential target for antiviral development. Antiviral Research 178, 104792.

Turner AJ, Hiscox JA, Hooper NM (2004) ACE2: from vasopeptidase to SARS virus receptor. Trends in Pharmacological Sciences 25, 291-294.

Líknandi evni

Virus