Banyak mutasi varian Omicron memungkinkannya berikatan dengan sel manusia lebih baik daripada strain Covid lainnya

Bonus harian di Keluaran SGP 2020 – 2021.

Para ilmuwan telah menggunakan mikroskop elektron untuk memetakan bagaimana mutasi varian Omicron membantunya berikatan dengan sel manusia secara lebih efektif, menjadikannya jenis virus corona yang lebih menular.

Para peneliti di University of British Columbia, di Kanada, mempelajari varian tersebut menggunakan mikroskop cryo-electron, sebuah teknik yang memberikan gambar virus pada resolusi yang sangat tinggi.

Gambar yang dibuat oleh tim menunjukkan bagaimana 37 mutasi lonjakan varian mengikat reseptor sel manusia yang disebut ACE2, yang terletak di seluruh tubuh – di paru-paru, jantung, pembuluh darah, saluran pencernaan, dan organ lainnya.

Melalui pencitraan mikroskopis, tim Dr Sriram Subramaniam menemukan bahwa beberapa mutasi baru menciptakan ikatan tambahan antara virus dan reseptor ACE2.

Dr Sriram Subramaniam mengatakan bahwa ‘Omicron memiliki afinitas pengikatan yang jauh lebih besar daripada virus SARS-CoV-2 asli’ karena ikatan baru yang dibuat antara virus dan reseptor sel manusia.

Selain itu, para peneliti menguji Omicron terhadap antibodi manusia dan monoklonal, menemukan bahwa varian tersebut lebih tahan terhadap partikel sistem kekebalan ini daripada varian lainnya.

Studi ini telah diposting sebagai pracetak dan belum ditinjau oleh rekan sejawat, tetapi sejalan dengan penelitian terbaru lainnya tentang sifat varian Omicron yang sangat menular.

Para peneliti menggunakan mikroskop cryo-elektron untuk menggambarkan bagaimana protein spike Omicron (berwarna ungu) berikatan dengan sel manusia (biru muda).  Mereka menemukan bahwa 37 mutasi protein lonjakan Omicron menciptakan hubungan baru dengan reseptor ACE2 yang manusiawi (inset dan di bawah)

Para peneliti menggunakan mikroskop cryo-elektron untuk menggambarkan bagaimana protein spike Omicron (berwarna ungu) berikatan dengan sel manusia (biru muda). Mereka menemukan bahwa 37 mutasi protein lonjakan Omicron menciptakan hubungan baru dengan reseptor ACE2 yang manusiawi (inset dan di bawah)

Salah satu alasan penularan tinggi varian Omicron mungkin adalah mutasi protein lonjakan yang memungkinkannya untuk mengikat lebih efisien dengan sel manusia, sebuah studi baru menemukan

Salah satu alasan penularan tinggi varian Omicron mungkin adalah mutasi protein lonjakan yang memungkinkannya untuk mengikat lebih efisien dengan sel manusia, sebuah studi baru menemukan

Ilustrasi ini menunjukkan bagaimana 37 mutasi protein lonjakan Omicron menciptakan hubungan baru dengan reseptor ACE2 yang manusiawi (atas) jika dibandingkan dengan Delta (bawah)

Ilustrasi ini menunjukkan bagaimana 37 mutasi protein lonjakan Omicron menciptakan hubungan baru dengan reseptor ACE2 yang manusiawi (atas) jika dibandingkan dengan Delta (bawah)

Varian Omicron pertama kali diidentifikasi di Afrika Selatan pada akhir November, dan sejak itu menyebar dengan cepat ke seluruh dunia.

Varian ini sekarang menjadi jenis yang dominan di AS, terhitung 73 persen dari kasus baru, menurut data resmi dari Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC).

Omicron menyebar tiga hingga lima kali lebih cepat daripada Delta, menurut satu perkiraan, dan jumlah kasusnya berlipat ganda setiap dua hari.

Penelitian baru dapat membantu menjelaskan mengapa varian ini sangat menular. Studi ini diposting Selasa sebagai pracetak, dan belum ditinjau oleh rekan sejawat.

‘Varian Omicron belum pernah terjadi sebelumnya karena memiliki 37 mutasi protein lonjakan – itu mutasi tiga hingga lima kali lebih banyak daripada varian lainnya,’ kata Subramaniam, penulis utama studi dan profesor biokimia di University of British Columbia, dalam sebuah pernyataan.

Peningkatan mutasi pada protein lonjakan penting karena dua alasan, kata Subramaniam, yang juga mantan penyelidik di Divisi Biofisika National Institutes of Health.

‘Pertama, karena protein lonjakan adalah cara virus menempel dan menginfeksi sel manusia,’ katanya.

‘Kedua, karena antibodi menempel pada protein lonjakan untuk menetralisir virus.’

Akibatnya, mutasi protein lonjakan kecil dapat secara signifikan mengubah cara virus corona ditularkan dan seberapa baik sistem kekebalan tubuh dapat melawannya.

Subramaniam dan rekan-rekannya menggunakan mikroskop cryo-electron untuk menyelidiki mutasi varian Omicron.

Dalam teknik mikroskop ini, para ilmuwan menggunakan mikroskop elektron yang kuat untuk melihat virus corona secara detail secara intensif – hingga ke atom individu.

Para peneliti menggunakan mikroskop elektron yang kuat untuk melihat varian Omicron secara rinci secara intensif, memeriksa mutasi pada protein lonjakannya Area merah menunjukkan di mana mutasi membuat protein lonjakan lebih efektif dalam mengikat sel manusia

Para peneliti menggunakan mikroskop elektron yang kuat untuk melihat varian Omicron secara rinci secara intensif, memeriksa mutasi pada protein lonjakannya Area merah menunjukkan di mana mutasi membuat protein lonjakan lebih efektif dalam mengikat sel manusia

Di antara 37 mutasi protein lonjakan varian Omicron, 15 terletak di bagian virus yang mengikat sel manusia.

Virus corona secara khusus mengikat reseptor sel manusia yang disebut ACE2, yang terletak di seluruh tubuh – di paru-paru, jantung, pembuluh darah, saluran pencernaan, dan organ lainnya.

Sementara beberapa mutasi pengikatan sel varian Omicron juga ditemukan di varian lain, beberapa di antaranya unik untuk Omicron.

Melalui pencitraan mikroskopis, tim Subramaniam menemukan bahwa beberapa mutasi baru menciptakan ikatan tambahan antara virus dan reseptor ACE2.

Mutasi baru ini tampaknya ‘meningkatkan afinitas pengikatan,’ kata Subramaniam, menunjukkan bahwa Omicron dapat menempel lebih kuat pada sel manusia.

Para peneliti membandingkan afinitas pengikatan Omicron dengan varian Delta dan strain asli virus corona, menggunakan teknik pencitraan yang menyediakan data tentang bagaimana molekul kecil berinteraksi satu sama lain.

“Secara keseluruhan, temuan menunjukkan bahwa Omicron memiliki afinitas pengikatan yang jauh lebih besar daripada virus SARS-CoV-2 asli, dengan tingkat yang lebih sebanding dengan apa yang kita lihat dengan varian Delta,” kata Subramaniam.

Afinitas pengikatan Omicron sedikit lebih tinggi daripada Delta dan secara signifikan lebih tinggi dari virus corona asli’, hasilnya menunjukkan.

Varian Omicron (kiri bawah) memiliki afinitas pengikatan yang sedikit lebih tinggi pada reseptor sel manusia daripada varian Delta (kanan atas), dan afinitas yang jauh lebih tinggi daripada jenis virus corona asli (kiri atas)

Varian Omicron (kiri bawah) memiliki afinitas pengikatan yang sedikit lebih tinggi pada reseptor sel manusia daripada varian Delta (kanan atas), dan afinitas yang jauh lebih tinggi daripada jenis virus corona asli (kiri atas)

Tim Subramaniam juga memeriksa kemampuan protein lonjakan Omicron untuk menghindari antibodi manusia dan antibodi dari perawatan antibodi monoklonal.

Analisis ini mengkonfirmasi data dunia nyata, menunjukkan bahwa Omicron lebih mampu menghindari antibodi daripada varian sebelumnya – yang berarti bahwa perawatan kurang berhasil.

“Khususnya, Omicron kurang mengelak dari kekebalan yang dibuat oleh vaksin, dibandingkan dengan kekebalan yang berasal dari infeksi alami pada pasien Covid yang tidak divaksinasi,” kata Subramaniam.

‘Ini menunjukkan bahwa vaksinasi tetap menjadi pertahanan terbaik kami melawan varian Omicron.’

Peningkatan afinitas pengikatan varian Omicron dan kapasitasnya untuk menghindari antibodi ‘kemungkinan faktor yang berkontribusi terhadap peningkatan transmisibilitasnya,’ kata Subramaniam.

Di Twitter, ilmuwan lain berkomentar pada kecepatan tim Subramaniam dalam menganalisis biologi varian yang sama sekali tidak diketahui satu bulan lalu.

Sementara studi timnya belum ditinjau oleh rekan sejawat, itu sejalan dengan penelitian terbaru lainnya tentang kapasitas Omicron untuk menyebar dengan cepat.

Pekan lalu, tim peneliti di Universitas Hong Kong melaporkan bahwa varian Omicron berkembang biak sekitar 70 kali lebih cepat daripada varian Delta dalam saluran pernapasan manusia, selama hari pertama pasien terinfeksi.

Replikasi cepat di saluran pernapasan ini menunjukkan bahwa, ketika seseorang yang terinfeksi Omicron bernapas, lebih banyak partikel virus yang dihasilkan daripada varian sebelumnya.

Penelitian tambahan tentang Omicron akan memberikan lebih banyak wawasan dalam merawat pasien yang terinfeksi varian ini, serta pasien yang terinfeksi varian lain yang mungkin bermutasi dari Omicron.

‘Fokus besar bagi tim kami adalah mengidentifikasi antibodi penetralisir yang akan efektif di seluruh rentang varian, dan bagaimana antibodi tersebut dapat dieksploitasi untuk mengembangkan pengobatan yang resistan terhadap varian,’ kata Subramaniam.

‘Itu bisa membantu kita menjadi yang terdepan dalam varian ini untuk selamanya.’