Coronavirus: Un studiu de simulare a mişcării aerosolilor arată de ce noile variante, Delta şi Omicron, sunt mai contagioase decât cea originală

Coronavirus: Un studiu de simulare a mişcării aerosolilor arată de ce noile variante, Delta şi Omicron, sunt mai contagioase decât cea originală

Varianta Omicron a SARS-CoV-2 FOTO SHUTTERSTOCK

O echipă de 50 de cercetători a creat un aerosol conţinând o particulă de coronavirus şi a simulat capacitatea sa de a rămâne în aer pentru a evalua potenţialul transmiterii virusului pe cale aeriană.

Ştiri pe aceeaşi temă

Cercetătorii au realizat modelul unei picături minuscule de apă cu o particulă de virus înăuntrul ei pentru a evalua capacitatea virusului de a rezista la contactul cu aerul pentru a infecta o nouă gazdă, relatează New York Times.
 
Echipa a folosit un supercomputer pentru a urmări interacţiunea şi activitatea a 1,3 miliarde de atomi într-o microsecundă.
 
„Introducerea unei particule de virus într-o picătură de apă este ceva ce nu s-a mai făcut până acum. Nimeni n-a mai văzut cum arată asta”, a spus Rommie Amaro de la University of California, coordonatorul proiectului.
 
Simularea a fost prezentată la o conferinţă internaţională dedicată simulărilor computerizate de înaltă performanţă.
 
La începutul pandemiei comunitatea ştiinţifică a presupus că virusul nu s-ar putea transmite decât prin stropi de salivă eliberaţi prin strănut şi tuse şi care rezistă puţin timp în aer deplasându-se pe o distanţă de sub doi metri de persoana infectată.
 
Ulterior studiile epidemiologice au arătat că virusul se transmite prin aer şi anume doar prin simplul fapt că un număr de persoane vorbesc într-un spaţiu închis şi slab aerisit.
 
Stropii sunt definiţi ca picături de salivă mai mari de 100 de microni în timp ce aerosolii pot fi atât de minusculi încât să poarte doar o particulă infimă de virus şi să rămână în aer mai multe ore.
 
Problema transmiterii virusului prin aerosoli este timpul necesar ca ei să infecteze alte persoane înainte de evaporare şi dezintegrare.
 
„În acest moment nu înţelegem până la capăt cum se întâmplă asta”, spune Linsey Marr, profesor de inginerie civilă şi de mediu la Virginia Tech, care nu a participat la noul studiu.
 
Echipa lui Amaro a creat un model de coronavirus compus din 300 de milioane de atomi virtuali la care a adăugat o membrană din molecule de acizi graşi şi o compoziţie de proteine. Acestea din urmă au rolul de a menţine intactă membrana coronavirusului.
 
Dintre ele, proteinele spike sunt structuri ramificate ce se înalţă pe suprafaţa virusului, ale căror vârfuri au fost observate deschizându-se spontan pentru a permite virusului să se agaţe de celulele gazdei infectându-le.
 
După ce a creat virusul, echipa de cercetători a realizat un aerosol constând dintr-un miliard de atomi şi măsurând un micrometru.
 
Acesta nu putea fi doar apă, pentru că aerosolii eliberaţi plămânii unei persoane infectate conţine mucină - un mucus din învelişul ţesutului pulmonar şi alte fluide  precum şi surfactanţi din alveole.
 
Cea mai mare dificultate a fost urmărirea mişcării acestui aerosol cu particula de virus din el ţinând cont de interacţiunile atomice şi forţele electrice generate de sarcinile lor. 
 
Ei au putut calcula poziţia atomilor la un interval de o microsecundă cu ajutorul supercomputerului Summmit - dezvoltat de IBM - de la Laboratorul Naţional din Oak Ridge, administrat de Departamentul pentru Energie din SUA.
 
Echipa a avut nevoie de mai multe încercări pentru a a obţine un aerosol stabil care să nu explodeze imediat din cauza coliziunilor între atomi.
 
Când au reuşi au surprins cadre de câte 10 nanosecunde ale activităţii aerosolului.
 
„Deşi modelarea moleculară nu este ceva nou, scara simulării este la nivelul următor”, a observat Brian O’Flynn, cercetător postdoctoral la St. Jude Children’s Research Hospital, care n-a participat la studiu.
 
Simularea a oferit indicii despre capacitatea virusului de a rezista în aerosoli. Cercetătorii au observat că mucinele din plămâni care au sarcini electrice negative sunt atrase de proteinele spike ale virusului cu sarcini electrice pozitive.
 
Amuro a propus ipoteza că mucinele acţionează ca un scut protector pentru a ţine virusul departe de aerul care l-ar distruge.
 
„Credem că particula de virus se acoperă cu aceste mucine şi asta funcţionează ca un înveliş protector în timpul mişcării prin aer”, a explicat cercetătorul.
 
Aceste rezultate pot face lumină în privinţa contagiozităţii tulpinei Delta care a devenit dominantă în lume.
 
Proteinele variantei Delta sunt încărcate pozitiv în număr mai mare decât variantele anterioare astfel că atrage mai puternic mucinele în jurul lor.
 
Simulările au arătat modul cum proteinele spike se deschid ca nişte flori pentru a se lipi de celulele gazdei.
 
„Varianta Delta se deschide cu mult mai mare uşurinţă decât tulpina originală asupra căreia am realizat simulări”, spune Amaro.
 
 Echipa urmează să analizeze alţi factori ce ar putea contribui la transmisibilitatea virusului precum nivelul de aciditate al unui aerosol sau gradul de umezeală din aer. De asemenea, ei vor studia şi varianta Omicron odată ce vor dispune de modelul trimendimensional al proteinei spike a acestui coronavirus.
 
Potrivit datelor preliminare, mutaţiile de la nivelul proteinelor spike ale variantei noi de coronavirus Omicron arată o încărcătură electrică pozitivă chiar mai mare decât Delta, sugerând astfel şi o putere de contagiere mai importantă.

Dacă apreciezi acest articol, te așteptăm să intri în comunitatea de cititori de pe pagina noastră de Facebook, printr-un Like mai jos:


citeste totul despre:
Modifică Setările