“Šobrīd Latvijā vairs necirkulē tas pats vīruss, kas bija pavasarī.” Zinātnieki atklāj, ka Latvijai pat ir savs oriģinālais koronavīrusa paveids 27
Ilze Kuzmina, “Latvijas Avīze”, AS “Latvijas Mediji”
Pētot SARS-CoV-2 jeb jaunā koronavīrusa genomu, Latvijas zinātnieki atklājuši, ka Latvijā ir vismaz 368 dažādas šā vīrusa mutācijas. Pagājušajā nedēļā pirmoreiz vienā no paraugiem atklāts arī īpaši lipīgais vīrusa paveids, kas pamanīts Lielbritānijā.
Latvijas pētnieki bija vieni no pirmajiem Austrumeiropā, kas sāka pētīt bīstamā vīrusa – slimības Covid-19 izraisītāja – genomu. Latvijas Zinātņu akadēmija pētnieku veikumu vīrusa izpētē atzinusi par vienu no pagājušā gada mūsu valsts zinātnes sasniegumiem.
Kopumā šajā pētījumā iesaistīti ap 20 pētnieku Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrā, kā arī no vairākām citām iestādēm.
Pirms izpētes vīrusu “piebeidz”
No laboratorijām, kuras veic Covid-19 testus, Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs (BMC) saņem Latvijā atklāto vīrusu bioloģisko materiālu. Tas atrodas stobriņos vai mēģenēs, transportēšanas laikā ievietots vairākos ārējos apvalkos.
Pētnieki uzsver: tiek ievērotas visas nepieciešamās drošības prasības. Pētnieki ar vīrusu strādā īpaši aprīkotā otrā biodrošības līmeņa laboratorijā. Pirms genoma izpētes to attīra.
“Mēs vīrusu piebeidzam, lai vēlāk varētu izolēt tā genomu. Turklāt, kad noņemam tam čaulu, vīruss vairs nav spējīgs iekļūt šūnā. Tā panākam arī to, ka tas vairs nav infekciozs,” skaidro bioloģijas doktors BMC vadošais pētnieks Dāvids Fridmanis.
Pēcāk vīrusa genomu sadala mazos gabaliņos un pavairo, lai pastiprinātu ģenētisko signālu. Genoms tiek noteikts, to sekvencējot. Tas nozīmē, ka speciāli apstrādāts vīrusa genoms tiek ievietots īpašā iekārtā – sekvinatorā, kas, izmantojot ķīmiskas reakcijas, nolasa visus vīrusa genoma “burtiņus”, tā atklājot tā saturu.
Pēc tam šī sekvence – burtu ķēde – tiek salīdzināta ar Uhaņas vīrusa sekvenci, lai saprastu, kas tajā mainījies. Vidēji katrā Latvijā sekvencētajā paraugā bijušas pat 22 atšķirības no sākotnējā vīrusa.
Sekvencēšanas pionieri
Bioloģijas doktore, BMC pētniece Vita Rovīte uzsver, ka salīdzinājumā ar citām valstīm Latvija ļoti agri uzsākusi koronavīrusa sekvencēšanu – jau aprīlī.
“Tas bija iespējams, jo mums jau bija nepieciešamās tehnoloģijas: iepriekš ar līdzīgu metodi bijām pētījuši audzējus. Turklāt mūsu centrā izveidota Latvijas Nacionālā biobanka – Valsts iedzīvotāju genoma datubāze, līdz ar to mums jau bija iestrādes bioloģiskā materiāla paraugu ieguvē un apstrādē,” teic bioloģe.
Pētījuma gaitā gan pētniecības metodes uzlabotas, panākot, ka vīrusa genomu var noteikt precīzāk un ar mazākām izmaksām.
Tagad vīrusa genomu sākušas sekvencēt arī mūsu kaimiņvalstis, taču sākotnēji visa informācija par vīrusa paveidiem, kas izplatās Baltijā, bija no Latvijas.
Ieceļo no visiem kontinentiem
Kāpēc ir svarīgi noteikt vīrusa genomu? Kā stāsta V. Rovīte, vīruss mutē, tātad mainās. Regulāri nosakot tā genomu, var noteikt šīs mutācijas, uzzināt, kāds tad šis vīruss ir un kā pret to varētu cīnīties.
Piemēram, vakcīnas pret koronavīrusu arī izstrādātas, balstoties uz zināšanām par šo vīrusu. Tā kā vīruss mutē, ar laiku var nākties izstrādāt jaunas vakcīnas vai uzlabot jau esošās, piebilst D. Fridmanis.
Tomēr ir cerības, ka vakcīnas derēs vēl ilgi, jo zinātnieki rūpīgi izvēlējušies, pret kuru vīrusa sastāvdaļu vērst vakcīnu. Izvēlēta vīrusā esoša olbaltumviela, kuru mutācijas, visticamāk, neskars. “Tāpēc iespēja, ka vakcīna kļūs neefektīva, ir ļoti niecīga,” mierina biologs.
Tāpat, izpētot genomu, var saprast, kā vīruss izplatās. Piemēram, tieši pateicoties genomam, secināts, ka Latvijā ieradies jau pieminētais “Lielbritānijas variants”.
Zināšanas par vīrusa izplatību epidemiologiem ļauj precīzāk izstrādāt ar pandēmiju saistītos ierobežojumus.
Tagad zinātnieki aktīvi turpina sekvencēt vīrusa paraugus no jaunajiem saslimšanas gadījumiem, lai iespējami ātri pamanītu īpaši lipīgā paveida ierašanos Latvijā un censtos novērst tā izplatību.
BMC laborants, bioloģijas maģistrs Ņikita Zrelovs piebilst: “Latvijas gadījumā var redzēt, ka vīruss ieceļojis teju no visiem kontinentiem, jo tāds pats vīrusa genoms atklāts arī citviet, tomēr pārsvarā te sastopami tie paši vīrusa paveidi, kas citās Eiropas valstīs, it īpaši daudz mutāciju ienāk no Lielbritānijas. Vīrusa genoma noteikšana ļāva arī secināt, ka līdz septembra vidum ievestie vīrusa paveidi Latvijā būtiski neizplatījās: inficēšanās bija izsekojama un to izdevās apturēt.”
Tagad, kad bieži vien vīrusa izplatība vairs nav izsekojama, tā ģenētiskais kods var palīdzēt epidemioloģiskajā izmeklēšanā. Jo pētnieki, salīdzinot genomus, epidemiologiem var pateikt, kur ir epidemioloģiska sakarība.
“Jo nevar būt identisks vīruss diviem cilvēkiem, ja starp viņiem nav bijusi saikne. Ģenētiskie dati nevar samelot,” teic Ņ. Zrelovs.
Dati, uz kuriem zinātnieki atsaucas, iegūti, testējot no aptuveni 400 cilvēkiem iegūtus Latvijā diagnosticētus vīrusa genomus, taču patiesībā sekvencēti daudz vairāk vīrusa paraugu, jo ne vienmēr materiāls bijis tik kvalitatīvs vai izpētes rezultāts tik precīzs, lai ar iegūtajiem datiem būtu vērts dalīties.
Zinātnieki arī uzsver: iegūtos datus viņi nodod epidemiologiem, bet paši neveic izmeklēšanas, no kā kurš varētu būt inficējies. Turklāt pētnieki nemaz nezina, no kurām personām analizējamie paraugi iegūti.
“Nav nekas traks” – bīstama sajūta
Jautāts, vai tad Latvijā, ņemot vērā šā brīža augsto vīrusa izplatību, ir izveidojies kāds oriģināls vīrusa paveids, Ņ. Zrelovs atbild, ka esot gan, taču tāds parādījies tikai 2020. gada rudenī.
“Šī mutācija cirkulē tikai Latvijā, taču tā nav īpaši bīstamāka kā citas,” saka pētnieks. Ārpus Latvijas mūsu valsts “oriģinālais” vīrusa paveids pagaidām nav atklāts. D. Fridmanis gan norāda: katrs inficēšanās gadījums ir unikāls, katrā cilvēkā vīruss attīstās un mainās citādi.
Kā atšķiras tagad Latvijā izplatītie vīrusa paveidi no tiem, kas bija aktīvi pavasarī? Varbūt vīruss tomēr kļuvis lipīgāks un ar to izskaidrojams, kāpēc tagad saslimuši tik daudzi?
“Pavasarī vīrusam bija mazāk mutāciju, tagad ir vairāk. Mutācijas notiek ik pa divām nedēļām,” stāsta Ņ. Zrelovs. “Taču nav pamata secināt, ka tagadējās mutācijas būtu lipīgākās.”
“Bet tā ir, ka šobrīd Latvijā vairs necirkulē tas pats vīruss, kas bija pavasarī, jo tas ir attīstījies,” saka D. Fridmanis.
“Tomēr pie tā, ka tagad vīruss izplatījies plašāk, vainojami cilvēki, nevis vīrusa izmaiņas. Manuprāt, tagad cilvēki daudz paviršāk attiecas pret epidemioloģiskajiem ierobežojumiem, nekā tas bija pavasarī. Tolaik cilvēkiem bija bail, bet nu jau viņi ar situāciju apraduši, radusies sajūta, ka nekas traks nav. Tā ir bīstama sajūta. Jo vairāk cilvēki, vienkārši sakot, vazājas apkārt, jo vieglāk vīrusam ir izplatīties.”
“Turklāt pavasarī arī ierobežojumi vairākās jomās bija daudz stingrāki. Piemēram, skolas bija ciet,” piebilst V. Rovīte. “Jebkura darbība, kur cilvēki vairāk un ciešāk komunicē, veicina vīrusa izplatību.”
Vīruss ir neprognozējams
Taču kāpēc koronavīruss skāris vairāk cilvēku nekā, piemēram, ikgadējā gripa? Vai augstā inficēšanās iespēja arī ieslēpta tā ģenētiskajā kodā?
“Manuprāt, te būtu jārunā par slimības gaitu,” atbild D. Fridmanis.
“Ja cilvēks inficējas ar gripu, viņam uzreiz ir slikti, slimība sākas strauji un cilvēks drīz vien pēc inficēšanās guļ mājās. Savukārt koronavīrusa simptomu spektrs ir no nekādiem līdz letālam gadījumam. Neprognozējamība ir šī vīrusa lielākā bīstamība. Turklāt daļa saslimušo nejūt, ka saslimuši, viņi turpina aktīvi kontaktēties ar citiem un izplatīt vīrusu tālāk. Tomēr, jā, varētu būt, ka Covid-19 ir lipīgāks par citiem elpceļu vīrusiem, jo spēj iekļūt organismā arī caur gļotādu.”
Pētījumi turpinās
Pasaulē visaktīvākie vīrusa sekvencētāji ir Lielbritānijas zinātnieki. Pasaulē kopumā pagājušajā nedēļā iegūti 325 000 vīrusa genoma sekvenču, bet 147 000 sekvenču iegūti Lielbritānijā.
Iespējams, tieši tāpēc īpaši lipīgais vīrusa paveids vispirms atklāts šajā valstī. Arī šogad pētnieki turpinās sekvencēt Latvijā iegūto koronavīrusa bioloģisko materiālu.
Citā ar Covid-19 saistītā pētījumā Latvijas zinātnieki ievāc arī bioloģisko materiālu – asinis, fēces u. c. – no pacientiem, kas saslimuši ar koronavīrusu. Šajā pētījumā cenšas noskaidrot, kā vīruss uzvedas cilvēka organismā.
Vīrusa genoma noteikšanas pētījumu finansē Eiropas Reģionālās attīstības fonds, bet koronavīrusa pacientu bioloģiskā materiāla uzkrāšana un izpēte notiek Valsts pētījumu programmas ietvaros.
Latvijas Zinātņu akadēmijas nosauktie nozīmīgākie zinātnes sasniegumi 2020. gadā
Teorētiskajā zinātnē
1. Padziļināta izpratne par moderno materiālu funkcionālajām īpašībām ekstremālās radiācijas apstākļos un to prognozēšana.
Latvijas Universitātes (LU) Cietvielu fizikas institūts, Fizikas institūts, Tartu universitāte (Igaunija).
Vispāratzīts, ka nākotnes enerģētika ir saistīta ar kodolsintēzes reaktoru attīstību. Šoreiz pētīti neitronu un smago jonu apstarošanas izraisīti bojājumu procesi perspektīvos funkcionālajos materiālos, piemēram, dažu oksīdu kristālu, nanomateriālu un keramikas radiācijas defektu optiskās un dielektriskās, kā arī vibrācijas un magnētiskās īpašības. Izstrādātas jaunas teorētiskās metodes, ar kuru palīdzību var novērtēt un prognozēt perspektīvo materiālu funkcionalitātes un radiācijas bojājumu attīstību ekstremālos reaktora darbības apstākļos.
2. Gadījuma klejošanā balstīta vienelektrona mikroshēmu sertifikācija.
LU Datorikas fakultāte, Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāte un Vācijas Nacionālais metroloģijas institūts.
Latvijas un Vācijas pētnieki pirmo reizi formulējuši un eksperimentāli apstiprinājuši statistikas likumus, kas pārvalda retas, bet neizbēgamas kļūdas atsevišķu kvantu daļiņu uzskaitē. Izstrādātā metode liek stingrus matemātiskus pamatus elektriskās strāvas etalonu precizitātes noteikšanai un paver jaunas iespējas kvantu nanoelektronikas integrēto shēmu attīstībai.
3. Jauns virziens pretvēža preparātu izveidē – īpašu molekulu konstruēšana.
Latvijas Organiskās sintēzes institūts.
Pētījumā atklāti savienojumi, kas nomāc krūts un plaušu vēža šūnu ogļskābes anhidrāžu darbību, neietekmējot veselās šūnas un līdz ar to organisma funkcijas kopumā. Tie kalpo par iesākumu jaunu pretvēža preparātu izveidei.
4. Ekstracelulāro vezīkulu potenciāls eksperimentālās Parkinsona slimības apturēšanā.
LU Medicīnas fakultāte, Farmakoloģijas katedra.
Secināts, ka šīs vezīkulas darbojas neiroprotektīvi: saglabā dzīvo neironu skaitu, uzlabo atmiņas procesus un noņem kustību traucējumus. Šie efekti saglabājās vairākas dienas. Līdz ar to šie dati dod ieguldījumu jauno farmakoloģisko pieeju attīstīšanā un pārnesē slimības progresēšanas apturēšanai.
5. Covid-19 vīrusa genoma izpēte Latvijā.
Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs, Rīgas Stradiņa universitāte, Latvijas Universitāte, Slimību profilakses un kontroles centrs, Rīgas Austrumu klīniskās universitātes slimnīcas Latvijas Infektoloģijas centra laboratorija, SIA “E. Gulbja laboratorija”, SIA “Centrālā laboratorija”.
Kopš 2020. gada aprīļa Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrā sadarbībā ar citām organizācijām tiek veikta SARS-CoV-2 vīrusa genoma izpēte, iegūstot nozīmīgu informāciju par vīrusa dažādību un mainību.
6. Apkopots un sistematizēts unikāls zinātniskās uzziņas materiāls par baltu tautu kultūrtelpas veidošanos kopš 13. gadsimta.
Pētījuma autors LZA īstenais loceklis Saulvedis Cimermanis izdevis monogrāfiju “Tautas celtniecība Latvijas ainavā”.
Pētījums tapis vairāku gadu desmitu garumā, tapis enciklopēdisks darbs, kas sniedz izsmeļošas ziņas arī par latviešu etnosa sadzīves kultūru un tās detalizētu vēsturi.
7. Rīgas jūgendstila arhitektūras dekora pirmreizēja analīze.
Latvijas Mākslas akadēmijas profesores, Mākslas vēstures un teorijas katedras vadītājas Dr. art. Silvijas Grosas vērienīgā monogrāfija “Dekors Rīgas jūgendstila perioda arhitektūrā” ir daudzu gadu darbā radīts pētījums par vizuāli iespaidīgu, taču grūti izzināmu fenomenu, kas bagātina un pastiprina slaveno Rīgas jūgendstila ēku estētisko iedarbību.
8. Pētījumā par renesanses laikmeta skaņumākslas mantojumu Latvijā, aptverot periodu no 15. gadsimta līdz 17. gadsimta sākumam.
LU Literatūras, folkloras un mākslas institūts.
Dr. art. Ilze Šarkovska-Liepiņa ar šo grāmatu “Latvijas mūzika renesansē: priekšvēstneši, briedums, konteksti” turpina monogrāfiju sēriju “Latvijas mūzikas vēsture no sākumiem līdz 21. gadsimtam”.
Lietišķajā zinātnē
9. Izstrādāta un aprobēta multispektrālās attēlošanas metode ar rekordaugstu spektrālo selektivitāti, kas ļauj bez tieša kontakta detalizēti raksturot objektu optiskās un sastāva īpatnības.
LU Atomfizikas un spektroskopijas institūts.
Pētījuma rezultātus var praktiski lietot, sākot no Zemes veģetācijas satelītu monitoringa līdz krāsu pigmentu analīzei mākslas darbu ekspertīzēs.
Jaunajai metodei ir divas galvenās priekšrocības – tā nodrošina vismaz 100 reizes augstāku spektrālo selektivitāti un 10 reizes īsāku spektrālo attēlu kopas uzņemšanas laiku, salīdzinot ar zināmo multispektrālās attēlošanas sistēmu parametriem. Metodes validācijai izgatavotas piecas dažādu konstrukciju prototipa ierīces, ar kurām apliecināta tās efektivitāte ādas jaunveidojumu diagnostikā un viltotu banknošu un dokumentu atpazīšanā.
10. Latvijas augļkopības attīstības vēsture simt gados – grāmatā “Es mācos augļkopību”.
Pētījumā, kas apkopots grāmatā, valsts emeritētā zinātniece un komerciālās augļkopības atjaunošanas pamatlicēja Latvijā Dr. agr. Māra Skrīvele atklāj nozares attīstību dažādos laika posmos Latvijā 100 gadu garumā. Šāds vispusīgs pētījums veikts pirmo reizi, uzsverot gan mūsu priekšteču uzkrātās pieredzes, gan jaunākajos pētījumos iegūto zināšanu nozīmi.
11. Inovatīvi risinājumi koksnes ilgizturības uzlabošanai.
Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts.
Noskaidrota iespēja iegūt Latvijā valdošo sugu – priedes un bērza – koksni ar prognozējamām ilgizturības īpašībām, kombinējot divas koksnes aizsardzības tehnoloģijas: impregnēšanu un termisko modifikāciju. Dubultapstrāde ļauj samazināt iesūcināmos biocīdu daudzumus un uzlabot materiāla fizikālās un bioizturības īpašības.
