Grupa naukowców z Instytutu Naukowego Weizmanna w Izraelu obliczyła, że w organizmie każdej osoby zarażonej SARS-CoV-2 – w szczytowym momencie infekcji – znajduje się od 1 mld do 100 mld wirionów, czyli pojedynczych cząstek wirusa. Mimo tak dużych liczb, łączna masa wirionów nie przekracza 0,1 mg na osobę.

Proste obliczenia z wykorzystaniem globalnych statystyk zakażeń sugerują, że wszystkie cząsteczki SARS-CoV-2 krążące w organizmach ludzkich żywicieli mają łączną masę od 100 gramów (to tyle, co jabłko) do 10 kilogramów (średniej wielkości worek ziemniaków). Trzeba przyznać, że to dość szeroki zakres i trudny do zawężenia.

Jak obliczono masę wirionów SARS-CoV-2?

Aby obliczyć, ile wirusa może zawierać organizm każdej zainfekowanej osoby, naukowcy wykorzystali dane z wcześniejszych badań na rezusach (inaczej zwanych makakami królewskimi). Dzięki temu określili, ile cząstek SARS-CoV-2 przenosiły w szczytowym momencie infekcji w różnych tkankach.

Uczeni wzięli pod uwagę przede wszystkim organy najbardziej podatne na działanie koronawirusa, czyli płuca, migdałki, węzły chłonne i układ pokarmowy. Tak obliczoną liczbę wirionów przypadających na gram tkanki u rezusów, pomnożyli przez masę tkanek u ludzi, aby oszacować liczbę cząsteczek wirusa w ludzkich organach.

Z wcześniejszych obliczeń, opartych na średnicy wirusa, wiedzieli, że każdy wirion ma masę 1 femtograma (część grama, wyrażona jako 10 podniesione do potęgi -15). Korzystając z tych dwóch danych – wagi pojedynczego wirionu i szacunkowej liczby cząsteczek w ciele człowieka – obliczyli, że każda zarażona osoba w szczytowym momencie infekcji przenosi od 1 do 10 mikrogramów cząsteczek wirusa.

Masa koronawirusów to nie jedyny wniosek z badania

Celem badań nie było jedynie obliczenie globalnej masy wirionów SARS-CoV-2. Analiza liczb pozwoliła naukowcom lepiej zrozumieć, co dzieje się w ludzkim organizmie podczas infekcji COVID-19, na przykład ile komórek jest zainfekowanych i jak liczba cząsteczek wirusa wytwarzanych w organizmie wpływa na to, jak szybko koronawirus może ewoluować.

„Znajomość bezwzględnej liczby wirionów w trakcie infekcji sprzyja lepszemu zrozumieniu dynamiki choroby i odpowiedzi układu odpornościowego. Łącząc znane tempo mutacji i nasze szacunki dotyczące liczby zakaźnych wirionów, możemy określić ilościowo tempo powstawania wariantów genetycznych wirusa” – czytamy w podsumowaniu badań.

Izraelscy badacze odkryli również dużą zmienność liczby wirionów wśród zarażonych ludzi, która może obejmować różnice nawet do sześciu rzędów wielkości. Oznacza to, że w organizmach niektórych zarażonych może być milion razy więcej cząstek koronawirusa niż u innych. Ustalono też, że osoby o „niskim obciążeniu wirusem” w mniejszym stopniu zarażają innych – dodają autorzy. Nie wiadomo jednak, czy wyższa liczba cząstek wirusa odpowiada za powstawanie tzw. „superroznosicieli” COVID-19.

 

Źródło: PNAS.