Nově objevené netopýří viry naznačují původ Covid

V létě 2020, půl roku po pandemii koronaviru, se vědci vydali do lesů severního Laosu lovit netopýry, kteří by mohli ukrývat bratrance patogena.

V hluboké noci pomocí mlhových sítí a látkových pastí chytali zvířata, když se vynořili z okolních jeskyní, sbírali vzorky slin, moči a výkalů a poté je znovu vypouštěli do tmy.

Ukázalo se, že vzorky stolice obsahují koronaviry, které vědci studovali v laboratořích s vysokou bezpečností biologické bezpečnosti, známých jako BSL-3, pomocí specializovaného ochranného vybavení a vzduchových filtrů.

Tři laoské koronaviry byly neobvyklé: nesly na svém povrchu molekulární háček velmi podobný tomu na viru, který způsobuje Covid-19, zvaný SARS-CoV-2. Stejně jako SARS-CoV-2 jim háček umožnil držet se lidských buněk.

„Je to ještě lepší než rané kmeny SARS-CoV-2,“ řekl Mark Elwett, virolog z Pasteurova institutu v Paříži, který studii vedl, s odkazem na rozsah, v jakém byl laoský koronavirus spojen s lidskými buňkami. studie byla Rozpětí Byl minulý měsíc online a dosud nebyl publikován ve vědeckém časopise.

Virovým odborníkům jde o detekci. Někteří mají podezření, že tyto viry podobné SARS-CoV-2 mohou čas od času skutečně infikovat lidi, což způsobuje jen mírná a omezená ohniska. Ale za správných podmínek mohou patogeny vyvolat epidemii podobnou Covid-19, říkají.

Výsledky mají také významné důsledky pro napjatá diskuse O původu Covidu říkají odborníci. Někteří lidé spekulovali, že pozoruhodná schopnost SARS-CoV-2 infikovat lidské buňky se nemohla vyvinout přirozeným šířením ze zvířete. Zdá se však, že nová zjištění naznačují něco jiného.

„To opravdu utvrzuje představu, že by tento virus musel být vytvořen nebo nějakým způsobem zmanipulován v laboratoři, aby dokázal dobře infikovat lidi,“ řekl Michael Worubie, virolog z University of Arizona, který nebyl zapojen do práce.

Tyto netopýří viry spolu s více než tuctem dalších virů objevených v posledních měsících v Laosu, Kambodži, Číně a Thajsku mohou výzkumníkům pomoci lépe předvídat budoucí epidemie. Rodinné stromy virů poskytují rady o tom, kde se skrývají potenciálně nebezpečné kmeny a která zvířata vědci musí hledat, aby je našli.

Minulý týden americká vláda oznámila 125 milionů dolarů Projekt Identifikovat tisíce divokých virů v Asii, Latinské Americe a Africe a určit riziko jejich šíření. Dr. Elwett předpovídal, že zbude najít mnohem více příbuzných SARS-CoV-2.

Řekl: „Jsem lapač much.“ „Když nemohu chytit pstruhy, neznamená to, že v řece žádný pstruh není.“

Když se SARS-CoV-2 poprvé objevil, jeho nejbližším známým příbuzným byl netopýří koronavirus, který čínští vědci objevili v roce 2016 v dole v jihočínské provincii Yunnan. RaTG13, jak je známo, sdílí 96 procent svého genomu se SARS-CoV-2. Na základě mutací, které každý virus nese, vědci odhadli, že RaTG13 a SARS-CoV-2 sdílejí společného předka, který infikoval netopýry. Asi před 40 lety.

Oba viry infikují buňky pomocí molekulárního háčku, nazývaného „doména vázající receptor“, aby se přichytily k jejich povrchu. Hák RaTG13, přizpůsobený k navázání na netopýří buňky, může pouze slabé lpění pro lidské buňky. Naproti tomu háček SARS-CoV-2 může zachytit buňky v dýchacích cestách člověka, což je první krok k smrtelnému případu Covid-19.

Aby našli další příbuzné viru SARS-CoV-2, virologové divoké zvěře prozkoumali mrazničky plné starodávných vzorků z celého světa. Identifikovali několik podobných koronavirů z Jižní čínaA Kambodža, A Thajsko. Většina z nich pocházela z netopýrů, zatímco několik pocházelo ze šupinatých savců známých jako luskouni. Žádný z nich nebyl blízko RaTG13.

Místo toho se doktor Elwett a jeho kolegové vydali hledat nové virové viry.

Cestovali do severního Laosu, asi 150 mil od dolu, kde čínští vědci našli RaTG13. Během šesti měsíců ulovili 645 netopýrů patřících 45 různým druhům. Netopýři nesli dvacet typů koronavirů, z nichž tři byly nápadně podobné SARS-CoV-2-zejména v oblasti vazby na receptory.

V RaTG13 je 11 ze 17 doménových stavebních bloků identických s těmi ze SARS-CoV-2. Ale ve třech virech z Laosu bylo až 16 identických virů – nejbližší shoda k dnešnímu dni.

Dr. Elwett spekuloval, že jeden nebo více koronavirů může být schopno infikovat lidi a způsobit mírná onemocnění. odděleně studieOn a jeho kolegové odebrali vzorky krve lidem v Laosu, kteří sbírají netopýří guano jako o život. Ačkoli Laosané nevykazovali známky infekce SARS-CoV-2, nesli imunitní markery, nazývané protilátky, které se zdají být způsobeny podobným virem.

Linfa Wang, molekulární virolog z Duke-NUS Medical College v Singapuru, který se do studie nezapojil, souhlasil, že takové infekce jsou možné, protože nově objevené viry mohou pevně přilnout k proteinu nacházejícímu se na lidských buňkách zvaném ACE2.

„Pokud je doména vázající receptor k použití ACE2, jsou tito lidé nebezpeční,“ řekl doktor Wang.

Je ironií, že některé další geny ve třech laoských virech jsou blíže příbuzné se SARS-CoV-2 než s jinými netopýřími viry. Důvodem tohoto genového drobení je komplexní vývoj koronavirů.

Pokud netopýr nakažený jedním koronavirem infikoval další, dva různé viry by mohly skončit najednou v jedné buňce. Když tato buňka začne reprodukovat oba tyto viry, jejich geny se míchají dohromady, což má za následek nový virový hybrid.

U laoských koronavirů jim toto genetické míchání poskytlo doménu vázající receptor velmi podobnou doméně SARS-CoV-2. Původní genetická výměna proběhla zhruba před deseti lety, podle předběžné analýzy Spyros Lytras, postgraduálního studenta na univerzitě v Glasgow ve Skotsku.

Pan Lytras a jeho kolegové nyní porovnávají SARS-CoV-2 nejen s novými viry z Laosu, ale také s dalšími příbuznými nalezenými v posledních měsících. Nacházejí další důkazy o míchání genů. Tento proces – známý jako rekombinace – může rok od roku přetvářet viry.

„Je stále jasnější, jak důležitá je rekombinace,“ řekl pan Letras.

On a jeho kolegové nyní mapují chaotické fylogenetické stromy virů podobných SARS-CoV-2 na základě těchto nových poznatků. Nalezení dalších virů může pomoci vyčistit obrázek. Vědci se ale rozcházejí v tom, kde to hledat.

Dr. Elwett si myslí, že vaší nejlepší sázkou je region v jihovýchodní Asii, který zahrnuje místo, kde jeho kolegové našli koronavirus, a také blízký důl v Yunnanu, kde byl nalezen RaTG13.

„Myslím, že hlavní krajina odpovídá severnímu Vietnamu, severnímu Laosu a jižní Číně,“ řekl doktor Elwett.

Nový americký vládní projekt lovu virů s názvem DEEP VZN může v dané oblasti ukázat jeden nebo více virů podobných SARS-CoV-2. Mluvčí americké Agentury pro mezinárodní rozvoj, která agenturu financuje, uvedl, že Vietnam je jednou ze zemí, na které se budou výzkumníci dívat, a uvedl, že nové koronaviry jsou jednou z jejich hlavních priorit.

Jiní vědci se domnívají, že je užitečné hledat příbuzné SARS-CoV-2 dál. Dr. Woroobi z University of Arizona uvedl, že některé netopýří koronaviry nesoucí segmenty podobné SARS-CoV-2 byly nalezeny ve východní Číně a Thajsku.

„Rekombinace nám zjevně ukazuje, že tyto viry jsou součástí jediného genetického klastru, který zabírá stovky a stovky mil, ne -li tisíce mil,“ řekl Dr.

Colin Carlson, biolog na univerzitě v Georgetownu, si myslí, že virus, který je schopen vyvolat ohnisko podobné onemocnění Covid, může číhat daleko. Poznamenal, že netopýři jako daleký východ jako Indonésie a daleká západní Indie sdílejí mnoho biologických rysů se zvířaty, o nichž je známo, že jsou nositeli virů podobných SARS-CoV-2.

„Nejde jen o problém jihovýchodní Asie,“ řekl doktor Carlson. „Tyto viry jsou rozmanité a jsou globálnější, než jsme si mysleli.“

Zájem o původ pandemie vedl k obnovení zájmu o bezpečnostní postupy, které výzkumníci používají při studiu potenciálně nebezpečných virů. Aby vědci získali granty DEEP VZN, budou muset podle mluvčího USAID předložit plán biologické bezpečnosti a biologické bezpečnosti, včetně školení zaměstnanců, pokynů k ochranným prostředkům, které je třeba nosit v terénu, a bezpečnostních postupů pro práci v laboratoři.

Pokud vědci najdou blízké příbuzné SARS-CoV-2, nemusí to nutně znamenat, že představují smrtelnou hrozbu. Může se stát, že se nerozšíří mezi lidmi, nebo, jak někteří vědci spekulují, jen způsobí ohnisko nákazy. Je známo pouze sedm koronavirů, které přeskočily druhovou bariéru, aby se staly dobře zavedenými lidskými patogeny.

„Pravděpodobně existuje celá řada dalších koronavirů, které nikam neskončí,“ řekla Jessica Metcalfe, evoluční ekologka z Princetonské univerzity.

Rekombinace však může být schopna transformovat virus, který nikam necestuje, do nové hrozby. V květnu vědci zmíněno V Indonésii byly rekombinovány dva psí koronaviry. Výsledkem byl hybrid, který nakazil osm dětí.

„Když do toho může naskočit koronavirus, který sledujeme po celá desetiletí a o kterém si myslíme, že je to jen něco, co mohou dostat naši mazlíčci – to jsme měli vidět, že přichází, ne?“ Řekl doktor Carlson.