Hipoteza naukowców: SARS-CoV-2 mogły przenieść bezdomne psy od nietoperzy
Od czasu wybuchu pandemii SARS-CoV-2 naukowcy starają się zidentyfikować gatunek zwierzęcia, z którego pochodzi wirus. Od dawna jest poszukiwany żywiciel pośredni między nietoperzami, które są znane jako siedlisko wielu koronawirusów, a ludźmi. Sugerowano węże i łuskowce, a okazuje się, że mogą być nimi... bezdomne psy.
Zespół prof. Xuhua Xii, biologa z Uniwersytetu Ottawskiego prześledził sygnatury koronawirusów u różnych gatunków i zaproponował, że pierwotnym źródłem obecnej pandemii mogą być psie jelita. Wyniki badań zostały opublikowane w "Molecular Biology and Evolution".
- Nasze obserwacje pozwoliły na sformułowanie nowej hipotezy dotyczącej pochodzenia i pierwotnego przenoszenia się SARS-CoV-2. Przodek SARS-CoV-2 i jego najbliższy krewny - wirus pochodzący od nietoperzy - zainfekował jelita psowatych, co najprawdopodobniej spowodowało szybką ewolucję wirusa i jego przeskok na człowieka. Wskazuje to na znaczenie monitorowania obecności wirusów podobnych do SARS u bezdomnych psów - powiedział prof. Xuhua Xia.
Genetyczne blizny
Genom gospodarza często nosi swoiste blizny po tym ataku wirusa. Ssaki (a w tym ludzie) mają antywirusowe białko strażnicze zwane ZAP, które może zapobiec namnażaniu się wirusa i degradacji genomu gospodarza. Celem wirusa jest para chemicznych liter zwana dinukleotydami CpG w genomie RNA. Dinukleotydy CpG działają jak drogowskaz, którego układ odpornościowy człowieka używa do poszukiwania i niszczenia patogenu. ZAP patroluje ludzkie płuca - jest produkowany w dużych ilościach w szpiku kostnym i węzłach chłonnych.
Udowodniono, że jednoniciowe koronariwursy, takie jak SARS-CoV-2, mogą unikać ZAP, bo zaburzają sekwencję dinukleotydów CpG, więc komórki odpornościowe nie mogą namierzyć patogenów. Podobną sztuczkę wykorzystuje wirus HIV.
- Zmniejszona ilość CpG to zwiększone zagrożenie dla zdrowia publicznego. Wirus o zwiększonej ilości CpG byłby dobrze rozpoznawany przez układ odpornościowy gospodarza i spowodowałby zmniejszenie zjadliwości, która byłaby zbliżona do tej obecnej w szczepionkach - powiedział Xia.
Zespół Xii zbadał 1252 pełne genomy beta-koronawirusów obecne w banku GenBank. Naukowiec stwierdził, że SARS-CoV-2 i jego najbliższy krewny pochodzący od nietoperzy - BatCoV RaTG13 - mają najmniejszą ilość CpG spośród całej rodziny.
- Genom BatCoV RaTG13 jest najbliższym filogenetycznym krewnym SARS-CoV-2, z podobieństwem na poziomie 96 proc. Szkoda, że BatCoV RaTG13 nie był sekwencjonowany od 2013 r., bo naturalny spadek w CpG mógł posłużyć jako ostrzeżenie nadchodzącej pandemii. Nowy koronawirus prawdopodobnie wyewoluował w tkance o wysokiej ekspresji ZAP, która sprzyja powstawaniu genomów wirusowych o niskim stężeniu CpG. Co więcej, SARS-CoV-2 udało się uniknąć systemu obrony antywirusowej. Innymi słowy, wirus stał się po kryjomu niebezpieczny dla ludzi - wyjaśnił Xia.
Uczeni zastosowali swoje narzędzie CpG do ponownego zbadania pochodzenia MERS-CoV pochodzącego od wielbłądów. Okazało się, że wirus obecny w układzie pokarmowym zwierząt miał niższy genomowy CpG od wirusa z układu oddechowego, czyli był bardziej wirulentny (zjadliwy). Co ciekawe, zbadanie genomów psich koronawirusów (CCoV), które powodują wysoce zakaźną psią chorobę jelit na całym świecie, mają genomowe wartości CpG podobne do tych obserwowanych u SARS-CoV-2 i BatCoV RaTG13. Co więcej, psowate, podobnie jak wielbłądy, również są infekowane koronawirusem atakującym zarówno układ oddechowy, jak i pokarmowy - o różnym stężeniu CpG.
Nietypowy gospodarz
Wirus SARS-CoV-2 wiążę się z ludzkimi komórkami przez zewnątrzkomórkową domenę enzymu konwertującego angiotensynę typu 2 (ACE2), obecną na powierzchni komórek nabłonkowych płuc, jelit, nerek, i naczyń krwionośnych. Najwięcej receptorów ACE2 u ludzi jest w układzie pokarmowym - w jelicie cienkim i dwunastnicy. To sugeruje, że układ trawienny prawdopodobnie był pierwotnym celem infekcji koronawirusa.
- Jest to zgodne z interpretacją, że niski poziom CpG w SARS-CoV-2 został nabyty przez przodka koronawirusa rozwijającego się w układach pokarmowych ssaków. Potwierdzają to także raporty, że wysoki odsetek pacjentów z COVID-19 odczuwa dyskomfort trawienny - powiedział Xia.
Psowate często liżą okolice odbytu i narządów płciowych, nie tylko podczas krycia, ale również w innych okolicznościach. Takie zachowanie ułatwia wirusowi przenoszenie się z układu pokarmowego do dróg oddechowych i odwrotnie.
- Koronawirus pochodzący od nietoperzy BatCoV RaTG13, jak udokumentowano w jego sekwencji genomowej w GenBank (MN996532), został wyizolowany z wymazu z kału. Obserwacje te są zgodne z hipotezą, że SARS-CoV-2 wyewoluował w jelicie ssaków lub tkankach związanych z jelitem - podsumował Xuhua Xia.
Naukowcy zaproponowali sensacyjną hipotezę, która zakłada, że SARS-CoV-2 najpierw przedostał się z nietoperzy na bezdomne psy żywiące się mięsem tych zwierząt (w Chinach dochodzi do tego dość często). Następnie, już w jelicie psów doszło do szybkiej ewolucji wirusa, która doprowadziła do obniżenia genomowego CpG. Tak zmodyfikowany wirus był w stanie uniknąć systemu ZAP i stał się niebezpieczny dla człowieka.
Warto w tym miejscu podkreślić, że zgodnie z obowiązującym stanem wiedzy, SARS-CoV-2 nie można zarazić się od zwierząt domowych - ani psów, ani kotów. Nowa hipoteza sugeruje natomiast, że to jelita bezdomnych psów żywiących się nietoperzami umożliwiły nabycie przez koronawirusa cech pozwalających na infekcję organizmu człowieka. Psy nie są transmiterami SARS-CoV-2.
