Întrebarea majoră pe care o ridică pandemia de coronavirus: de ce sunt atât de mortale virusurile provenite de la lilieci
0
Nu este o coincidenţă că unele dintre cele mai grave focare de boală virală din ultimii ani - SARS, MERS, Ebola, Marburg şi probabil nou-sosit virusul COVID-19 - îşi au originea în lilieci. Sistemele imune foarte eficiente ale liliecilor au determinat o virulenţă extremă a virusurilor provenite de la ei.
Un studiu efectuat asupra celulelor de lilieci arată că răspunsurile lor imune puternice, pregătite în mod continuu pentru a contracara virusurile, pot să determine o mai mare virulenţă a acestora. Modelând sistemele imunitare ale liliecilor pe computer, cercetătorii au arătat că atunci când celulele liliecilor eliberează rapid interferonul după infecţie, alte celule se izolează repede şi contracarează eficient virusurile. Acest mecanism a determinat virusurile să se reproducă mai rapid. Virulenţa şi infecţiozitatea crescute provoacă ravagii atunci când aceşti viruşi infectează fiinţele cu sistem imunitar mai „blând”, precum oamenii, relatează Science Daily.
Nu este o coincidenţă faptul că unele dintre cele mai grave focare de boală virală din ultimii ani - SARS, MERS, Ebola, Marburg şi probabil nou-sosit virusul nCoV 2019 - au avut originea în lilieci.
Cum influenţează virusurile sistemul imunitar al liliecilor
Un studiu nou al Universităţii Berkeley din California a descoperit că răspunsul imun feroce al liliecilor la virusuri le-ar putea determina pe acestea să se reproducă mai repede, astfel încât atunci când ajung la mamifere cu sisteme imunitare medii, cum ar fi oamenii, virusurile produc daune extrem de grave sănătăţii pacienţilor.
Unii lilieci - inclusiv cei despre care se ştie că sunt sursa iniţială a infecţiilor umane - au sisteme imunitare care sunt pregătite în mod constant pentru a proteja împotriva virusurilor. Infecţia virală la aceşti lilieci duce la un răspuns rapid care elimină virusul din celule. În timp ce acest lucru poate proteja liliecii de boli cu încărcături virale mari, încurajează aceste virusuri să se reproducă mai rapid în interiorul unei gazde înainte de a putea fi pregătită apărarea.
Acest lucru face ca liliecii să fie un rezervor unic de viruşi cu reproducere rapidă şi foarte transmisibili. În timp ce liliecii pot tolera astfel de virusuri, atunci când acestea ajung la animale care nu au un sistem imunitar cu răspuns rapid, îşi copleşesc rapid noile gazde, ceea ce duce la rate mari de mortalitate.
De ce este unic sistemul imunitar al liliecilor
„Unii lilieci sunt capabili să aibă răspuns antiviral robust, dar şi să-l echilibreze cu un răspuns anti-inflamaţie", a spus Cara Brook, un cercetător postdoctoral la UC Berkeley şi primul autor al studiului. Sistemul nostru imunitar ar genera o inflamaţie răspândită dacă s-ar incerca aceeaşi strategie antivirală. Dar liliecii par că s-au adaptat pentru a evita ameninţarea imunopatologiei”, susţine cercetătoarea.
Cercetătorii remarcă faptul că perturbarea habitatului de lilieci pare să streseze animalele şi le face să răspândească mai mulţi viruşi în saliva, urina şi fecalele care pot infecta alte animale.
„Ameninţările crescute asupra mediului liliecilor determină creşterea ameninţării cu zoonoză”, a spus Brook, care lucrează cu un program de monitorizare a liliecilor, care este în curs de desfăşurare în Madagascar, Bangladesh, Ghana şi Australia. Proiectul, Bat One Health, explorează legătura dintre pierderea habitatului liliecilor şi răspândirea virusurilor de lilieci la alte animale şi oameni.
„Concluzia este că liliecii sunt speciali atunci când vine vorba de găzduirea de virusuri“, a spus Mike Boots, profesor de biologie integrativă la UC Berkeley. „Nu este întâmplător faptul că o mulţime dintre aceste virusuri provin de la lilieci. Liliecii nu sunt chiar strâns legaţi de noi, aşa că nu ne-am aştepta ca aceştia să găzduiască foarte multe virusuri umane. Dar această lucrare demonstrează modul în care sistemele imune ale liliecilor ar putea determina virulenţa lor" - spune Boots.
Unele specii de lilieci pot trăi 40 de ani
Zborul viguros duce la o durată de viaţă mai lungă - şi poate la o toleranţă virală crescută. Ca singurul mamifer zburător, liliacul îşi creşte ratele metabolice în zbor până la un nivel dublu comparativ cu cel obţinut de rozătoare de dimensiuni similare atunci când aleargă. În general, activitatea fizică viguroasă şi ratele metabolice ridicate duc la deteriorarea ţesuturilor mari din cauza acumulării de molecule reactive, în primul rând a radicalilor liberi. Dar, pentru a putea zbura, liliecii par să fi dezvoltat mecanisme fiziologice pentru a elimina eficient aceste molecule distructive.
Acest lucru are avantajul secundar de a elimina eficient moleculele dăunătoare produse prin inflamaţii indiferent de cauza acestora, ceea ce poate explica durata de viaţă mare a liliecilor. Animalele mai mici, cu ritm cardiac şi metabolism mai rapid, de obicei, au durate de viaţă mai scurte decât animalele mai mari, cu bătăi cardiace mai lente şi cu un metabolism mai lent, probabil pentru că un metabolism ridicat duce la apariţia radicalilor liberi mai distructivi. Însă liliecii sunt unici deoarece au o durată de viaţă mult mai lungă decât alte mamifere de aceeaşi dimensiune: Unele specii lilieci pot trăi 40 de ani, în timp ce rozătoarele de aceeaşi dimensiune pot circa doi ani.
Această eliminare rapidă a inflamaţiei poate avea şi un alt avantaj: moderarea inflamaţiei provocate de răspunsul imun antiviral.
„Arma secretă” a sistemului imunitar al liliecilor
Un „truc”-cheie al sistemelor imunitare ale multor lilieci este eliberarea urgentă a unei molecule de semnalizare numită „interferon-alfa”, care le spune celorlalte celule să „pregătească staţiile de luptă” înainte de invazia unui virus. Brook era interesat de modul în care reacţia imună rapidă a liliecilor afectează evoluţia virusurilor pe care le găzduiesc, aşa că a efectuat experimente pe celule cultivate din două specii de lilieci şi pe o maimuţă. Liliacul egiptean de fructe (Rousettus aegyptiacus), care este o gazdă naturală a virusului Marburg, necesită un atac viral direct înainte de a activa gena sa interferon-alfa pentru a inunda corpul cu interferon. Această tehnică este puţin mai lentă decât cea a speciei de liliac „vulpea zburătoară australiană neagră” (Pteropus alecto), o gazdă a virusului Hendra, care este pregătită constant să combată infecţiile cu virusuri. Maimuţa verde africană (Vero) nu produce deloc interferon.
Când au fost provocaţi de virusuri care imită Ebola şi Marburg, răspunsurile diferite ale acestor specii au fost izbitoare. În timp ce linia celulară a maimuţei verzi a fost rapid copleşită şi ucisă de virus, un subset de celule al liliacului egiptean a oprit cu succes infecţia virală datorită avertizării precoce a interferonului.
La celulele de vulpe neagră australiană, răspunsul imun a fost şi mai reuşit, infecţia virală a încetinit substanţial faţă de cea din linia celulară a liliacului egiptean. În plus, aceste răspunsuri la interferon ale liliecilor păreau să permită infecţiilor să dureze mai mult.
Cum funcţionează mecanismul anti-viral al liliecilor
„Gândiţi-vă la virusuri ca la un foc care arde într-o pădure. Unele dintre comunităţi - celule - au pături de urgenţă, iar focul este stins fără a le face rău, însă la sfârşitul zilei mai rămân „cărbuni” care ard mocnit, în sistem rămânând câteva celule virale ", a spus Brook. Comunităţile supravieţuitoare de celule se pot reproduce, oferind noi ţinte pentru virus şi instituind o infecţie mocnitoare care persistă pe toată durata de viaţă a liliecilor.
Brook and Boots au creat un model simplu al sistemelor imunitare ale liliecilor pentru a-şi recrea experimentele într-un computer.
„Acest lucru sugerează faptul că existenţa unui sistem interferon cu adevărat robust ar ajuta aceste virusuri să persiste în interiorul gazdei", a spus Brook. „Când aveţi un răspuns imunitar mai mare, se produce un rând de celule care sunt protejate de infecţii, astfel încât virusul se poate înmulţi fără a provoca daune gazdei sale. Dar atunci când acesta ajunge la un alt mamifer, cum ar fi omul, care nu are aceleaşi tipuri de mecanisme antivirale, patologia poate fi mult mai gravă".
Cercetătorii au remarcat că multe dintre virusurile liliecilor ajung la om printr-un animal intermediar. SARS a ajuns la oameni prin civetul de palmier asiatic; MERS prin cămile; Ebola prin gorile şi cimpanzei; grupa pornică prin porci; Hendra prin cai şi Marburg prin maimuţe. Cu toate acestea, aceste virusuri rămân în continuare extrem de virulente şi mortale atunci când fac saltul final la oameni.
Brook and Boots proiectează un model mai formal de evoluţie a bolii la lilieci, pentru a înţelege mai bine răspândirea virusului la alte animale şi la oameni.
Citeşte şi
Se încarcă comentariile...
