Mano atradę gyvūną, kuris perdavė koronavirusą žmonėms – bet ne visi tam pritaria

Prieš SARS-CoV-2 koronavirusą buvo dar du tos pačios grupės patogenai, susargdinę žmones – SARS-CoV ir MERS-CoV, kurie irgi kilo šikšnosparniuose ir per kitus gyvūnus persidavė žmonėms. SARS-CoV žmogui persidavė per civetas, o MERS-CoV – per kupranugarius.

SARS-CoV-2 molekulinė struktūra irgi rodo, kad virusas iš šikšnosparnių pirmiausia persidavė kažkokiam tarpiniam gyvūnui, o tik tada žmogui – tačiau mokslininkai kol kas nėra tikri, koks gyvūnas tai buvo.

Tyrimai, kuriais siekiama nustatyti, per kokį gyvūną virusas galėjo persiduoti žmonėms, vyksta jau nuo pat viruso protrūkio pradžios. Štai vasario mėnesį viena mokslininkų komanda atliko tyrimą, kuriame teigė, kad tarpinis gyvūnas galėjo būti skujuotis.

Pagrindinis jų argumentas buvo tas, kad tiek SARS-CoV-2, tiek koronavirusų, kurie apkrečia skujuočius, baltymo struktūra ant viruso paviršiaus yra labai panaši. Tiesa, kiti mokslininkai ir į šį tyrimą žiūrėjo gana skeptiškai. Buvo teigiama, kad nors baltymai ir panašūs, vis tiek yra daugybė skirtumų tarp SARS-CoV-2 ir skujuočių koronavirusų. Būtent dėl to buvo prieita prie išvados, kad greičiausiai ne šie gyvūnai yra infekcijos kaltininkai.

Na bet kadangi ši paslaptis vis dar nebuvo įminta, Otavos universiteto (Kanada) profesorius Xuhua Xia nusprendė pats atlikti tyrimą – ir išsiaiškinti, kaip virusas iš šikšnosparnių persidavė žmonėms. Jo tyrimas balandžio 14 dieną buvo publikuotas žurnale „Molecular Biology and Evolution“ ir šio mokslininko išvados visus gana stipriai nustebino – kadangi, jo nuomone, koronavirusas žmonėms perisdavė per šunis.

X.Xia prie šios išvados priėjo nuskenavęs SARS-CoV-2 ir kitų koronavirusų genetinį kodą, kuriame ieškojo vieno specifinio dalyko – CpG dinukleotidų. Tai yra genetinis kodas, kai po nukleobazės citozino seka kita nukleobazė – guaninas.

Žmogaus imuninei sistemai CpG dinukleotidai reiškia pavojų – kadangi jie atsiranda tik tada, kai organizme yra virusas. Tada žmogaus organizme esantis baltymas, vadinamas cinko pirštu, priskabina prie šių CpG dinukleotidų ir bando jį suskaidyti. Profesoriaus tyrime rašoma, kad kuo mažiau CpG dinukleotidų yra organizme, tuo ilgiau organizmas viruso neaptiks – o tai leis pastarajam mutuoti ir daugintis.

X.Xia savo tyrime taip pat nustatė, kad SARS-CoV-2 turi mažiau CpG dinukleotidų nei kiti žinomi koronavirusai, kurie pirmiausia kilo gyvūnuose – įskaitant ir pimąjį SARS-CoV, ir MERS-CoV.

Profesorius taip pat atrado, kad į SARS-CoV-2 panašiausias virusas – šikšnosparnių koronavirusas RaTG13 – turi mažiau CpG dinukleotidų nei kiti šikšnosparnių koronavirusai.

„Tai galėtų reikšti, kad SARS-CoV-2 virusas evoliucionavo gyvūne, kuris turi daug cinko piršto baltymo, o tai priverstų virusą mažinti dinukleotidų kiekį“, – tyrime rašo X.Xia.

Tam kad virusas (toks kaip SARS-CoV-2) galėtų išgyventi organizme ir daugintis, jam reiškia išvengti to organizmo imuninės sistemos atsako. Šiuo atveju tai reikštų, kad virusui reikėtų stipriai sumažinti savo CpG dinukleotidų skaičių, kad jo nepradėtų naikinti cinko piršto baltymas.

Kadangi informacijos apie tai, kiek cinko piršto baltymo turi skirtingi gyvūnai, yra mažai, X.Xia turėjo patyrinėti kitus koronvirusus, kurie apkrečia gyvūnus – ir išsiaiškinti, kurie iš jų pasižymi žemu CpG dinukleotidų skaičiumi. Taip jis pastebėjo vieną koronavirusą, kuris apkrečia šunis ir vystosi jų žarnyne – ir priėjo išvadą, kad būtent šių gyvūnų žarnyne gali būti tinkamiausios sąlygos virusui evoliucionuoti.

„Tik šis šunų žarnyno koronavirusas turėjo mažą CpG dinukleotidų kiekį. Jei SARS-CoV-2 pirmiausia būtų patekęs į šunų organizmą, tai jam būtų leidę greitai evoliucionuoti, sumažinti CpG dunukleotidų kiekį ir galiausiai apkrėsti žmones“, – X.Xia rašė tyrime.

Tačiau be CpG dinukleotidų kiekio, tyrime daugiau apie jokius kitus SARS-CoV-2 ir šunų koronaviruso genetinius panašumus nekalbama. Pagrindinė tyrimo išvada buvo ta, kad šunų žarnynas yra puiki vieta tokiems virusams kaip SARS-CoV-2 evoliucionuoti ir daugintis.

Tačiau kodėl gi būtent žarnynas? X.Xia rašo, kad cinko pirštų baltymo yra tiek šunų plaučiuose, tiek šunų gaubtinėje žarnoje, tačiau plaučiuose jo daugiau. Gali būti, kad būtent dėl to baltymas efektyviau nuo koronavirusų apsaugo plaučius, o ne žarnyną.

Bet ar tikrai ši mokslininko iškelta hipotezė yra teisinga?

„Manau, kad surinkta informacija neatitinka tyrimo išvadų“, – teigia ekologijos ir evoliucijos docentė Pleuni Pennings, kuri nedalyvavo X.Xia tyrime.

Ji kartu su savo komanda jau ilgą laiką tyrinėja įvairių virusų CpG dinukleotidų kiekį, o X.Xia tyrime ji atrado nemažai silpnų vietų.

2018 metais „PLOS Genetics“ žurnale pasirodė P.Pennings tyrimas, kuriame ji tyrinėjo CpG dinukleotidų kiekį ŽIV viruse. Ji taip pat stebėjo, kaip šie patogenai mutuoja skirtingų žmonių organizmuose.

Tą patį tyrimą ji atliko ir su kitais virusais – Dengės karštlige, gripu bei B ir C tipo hepatitu. Pagrindinis jos tikslas buvo išsiaiškinti, ar dėl skirtingų mutacijų virusai įgauna ar praranda CpG dinukleotidus. Ji kartu su mokslininkų komanda galiausiai išsiaiškino, kad dažniausiai pandemiją sukelia tie virusai, kurių mutacijos jiems pridėjo CpG dinukleotidų – o ne tie, kurių mutacijos šį skaičių sumažino.

„Taip, mutacijos, kurios prideda CpG dinukleotidų pačiam virusui yra labai brangios – kadangi organizmo imuninė sistema atpažįsta įsibrovėlį ir bando jį sunaikinti. Dėl to ilgainiui evoliucija sumažina dinukleotidų skaičių. Nepaisant to, didelė dalis virusų turi dinukleotidų, kad mutacijos būtų naudingesnės. SARS-CoV-2 nėra niekuo išskirtinis“, – sako P.Pennings.

„Be to, yra daugybė virusų, kurių CpG dinukleotidų kiekis yra daug mažesnis už SARS-Cov-2. Kai žvelgiame į visus virusus bendrai, nematome kažkokių keistų CpG pakitimų“, – tęsia mokslininkė.

P.Pennings taip pat pažymi, kad X.Xia atrado, jog SARS-CoV-2 turi mažiau CpG dinukleotidų nei kiti gyvūnų koronavirusai – bet jei manysime, jog tai yra tiesa, tada kyla klausimas, kodėl gi taip įvyko. Mokslininkė teigia, kad net jei ir yra koks nors paaiškinimas, kodėl šis virusas panaikino CpG dinukleotidus – tai tikrai ne dėl to, kad gautų pranašumą apkrečiant žmones.

Savo tyrime X.Xia taip pat rašė, kad tyrimai parodė „asociaciją tarp mažesnio CpG dinukleotidų kiekio ir viruso virulentiškumo“. Tai reiškia, kad mažiau dinukleotidų turintys virusai greičiau plinta ir sukelia sunkesnes ligas. Tačiau nors evoliucija skatina mutacijas, kurios pašalina CpG dinukleotidus ir mažesni jų kiekiai yra siejami su sunkesnėmis infekcijomis, „tai nereiškia, kad visi virusai su mažu CpG dinukleotidų kiekiu yra virulentiškesni“, – teigia P.Pennings.

Pavyzdžiui, BK virusas turi labai nedaug CpG dinukleotidų ir maždaug 60-80 proc. viso pasaulio suaugusiųjų šį virusą jį turi – bet simptomai pasireiškia tik silpną imuninę sistemą turintiems žmonėms.

Tačiau jei CpG dinukleotidų kiekis SARS-CoV-2 viruse ir yra kaip nors susijęs su ligos sunkumu, tada vakciną būtų galima sukurti daug greičiau, tyrime rašė X.Xia.

Šiame hipotetiniame scenarijuje mokslininkai galėtų panaikinti CpG dinukleotidus iš koronaviruso genomo ir taip jį susilpninti iki tokio lygio, kad virusą būtų galima saugiai įkomponuoti į vakciną. Tačiau kol kas nebuvo rasta jokių sąsajų tarp CpG ir SARS-CoV-2 sukeliamos ligos sunkumo.

Kai kurie skujuočių koronavirusai X.Xia tyrime irgi turėjo žemą CpG dinukleotidų kiekį – panašiai kaip SARS-CoV-2 ir šikšnosparnių koronavirusas RaTG13. Bet kalbant apie kitus skujuočių ir žmonių koronavirusų genetinius skirtumus, gyvūnas, kuris sietų šį žemą CpG kiekį turinti koronavirusą su SARS-CoV-2, greičiausiai būtų gyvenęs prieš 130 metų.

„Mes manome, kad SARS-CoV-2 žmonėms perdavęs gyvūnas yra daug jaunesnis“, – teigia mokslininkas.

Taigi, ar šunys tikrai galėjo būti tie gyvūnai, kurie apkrėtė žmones koronavirusu? Kol kas mokslininkai to pilnai patvirtinti negali, nes rodymų yra per mažai.