Noile cercetări oferă indicii despre capacitatea liliecilor de a adăposti și transmite agenți patogeni mortali fără a se îmbolnăvi ei înșiși

Cercetătorii de la Universitatea din Boston, Thomas Kepler, profesor de microbiologie; Stephanie Pavlovich, doctorand/doctorand; si Elke Mühlberger, director, Biomolecule Production Core, National Emerging Infectious Diseases Laboratories (NEIDL); în colaborare cu Institutul de Cercetări Medicale al Armatei Statelor Unite ale Americii pentru Boli Infecțioase (USAMRIID) și cu Centrul pentru Controlul și Prevenirea Bolilor (CDC) Viral Special Pathogens Branch, a lansat astăzi noi cercetări despre capacitatea liliecilor de a adăposti și transmite agenți patogeni mortali, precum virusul Marburg, fără să se îmbolnăvească ei înșiși.

genomul

Finanțat de Agenția de Reducere a Amenințării Apărării, studiul a examinat genomul Rousettus aegyptiacus, liliacul fructului egiptean și a găsit familii mai mari decât se aștepta de gene legate de sistemul imunitar al mamiferelor. Mai exact, cercetătorii au găsit familii numeroase de interferon și gene naturale care distrug diferența dramatic de omologii lor de la alte mamifere. Descoperirea, publicată online și prezentată în ediția tipărită din mai 2018 a Cell, poate duce în cele din urmă la o înțelegere mai profundă a transmiterii virusului și la tratamente mai bune pentru oamenii care se infectează.

„Ceea ce învățăm de la lilieci ne poate ajuta în dezvoltarea agenților farmacologici”, spune Thomas Kepler. „Și mai important, ne poate ajuta să înțelegem transmiterea zoonotică - modul în care animalele găzduiesc un virus fără a fi simptomatice și îl transmit oamenilor. Exact ce se întâmplă în acea transmisie? Ce câștigă un animal găzduind un virus pentru o perioadă foarte lungă de timp? timp, pentru a co-evolua cu virusul, astfel încât, atunci când este transferat, să fie extrem de virulent în gazda spillover? "

Liliecii sunt acum cunoscuți pentru a transporta mai mulți agenți patogeni mortali, inclusiv Marburg și un coronavirus asemănător SARS, și transmit boala prin mușcături sau prin expunere la salivă, fecale sau urină.

Jonathan Towner, un om de știință al filialei CDC Viral Special Agenți patogeni, a decis să investigheze o colonie de lilieci de fructe egipteni implicați într-o fatalitate Marburg în Uganda. Towner a călătorit în Uganda, a capturat lilieci neinfectați și i-a adus înapoi la CDC. Acolo, oamenii de știință au extras ADN-ul dintr-un singur liliac și l-au trimis colegilor de la USAMRIID pentru secvențierea inițială. Oamenii de știință USAMRIID și-au trimis datele lui Stephanie Pavlovich, studentă în laboratorul lui Thomas Kepler de la Universitatea din Boston.

A durat doi ani pentru ca Pavlovich, colaborând cu colegul ei Sean Lovett la USAMRIID, să asambleze genomul. Apoi și-au comparat genomul fructelor egiptene de liliac cu genomul altor mamifere, inclusiv o mână de alți lilieci, oameni și cobai. La început au privit pe larg, apoi s-au concentrat în mod specific asupra zonelor cunoscute a fi asociate cu sistemul imunitar al mamiferelor.

„Căutam familii de gene care crescuseră fie mult mai mult, fie mult mai mici decât se aștepta, având în vedere istoria evoluției acestei lilieci”, spune Pavlovich, care este autorul principal al lucrării Cell. De asemenea, au căutat gene cu dovezi ale „selecției pozitive”, procesul evolutiv care propulsează noi variante genetice utile în întreaga populație. „Acest lucru ne-a permis să găsim o serie de gene care evoluează într-un ritm mai rapid la această liliecă și apoi și un număr de familii de gene care erau mult mai mari decât ne așteptam”.

Cele două familii de gene aflate în partea de sus a listei „mai mari decât era de așteptat” erau gene de interferon de tip 1, care sunt adesea numite „prima linie de apărare” împotriva virușilor și au fost implicate în evoluția bolii filovirusurilor precum Marburg și Ebola și ucigaș natural - sau „NK” - receptori de celule. Celulele ucigașe naturale sunt o parte critică a sistemului imunitar uman, capabile să recunoască rapid și să răspundă la celulele infectate cu virus.

Găsirea lor în liliacul fructelor egiptene a fost o surpriză, spune Pavlovich. „Oamenii au analizat anterior o serie de genomi de lilieci și nu au reușit să găsească receptori tradiționali ai celulelor NK”, spune ea. „Așadar, când am văzut aceste gene, se dovedește că, de fapt, da, liliecii au receptori ai celulelor NK și este un grup specific neobișnuit”. Acest lucru l-a determinat pe Pavlovich să arunce o nouă privire asupra genomilor de lilieci secvențați anterior și, folosind diferite instrumente, a reușit să găsească și receptori naturali ai celulelor ucigașe.

Kepler observă că aceste rezultate inițiale indică posibilitatea a ceea ce el numește „protecție moale” împotriva sistemului imunitar al liliecilor. „Activarea și inhibarea sunt mult mai amestecate în liliac decât în ​​majoritatea celorlalte organisme”, spune el, în ceea ce privește receptorii celulelor NK. "Liliacul poate asigura virusul pentru o perioadă scurtă de timp, încercând să prevină creșterea virusului fără a face un atac complet. Se întâmplă ceva cu adevărat interesant aici."

Pavlovich și Kepler observă că descoperirile, deși sunt interesante, sunt doar un prim pas pentru a înțelege mai bine imunitatea specială a liliecilor față de virușii mortali. „Următorul pas este să ne dăm seama:„ Aceste gene suplimentare fac de fapt ceva? ”, Se întreabă Pavlovich, care face acum lucrări de urmărire a liniilor celulare în laboratorul lui Elke Mühlberger. "Aș vrea să știu dacă există un avantaj în a avea atât de mulți sau dacă se întâmplă să fie acolo."