Ludzie walczą z niebezpiecznymi wirusami od zarania dziejów. Jak wskazują nowe badania, starożytny koronawirus lub blisko spokrewniony patogen wywołał epidemię wśród przodków współczesnych mieszkańców Azji Wschodniej około 25 tys. lat temu.
Pandemia COVID-19, która pochłonęła już ponad trzy miliony ludzkich istnień, ujawniła, jak bardzo jesteśmy podatni na wirusy. Choć zagrożenie koronawirusem może wydawać się nowym, to ludzie walczą z niebezpiecznymi patogenami od tysięcy lat.
- Zawsze istniały wirusy infekujące ludzkie populacje - powiedział David Enard z Uniwersytetu Arizony. - Wirusy są naprawdę jednym z głównych czynników napędzających dobór naturalny w genomach człowieka – dodał. A to dlatego, że geny zwiększające szanse ludzi na przetrwanie zakażenia są chętniej przekazywane następnym pokoleniom.
Dzięki nowoczesnym narzędziom, naukowcy mogą wykryć „odciski palców” tych starożytnych patogenów w DNA. - Te dane mogą dostarczyć cennych informacji, które pomogą przewidzieć przyszłe pandemie. Prawie zawsze jest tak, że to, co zdarzało się często w przeszłości, z większym prawdopodobieństwem powtórzy się w przyszłości - powiedział Enard.
Enard i jego zespół przeanalizowali genomy ponad 2500 osób w 26 różnych populacjach ludzi na całym świecie. W badaniach, które obecnie przechodzą proces recenzowania do publikacji w czasopiśmie naukowym i ukazały się w bazie pre-printów bioRxiv, naukowcy odkryli, że niektórzy mieszkańcy Azji Wschodniej odziedziczyli biologiczne adaptacje przodków do radzenia sobie z koronawirusami lub blisko spokrewnionymi patogenami.
Odkrycia te otwierają drogę do zbadania, w jaki sposób geny powiązane ze starożytnymi wirusami mogą przyczyniać się do wybuchów epidemii współczesnych chorób, takich jak COVID-19. Geny te mogą również dostarczyć wskazówek badaczom poszukującym lepszych leków przeciwwirusowych.
Grupa Enarda zapoznała się z publicznie dostępną bazą danych DNA 2504 osób z 26 populacji żyjących na pięciu kontynentach, w tym z mniejszości etnicznej Dai w Chinach, ludności Kinh zamieszkującej Wietnam czy afrykańskich Jorubów.
Kiedy koronawirusy wślizgują się do ludzkich komórek, przejmują ich maszynerię w celu replikacji. Oznacza to, że sukces wirusa zależy od jego interakcji z setkami różnych ludzkich białek. Zespół najpierw skupił się na 420 białkach, o których wiadomo, że oddziałują z koronawirusami. Wśród nich jest 332 tych, które oddziałują z SARS-CoV-2, wirusem wywołującym COVID-19. Te interakcje mogą obejmować zarówno wzmacnianie odpowiedzi immunologicznej, jak i ułatwianie wirusowi wniknięcia do komórki. Znacznie zwiększona produkcja wszystkich tych 420 białek oznacza wcześniejsze narażenie na kontakt z koronawirusami i, co ciekawe, pojawiła się tylko u mieszkańców wschodniej Azji.
Geny kodujące te białka stale mutują, ale jeśli mutacja daje genowi przewagę - na przykład lepszą zdolność do zwalczania wirusa - będzie miała większą szansę na przekazanie następnemu pokoleniu. I rzeczywiście, naukowcy odkryli, że u ludzi pochodzenia wschodnioazjatyckiego są obecne pewne warianty, które z biegiem czasu pojawiały się częściej, niż można by się tego spodziewać. Ten zestaw mutacji prawdopodobnie pomógł przodkom tej populacji stać się bardziej odpornymi na starożytnego koronawirusa, zmieniając ilość wspomnianych wcześniej białek wytwarzanych przez komórki.
Analiza genów, o których wiadomo, że kierują produkcją tych białek, wykazała, że określone warianty genów, które kodują 42 z analizowanych 420 białek, stały się bardziej powszechne około 25 tys. lat temu. Rozprzestrzenianie się tych wariantów trwało przez około 20 tys. lat, co sugeruje, że starożytny wirus zagrażał tym populacjom przez długi czas. Zaobserwowany wzorzec jest zgodny z początkowo silną reakcją genetyczną na wirusa, który z czasem zanikał albo z przystosowaniem się mieszkańców do wirusa, być może z utratą przez wirusa zdolności do wywoływania choroby.
- Odkrycia te pokazują, że mieszkańcy Azji Wschodniej byli narażeni na epidemie podobne do koronawirusów przez długi czas i są lepiej przystosowani do tych wirusów – powiedział Lluis Quintana-Murci z Instytutu Pasteura w Paryżu, który nie był zaangażowany w nowe badania.
Quintana-Murci dodał, że jest możliwe, że dostosowanie DNA do epidemii koronawirusa na przestrzeni wielu tysięcy lat może przyczynić się do niższych wskaźników zakażeń COVID-19 i zgonów zgłaszanych w krajach Azji Wschodniej w porównaniu z krajami europejskimi i Stanami Zjednoczonymi. Enard natomiast podkreślił, że nie ma dowodów na to, że te starożytne adaptacje pomagają chronić współczesnych ludzi przed SARS-CoV-2. Dodał, że większą rolę niż geny w chorobie COVID-19 odgrywają czynniki społeczne i ekonomiczne, takie jak dostęp do opieki zdrowotnej.
- Wirusy wywierają jedne z najsilniejszych selektywnych nacisków na ludzi w celu przystosowania się, a koronawirusy prawdopodobnie istniały jeszcze zanim pojawili się ludzie - zaznaczył Joel Wertheim z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, który również nie brał udziału w badaniach. - Mimo to bardzo trudno jest udowodnić, czy wirus, który spowodował tę ewolucję, był również koronawirusem, ale wydaje się, że jest to wiarygodna teoria robocza – dodał.
To prawdopodobne, jak przyznał Enard. Starożytny patogen, który nękał naszych przodków, mógł nie być koronawirusem. Mógł to być inny typ wirusa, który wchodził w interakcje z ludzkimi komórkami w taki sam sposób, jak obecnie robią to koronawirusy.
Enard i jego zespół mają teraz nadzieję na współpracę z wirusologami, aby zrozumieć, w jaki sposób te adaptacje pomogły starożytnym ludziom przetrwać kontakt z tym pradawnym koronawirusem lub jego bliskim krewnym.
Chociaż widzimy wpływ tego starożytnego wirusa na przodków ludzi, przyszłe pokolenia prawdopodobnie nie będą w stanie zobaczyć śladów SARS-CoV-2 w naszym genomie. - Dzięki szczepieniom wirus nie będzie miał czasu na stymulowanie ewolucyjnej adaptacji – zaznaczył Enard.
Źródło: Live Science, Science News
