Dodano: 19 maj 2021r.

Analiza genomu wirusa grypy hiszpanki wskazuje na istotne mutacje między pierwszą a drugą falą pandemii

Naukowcom udało się w dużym stopniu zsekwencjonować genom wirusa odpowiedzialnego za wywołanie w 1918 roku pandemii grypy hiszpanki, która pozbawiła życia dziesiątki milionów osób na całym świecie. Próbki do badań uczeni pozyskali z tkanek płuc znajdujących się w kolekcji Muzeum Historii Medycyny w Berlinie, gdzie były przechowywane od ponad 100 lat. Badania te rzucają więcej światła na początki najbardziej niszczycielskiej pandemii XX wieku i ujawniają szereg nowych informacji na temat ewolucji choroby. Częściowe genomy zawierają pewne informacje wskazujące, że niesławny szczep grypy mógł przystosować się do unikania układu odpornościowego ludzi między pierwszą a drugą falą pandemii.

Analiza genomu wirusa grypy hiszpanki wskazuje na istotne mutacje między pierwszą a drugą falą pandemii

 

27 czerwca 1918 roku dwóch młodych niemieckich żołnierzy - jeden w wieku 18 lat, a drugi o rok młodszy - zmarło w Berlinie z powodu nowego wówczas szczepu grypy. Ich płuca trafiły do ​​kolekcji Muzeum Historii Medycyny w Berlinie, gdzie przez ponad 100 lat spoczywały w formalinie. Teraz naukowcom udało się zsekwencjonować duże części genomu wirusa, który zainfekował dwóch żołnierzy. Zsekwencjonowali też cały genom patogenu, który pozbawił życia młodą kobietę w Monachium w 1918 roku. To dopiero trzeci pełny genom wirusa, który wywołał pandemię i pierwszy spoza Ameryki Północnej – wskazują naukowcy w nierecenzowanych jeszcze badaniach, których wyniki opublikowano w bazie pre-printów bioRxiv (DOI: 10.1101/2021.05.14.444134).

Wirus, który wywołał pandemię grypy hiszpanki

Sekwencjonowanie genomów wirusów stało się obecnie rutyną. Podczas trwającej pandemii koronawirusa naukowcy zgromadzili bazę danych zawierającą już ponad milion genomów SARS-CoV-2, co umożliwia im obserwacje rozprzestrzeniania się różnych wariantów patogenu.

Jeśli chodzi o wirusa grypy podtypu H1N1, który wywołał pandemię grypy hiszpanki, to na początku XXI wieku naukowcy w Stanach Zjednoczonych poskładali jeden genom z próbek pobranych z ciała kobiety, które znaleziono zakonserwowane w zamarzniętej ziemi na Alasce. W 2013 roku zaprezentowano drugi genom, który pochodził z tkanek zakonserwowanych w formalinie znajdujących się w posiadaniu Armed Forces Institute of Pathology.

Oba te genomy uzyskano w czasochłonnych i kosztownych badaniach. Samo znalezienie zarchiwizowanych próbek tkanek było wyzwaniem, ale pozyskanie genomu z materiałów archiwalnych do niedawna było niemożliwe. - Naukowcy uczynili osiągalnym ożywianie wirusów z materiałów archiwalnych. Niedawno było to fantazją – powiedział Hendrik Poinar z McMaster University.

Nowe badania

Sébastien Calvignac-Spencer z Instytutu Roberta Kocha i jego współpracownicy zbadali 13 próbek tkanki płucnej z lat 1900-1931, które znajdowały się w kolekcjach muzeum w Berlinie oraz w Wiedniu. Znaleźli fragmenty RNA wirusa grypy w trzech z nich. Wszystkie pochodziły z 1918 roku od 17-letniej kobiety. Było ich na tyle dużo, że uczonym udało się zrekonstruować cały genom wirusa.

- Sekwencjonowanie materiału genetycznego z tkanki utrwalonej w formalinie jest nadal trudniejsze niż w przypadku innych rodzajów próbek, ale nie jest to, jak kiedyś sądziliśmy, praca niemożliwa - powiedział Calvignac-Spencer.

Porównując uzyskane w badaniach genomy z tymi zsekwencjonowanymi wcześniej, zarówno pełnymi, jak i częściowymi, uczeni ustalili, że genomy z nowych badań pochodzą z pierwszej, łagodniejszej fali pandemii. Po niej nastąpiła druga, ostrzejsza fala, która ogarnęła świat jesienią 1918 r. Dzięki analizie próbek uczonym udało się zebrać kilka ważnych informacji na temat wirusa, gdy mutował między pierwszą a drugą falą, która była odpowiedzialna za około 80 procent zgłoszonych przypadków i zgonów.

Istotne mutacje między pierwszą a drugą falą pandemii

Naukowcy z Instytutu Roberta Kocha uważają, że wirus pochodził od ptaków i przystosował się do ludzi między pierwszą a drugą falą pandemii. Zespołowi badaczy udało się wykazać, że genomy drugiej fali zawierały mutacje, które mogły pomóc wirusowi uniknąć ludzkiego układu odpornościowego, czyniąc go tym samym bardziej niebezpiecznym.

Wirus we wczesnych miesiącach pandemii zaadaptował się, aby stać się bardziej skutecznym w infekowaniu ludzi. Ten zmutowany wariant wirusa mógłby potencjalnie wyjaśniać, dlaczego druga fala zabiła znacznie więcej ludzi niż pierwsza. - Wirus ewoluował, aby lepiej unikać ludzkiej odpowiedzi immunologicznej w pierwszych miesiącach pandemii - przyznał Calvignac-Spencer.

Jak widzieliśmy w ostatnich miesiącach w przypadku pandemii COVID-19, nowo zmutowane warianty wirusa mają pewne powiązania ze wzrostem liczby przypadków i zgonów. Chociaż do porównań historycznych należy zawsze podchodzić z ostrożnością, jest oczywiste, że pandemia grypy z 1918 r. i pandemia COVID-19 mają wiele wspólnych cech. - Fakt, że można testować in vitro skutki „wymarłego” szczepu ma ogromne znaczenie dla zrozumienia ewolucji zjadliwości choroby i możliwości opracowania środków zaradczych w przypadku kolejnej epidemii grypy – podkreślił Poinar.

 

Źródło: Science, fot. CC BY 2.0/ British Red Cross/ Flickr