Da li će majmunske boginje biti još opasnije? Naučnici smatraju da ih nećemo lako iskoreniti

Foto: Shutterstock

Pre nekoliko godina, istraživači su pretražili ostatke 1.867 ljudi koji su živeli pre 30.000 i 150 godina u potrazi za genetskim tragovima variole, virusa koji izaziva male boginje.

U zubima i kostima četvorice Evropljana koji su živeli na severu za vreme Vikinga, pronašli su dovoljno DNK da rekonstruišu čitave genome variole. Sekvencirani virusi nisu bili direktni preci zastrašujućeg soja variole koji je iskorenjen u drugoj polovini 20. veka, ali oni možda imaju trag o tome kako su male boginje postale tako smrtonosne i opasne.

Preporučujemo

Tokom perioda od 350 godina, virus koji je vladao za vreme Vikinga je izgubio nekoliko gena, objavili su istraživači u radu u časopisu Science iz 2020. godine.

S obzirom na to da se ovo nije dogodilo prvi put, stručnjaci smatraju da "gubitak gena nije bio nesrećan slučaj".

Antonio Alkami iz Centra za molekularnu biologiju misli da su gubici možda učinili variolu virulentnom, što je dovelo do njene stope smrtnosti od 30 odsto.

Sada se neki naučnici pitaju: da li bi ovako nešto moglo da se ponovi?

Od maja, daleko manje smrtonosni rođak variole, virus majmunskih boginja, širi se celim svetom, dajući virusu neviđene prilike da se promeni i prilagodi ljudskoj populaciji. Da li će evoluirati da postane zarazniji ili da izazove težu bolest? Niko ne zna, ali nedavna istorija sa kovidom 19 nudi otrežnjujuću lekciju.

Nakon što se pojavio u Vuhanu krajem 2019. godine, korona virus je prvo iznedrio niz varijanti koje su se širile mnogo brže od svojih prethodnika, a zatim dalje evoluirale kako bi izbegle ljudski imunitet. Njegove moći su iznenadile čak i neke naučnike koji su dugo proučavali evoluciju virusa.

- SARS-CoV-2 je pokazao da ako novi virus dođe u prostor u kome nema imuniteta, može doći do brze adaptacije - kaže Aris Kacurakis, evolucioni virolog sa Univerziteta u Oksfordu.

Majmunske boginje mogle bi da donesu čovečanstvo podjednako neprijatna iznenađenja. U julu, istraživači iz Berlina objavili su istraživanje analizirajući sekvence genoma virusa pronađene u lezijama kod 47 pacijenata koji su imali majmunske boginje.

Foto: Shutterstock

Pored mnogih malih promena, pronašli su jedan virus u kom je ceo gen dupliran, a četiri druga su jednostavno nestala. Poslednji pasus u radu je skoro glasio kao upozorenje:

- Posledica promena u genima virusa koji izaziva majmunske boginje čiji proizvodi više nisu potrebni u novom domaćinu je nepredvidljiva. Fenotip virusa majmunskih boginja koji poznajemo u poslednje 64 godine možda neće ličiti na majmunske boginje u bliskoj budućnosti.

Mnogi istraživači kažu da još uvek ne treba previše da brinemo.

Džefri Smit, virusolog sa Univerziteta u Kembridžu, sumnja da će se virus majmunskih boginja lako pretvoriti u mnogo virulentniju verziju.

- Poznato je da se masivni genomi boginja razvijaju sporim tempom i ne prilagođavaju se lako da izbegnu imunitet, jer SARS-CoV-2 to majstorski radi. A SARS-CoV-2 je veoma zarazan respiratorni patogen koji je zarazio milione ljudi. Majmunske boginje se šire uglavnom među muškarcima koji imaju seks sa muškarcima, a do sada je prijavljeno samo oko 60.000 slučajeva, tako da ima mnogo manje mogućnosti da evoluira - rekao je on.

Međutim, ove dobre izglede bi mogao da promeni jedan loš scenario.

Mutiranje virusa

Mutacije uočene u uzorcima majmunskih boginja omogućavaju istraživačima da uđu u trag korenima trenutne epidemije koja je počela u Nigeriji. Pošto je ljudski protein, APOBEC3, verovatno omogućio mnoge mutacije, naučnici takođe mogu pokazati koliko dugo se virus širi kod ljudi.

- Broj prijavljenih slučajeva opada u mnogim zapadnim zemljama, najverovatnije kao rezultat promena u ponašanju i vakcinacije, a zvaničnici javnog zdravlja u Evropi već govore o eliminisanju virusa u regionu. Međutim, infekcije su i dalje u porastu u drugim delovima sveta. Na mnogim mestima vakcine su nedostupne ili ljudi nemaju informacije o tome kako da izbegnu infekciju. Ne mislim da će majmunske boginje izazvati ogroman broj infekcija, ali će ostati dugo ovde i nećemo ih lako iskoreniti -kaže Alkami.

- Ljudi moraju da shvate da ovo neće nestati u skorije vreme - dodaje virolog, Kristijan Drosten.

Virolozi su se skoncentrisali na virus gripa, HIV i druge male viruse čiji se genomi sastoje od RNK. Nasuprot tome, virusi boginja su napravljeni od DNK i mnogo su veći i složeniji. Sa otprilike 200.000 nukleotida i 200 gena, genom boginja majmuna je više od 20 puta veći od HIV-a.

Bernard Mos, istraživač virusa boginja u američkom Nacionalnom institutu za alergije pokušava da otkrije ključnu razliku između dve varijante virusa majmunskih boginja.

Otkrio je da virus "klade 1" može da ubije miša 1.000 puta nižim nivoima od onih potrebnih za "kladu 2". Da bi otkrili zašto, Mos i njegove kolege su zamenili desetine gena "klada 2", jedan po jedan, u "klad 1", nadajući se da će postati manje smrtonosan, ali do sada nisu imali uspeh.

Jedna stvar je, međutim, jasna: virusi boginja sporije mutiraju u poređenju sa RNK virusima.

- Njihovi genomi su prilično stabilni i ne menjaju se brzo. Iako virusi koji izazivaju majmunske boginjje imaju načine da prevare imuni sistem, oni ne menjaju svoje površinske proteine da bi izbegli imunitet, kao što to radi SARS-CoV-2. Infekcija malim boginjama, ako ste je preživeli, obezbedila je doživotni imunitet, a vakcine su ostale veoma efikasne, one takođe daje nadu da se majmunske boginje neće pretvoriti u veću pretnju - kaže Smit.

Foto: Shutterstock

Stručnjaci širom sveta sada istražuju genome majmunskih boginja od pacijenata koji su ih nedavno preležali kako bi saznali kako je virus do sada evoluirao. Dobijanje visokokvalitetnih sekvenci je teže i skuplje nego za SARS-CoV-2.

- Rukovanje ovim genomima je složenije od RNK virusa - ​​kaže biolog sa Univerziteta u Bazelu, Ričard Neher i dodaje:

Kada su istraživači uporedili nedavne genome iz trenutne epidemije majmunskih boginja sa starijim sekvencama, poput one izolovane od putnika iz Nigerije u Ujedinjenom Kraljevstvu 2019. godine, brzo su primetili dve zanimljive stvari. Genomi su imali više tačkastih mutacija nego što se očekivalo nakon samo nekoliko godina, a mnogi od njih su pratili isti obrazac, pri čemu se nukleotidna kombinacija gvanin-arginin menjala u arginin-arginin, ili timin-citozin menjala u timin-timin.

- Te mutacije su verovatno tragovi tekuće borbe između virusa i ljudskog imunog sistema. Ljudski protein nazvan APOBEC3 deluje kao ćelijski odbrambeni mehanizam tako što unosi greške u virusni genom dok se kopira, a promene uočene u genomima majmunskih boginja su njegov potpis. Jasno je da to nije dovoljno da se zaustavi razmnožavanje virusa - kaže molekularni evolucioni biolog Endru Rambaut sa Univerziteta u Edinburgu.

Nels Elde, virolog sa Univerziteta u Juti objašnjava da se genomi ovog virusa obično sastoje od centralnog regiona sa oko 100 gena koji su uglavnom uključeni u stvaranje novih kopija virusa i terminalnih regiona sa još oko 100 gena koji stupaju u interakciju sa domaćinom kako bi se suprotstavili imunološkoj odbrani.

- Čini se da su ti terminalni geni ključno mesto evolucije. Generalistički virusi boginja koji inficiraju mnogo različitih domaćina, uključujući boginje majmuna i kravlje boginje, imaju tendenciju da imaju više gena u terminalnim regionima, dok malih boginja, specijalizovanih za inficiranje ljudi, ima mnogo manje. Većina istraživača veruje da su male boginje evoluirale iz virusa boginja glodara koji je prešao na ljude. Tokom vremena, gubici gena poput onih koji se vide u virusu Vikinga su ga možda učinili smrtonosnijim - kaže molekularni evolucioni genetičar Hendrik Poinar sa Univerziteta Mekmaster.

Međutim, nije sasvim jasno kako bi gubitak gena učinio variolu virulentnom.

- Jednostavno posedovanje manjeg genoma moglo bi da učini virus veštijim u replikaciji u ljudskim ćelijama - kaže Judžin Kunin, istraživač u američkom Nacionalnom centru za biotehnološke informacije.

Terminalni geni takođe mogu evoluirati kroz drugi mehanizam. Često se dupliraju tokom replikacije virusa, što virusu može pomoći na dva načina. Dodatne kopije mu omogućavaju da brzo proizvede mnogo više potrebnog proteina i povećavaju šansu da će bar jedna kopija gena biti podvrgnuta korisnoj mutaciji.

Otkako su objavili ovo istraživanje u julu, Drostenova laboratorija proučava virus izolovan od pacijenta u Berlinu koji je obrisao i duplirao gene. Još neobjavljeni rezultati su uznemirujući:

- U ćelijskoj kulturi pokazuje jasnu razliku, replicirajući se mnogo brže. Ne treba to preterano tumačiti - upozorava Drosten, jer nalazi u laboratoriji ne predstavljaju nužno prednost za virus u stvarnom svetu.

- Ali smatram da je izvanredno da ovaj virus već pokazuje razliku u ćelijskoj kulturi. Ako je virus imao prednost u stvarnom svetu, ali se jednostavno nije prenosio dalje, onda je čovečanstvo možda „samo imalo sreće ovaj put - dodaje.

On vidi trenutnu epidemiju kao trku između virusa majmunskih boginja i čovečanstva:

- Virus pokušava da se prilagodi ljudima, a ljudi pokušavaju da se otarase virusa. Ko će dobiti prednost? Dugoročno? Stavio bih svoj novac na virus.

Šta god da sledi, epidemija nudi istraživačima neočekivanu priliku da posmatraju razvoj majmunskih boginja u realnom vremenu.

- Svi mi nekako uzimamo tragove, spajamo ih i nadamo se da je i ovo prilika da pomerimo nauku napred. Ali navijam za nas, navijam za ljude. Želim da naučim kako ovi virusi funkcionišu, a zatim da iskoristim te informacije da bismo mogli da imamo kontrolu nad ovim - zaključuje Elde, a piše Science.org.

(Telegraf.rs)