Naukowcy odkryli coś u nietoperzy. Sprawdzają, co grozi ludziom

W tropikalnych jaskiniach Brazylii naukowcy odkryli coś, co może pomóc zrozumieć, jak w rodzą się pandemie. Zespół badaczy z Japonii i Brazylii zidentyfikował nowego koronawirusa, nazwanego BRZ batCoV, u nietoperza z gatunku Pteronotus parnellii – w Polsce znanego jako wąsoliczek lejkowargi.

Odkrycia dokonano podczas badań terenowych prowadzonych w 2019 r., jeszcze przed pandemią COVID-19. Z próbek jelita jednego z siedemdziesięciu złapanych nietoperzy naukowcy wyizolowali nieznane wcześniej RNA wirusa. Po przeprowadzeniu analizy genetycznej okazało się, że ten patogen różni się znacząco od wszystkich dotąd znanych koronawirusów, jednocześnie wykazując podobieństwa do pewnych „rozwiązań” znanych z wirusów zdolnych do infekowania człowieka.

Badacze opisali swoje wyniki w pracy przedrecenzenckiej (tzw. preprincie) opublikowanej w bazie bioRxiv. Oznacza to, że badanie nie zostało jeszcze sprawdzone przez innych naukowców, ale wyniki są już dostępne publicznie.

Nowy szczep z „kluczem” do komórek

Najbardziej niepokojąca cecha nowego wirusa dotyczy jego białka kolca (S), tej samej struktury, która w przypadku SARS-CoV-2 umożliwia mu łączenie się z ludzkimi komórkami. W białku BRZ batCoV naukowcy znaleźli tak zwane funkcjonalne miejsce cięcia furyną (furin cleavage site, w skrócie FCS).

To niewielki fragment sekwencji aminokwasów, który działa jak biologiczny klucz: pozwala enzymowi furynie (obecnemu w ludzkich tkankach) „rozciąć” białko wirusa, co ułatwia mu wniknięcie do komórek. U SARS-CoV-2 właśnie ten element był jednym z powodów, dla których wirus tak szybko się rozprzestrzeniał.

W nowo odkrytym wirusie sekwencja ta jest niemal identyczna: różni się zaledwie jednym aminokwasem. Eksperymenty wykazały, że furyna faktycznie może „rozcinać” białko kolca BRZ batCoV, co oznacza, że miejsce to działa w sposób aktywny.

Nie oznacza to jednak, że nowy wirus potrafi zakażać ludzi. Naukowcy nie przeprowadzili jeszcze testów, które pokazałyby, czy BRZ batCoV potrafi wiązać się z ludzkimi receptorami (takimi jak ACE2, wykorzystywany przez SARS-CoV-2) i czy może namnażać się w naszych komórkach.

Jak podkreślają autorzy badania, „Sama obecność miejsca cięcia furyną nie wystarczy, by uznać wirusa za zagrożenie. Potrzebne są dalsze testy nad jego potencjałem zakaźnym”.

Odkrycie pokazuje jednak, że podobne rozwiązania genetyczne mogą pojawiać się w naturze niezależnie, bez udziału człowieka. Takie miejsca cięcia furyną wykrywano już w wielu innych wirusach – m.in. u grypy, ptasiego koronawirusa czy u wirusa MERS.

Nowy „gatunek” w rodzinie koronawirusów

Koronawirusy dzieli się na cztery główne grupy, z których jedna obejmuje m.in. wirusy SARS, MERS i SARS-CoV-2. BRZ batCoV należy właśnie do tej grupy, ale jest na tyle różny, że nie pasuje do żadnej z pięciu znanych wcześniej podgrup.

Analiza filogenetyczna (czyli „drzewo rodowe” wirusów) pokazała, że nowy szczep oddzielił się od innych koronawirusów dawno temu i stanowi prawdopodobnie zupełnie nowy podrodzaj. Badacze zaproponowali dla niego roboczą nazwę Brzicovirus.

Pod względem budowy genetycznej BRZ batCoV przypomina inne koronawirusy – posiada geny odpowiedzialne za cztery kluczowe białka: kolca (S), błony (M), otoczki (E) i nukleokapsydu (N). Ale jego białko kolca różni się szczególnie w tzw. domenie RBD, czyli części, która decyduje o tym, z jakimi gatunkami może się łączyć.

Jak bardzo mamy się martwić

Choć nagłówki mówią o „nowym kuzynie koronawirusa z COVID-19”, naukowcy studzą emocje. Nie ma żadnych dowodów, że BRZ batCoV kiedykolwiek przeszedł na człowieka. Nie ma też danych o tym, czy rozprzestrzenia się wśród zwierząt. To raczej wczesny sygnał ostrzegawczy niż powód do paniki. Wskazuje, że w naturze istnieje wiele nieznanych jeszcze koronawirusów, które mogą mieć potencjał do przeskoczenia między gatunkami.

Autorzy badania podkreślają, że monitorowanie wirusów w Ameryce Południowej jest znacznie słabsze niż w Azji czy Afryce. To oznacza, że niektóre patogeny mogą „krążyć pod radarem” naukowców od wielu lat.

Nietoperze są jednym z najważniejszych rezerwuarów wirusów na Ziemi. Znamy ponad 1400 ich gatunków, żyją w dużych koloniach i potrafią tolerować wiele infekcji, nie chorując. To sprawia, że wirusy mogą w ich organizmach ewoluować przez długi czas, aż pojawi się mutacja zdolna zainfekować inne gatunki.

„Wysoka różnorodność wirusów u nietoperzy czyni z nich kluczową grupę dla nadzoru nad chorobami odzwierzęcymi” – piszą autorzy badania w bioRxiv. – „Zrozumienie, jak ich wirusy działają i się zmieniają, to podstawa zapobiegania kolejnym pandemiom”.

Jak naukowcy badają takie wirusy

Aby zrozumieć właściwości BRZ batCoV, badacze porównali jego sekwencję RNA z innymi koronawirusami. Użyli też modeli komputerowych do odtworzenia trójwymiarowego kształtu białka kolca, aby sprawdzić, jak mogłoby ono wchodzić w interakcję z enzymem furyną.

Symulacje sugerują, że mechanizm działania jest niemal identyczny z tym, który występuje u SARS-CoV-2. To jednak nie wystarcza, by uznać, że nowy wirus może przenosić się między ludźmi. Potrzebne są dalsze testy laboratoryjne, które potwierdzą, czy jego białko S potrafi łączyć się z ludzkimi receptorami.

Odkrycie BRZ batCoV to przypomnienie, że pandemia COVID-19 nie była jednorazowym „wypadkiem przy pracy” natury. Zdolność wirusów do wymiany fragmentów genów, tworzenia nowych kombinacji i adaptacji do nowych gospodarzy sprawia, że podobne sytuacje mogą się powtórzyć.

Jak napisali autorzy w podsumowaniu: „nasze badanie dostarcza szerszego zrozumienia różnorodności koronawirusów u nietoperzy i ich potencjału, by w przyszłości stać się zagrożeniem dla ludzi”.

Nie oznacza to, że nowy wirus z Brazylii stanowi realne ryzyko – ale że natura cały czas eksperymentuje, a ludzie muszą nauczyć się uważniej ją obserwować.