Badanie dzikiej przyrody przeprowadzone przez Virginia Tech powszechnie w Wirginii wykazało, że SARS-CoV-2, wirus odpowiedzialny za COVID-19, jest szeroko rozpowszechniony wśród zwierząt, szczególnie w obszarach o dużej aktywności człowieka. Naukowcy zidentyfikowali warianty zgodne z wariantami krążącymi wówczas u ludzi oraz jednego oposa z wcześniej niezgłoszonymi mutacjami wirusowymi, co podkreśliło potencjał zmian, które mogą potencjalnie wpłynąć na ludzi i ich odpowiedź immunologiczną. Źródło: Joseph Hoyt/Virginia Tech
Śledzenie kodu genetycznego COVID 19 wirus ujawniło, że sześć z 23 powszechnie badanych gatunków dzikiej przyrody gatunek w Wirginii wykazywały oznaki SARS-CoV-2 infekcje.
Badania przeprowadzone przez Virginia Tech wykazały powszechną obecność SARS-CoV-2 wśród różnych gatunków dzikich zwierząt w Wirginii, potwierdzając dowody na przenoszenie się wirusa z człowieka na zwierzę i nowe mutacje wirusowe, podkreślając konieczność wzmożonego nadzoru i badań nad zachowaniem wirusa u różnych żywicieli .
Powszechny COVID-19 w dzikiej przyrodzie
SARS-CoV-2, wirus odpowiedzialny za COVID-19, jest szeroko rozpowszechniony wśród gatunków dzikich zwierząt. Tak wynika z badania Virginia Tech opublikowanego dzisiaj (29 lipca 2024 r.) w: Komunikacja przyrodnicza. Wirusa wykryto u sześciu pospolitych gatunków przydomowych, a przeciwciała wskazujące na wcześniejszą ekspozycję na wirusa wykryto u pięciu gatunków, przy wskaźniku narażenia wahającym się od 40 do 60 procent w zależności od gatunku.
Badanie wykazało, że śledzenie genetyczne dzikich zwierząt potwierdziło zarówno obecność SARS-CoV-2, jak i istnienie unikalnych mutacji wirusowych o liniach ściśle odpowiadających wariantom krążącym w tamtym czasie u ludzi, co dodatkowo wspiera przenoszenie wirusa z człowieka na zwierzę.
Transmisja wirusa i mutacja w przyrodzie
Według naukowców z Instytutu Badań Biomedycznych Fralin w VTC na Wydziale Nauk Biologicznych w Wirginii największe narażenie na SARS CoV-2 stwierdzono u zwierząt w pobliżu szlaków turystycznych i miejsc publicznych o dużym natężeniu ruchu, co sugeruje, że wirus przeszedł z ludzi na dzikie zwierzęta. Tech’s College of Science i Instytut Nauk Przyrodniczych Fralin.
Odkrycia podkreślają identyfikację nowych mutacji SARS-CoV-2 u dzikich zwierząt oraz potrzebę szerokiego nadzoru – twierdzą naukowcy. Mutacje te mogą być bardziej szkodliwe i przenoszone, stwarzając wyzwania dla rozwoju szczepionek.
Wyobraź sobie, że wirus jest jak klucz, a komórki, które może zainfekować, są jak zamki. Wirus nie może zainfekować żadnej komórki żadnego zwierzęcia; musi znaleźć komórkę z odpowiednim „zamkiem” (zwanym receptorem) lub zmienić klucz (białka wirusowe), aby pasował do nowego zamka. Aby to zrobić, klucz musi zmienić kształt poprzez uzyskanie mutacji pasujących do nowego zamka. To właśnie zauważyła Carla Finkielstein i Laboratorium Diagnostyki Molekularnej Virginia Tech w Instytucie Badań Biomedycznych Fralin na podstawie kluczy obecnych w SARS-CoV-2, gdy wirus przeskoczył na dzikie gatunki, takie jak oposy i wiewiórki. Kluczowe białko S nabyło co najmniej dwie mutacje, zaznaczone w tej symulacji na żółto, które zapewniły wirusowi drogę ewolucyjną do przeskakiwania i przenoszenia się na inne gatunki. Fioletowa część to receptor rozpoznawany przez białko S, dzięki czemu wirus może przedostać się do wnętrza. Źródło: Carla Finkielstein/Virginia Tech
Wpływ człowieka i adaptacja wirusów
Naukowcy podkreślili jednak, że nie znaleźli dowodów na przeniesienie wirusa ze zwierząt na ludzi, a ludzie nie powinni obawiać się typowych interakcji z dziką przyrodą.
Badacze przetestowali zwierzęta z 23 pospolitych gatunków Wirginii pod kątem zarówno aktywnych infekcji, jak i przeciwciał wskazujących na wcześniejsze infekcje. Znaleziono oznaki wirusa u myszy jeleniowatych, oposów z Wirginii, szopów, świstaków, królików bawełnianych i nietoperzy rudych. Wirus wyizolowany z jednego oposa wykazywał mutacje wirusowe, które wcześniej nie były zgłaszane i mogą potencjalnie wpływać na sposób, w jaki wirus wpływa na ludzi i ich odpowiedź immunologiczną.
„Wirus może przenieść się z ludzi na dzikie zwierzęta, gdy mamy z nimi kontakt, niczym autostopowicz zmieniający środek transportu na nowego, bardziej odpowiedniego żywiciela” – powiedziała Carla Finkielstein, profesor nauk biologicznych w Fralin Biomedical Research Institute w VTC i jedna z autorzy korespondencyjni artykułu. „Celem wirusa jest rozprzestrzenianie się, aby przetrwać. Wirus ma na celu zainfekowanie większej liczby ludzi, ale szczepienia chronią wielu ludzi. Zatem wirus zamienia się w zwierzęta, dostosowując się i mutując, aby dobrze się rozwijać w nowych żywicielach”.
Carla Finkielstein, profesor w Instytucie Badań Biomedycznych Fralin i dyrektor naukowy Laboratorium Diagnostyki Molekularnej Virginia Tech, oraz Joseph Hoyt, adiunkt nauk biologicznych w College of Science w Virginia Tech, opublikowali ustalenia dotyczące częstości występowania SARS-CoV-2 u dzikich zwierząt w komunikacji przyrodniczej. Źródło: Virginia Tech
Rosnące potrzeby badawcze i nadzorcze
Zakażenia SARS CoV-2 wykryto już wcześniej u dzikich zwierząt, głównie u jeleniowatych bielików i dzikich norek. Badanie Virginia Tech znacznie poszerza liczbę badanych gatunków i wiedzę na temat przenoszenia wirusa do dzikich zwierząt i pomiędzy nimi. Dane sugerują, że narażenie na wirusa jest powszechne wśród dzikich zwierząt i że obszary o dużej aktywności człowieka mogą służyć jako punkty kontaktowe w przypadku przenoszenia międzygatunkowego.
„Naprawdę motywacją do tego badania było dostrzeżenie dużej, ważnej luki w naszej wiedzy na temat przenoszenia się SARS-CoV-2 w szerszej społeczności dzikich zwierząt” – powiedział Joseph Hoyt, adiunkt nauk biologicznych w Virginia Tech College of Science i autor korespondencyjny na temat papier. „Wiele dotychczasowych badań skupiało się na jeleniach bielika, podczas gdy to, co dzieje się z większością naszych pospolitych przydomowych zwierząt, pozostaje nieznane”.
Zespół badawczy zebrał 798 wymazów z nosa i jamy ustnej w całej Wirginii od zwierząt schwytanych na wolności i wypuszczonych na wolność lub leczonych w ośrodkach rehabilitacji dzikich zwierząt. Zespół uzyskał także 126 próbek krwi od sześciu gatunków. Lokalizacje wybrano w celu porównania obecności wirusa u zwierząt w miejscach o różnym poziomie aktywności człowieka, od obszarów miejskich po odległe obszary dzikiej przyrody.
W badaniu zidentyfikowano również dwie myszy w tym samym miejscu i tego samego dnia z dokładnie tym samym wariantem, co wskazuje, że albo obie zaraziły się od tego samego człowieka, albo jedna zaraziła drugą.
Naukowcy nie są pewni dróg przenoszenia się wirusa z ludzi na zwierzęta. Jedną z możliwości są ścieki, ale naukowcy z Virginia Tech uważają, że bardziej prawdopodobnymi źródłami są pojemniki na śmieci i wyrzucona żywność.
„Myślę, że najważniejszym przesłaniem jest to, że wirus jest dość wszechobecny” – powiedziała Amanda Goldberg, była współpracownica ze stopniem doktora w laboratorium Hoyta, która jest pierwszą autorką badania. „Znaleźliśmy pozytywne wyniki w dużej grupie pospolitych zwierząt przydomowych”.
Chociaż badanie to skupiało się na stanie Wirginia, wiele gatunków, które uzyskały pozytywny wynik testu, to dzikie zwierzęta występujące w całej Ameryce Północnej. Jest prawdopodobne, że są oni narażeni również na innych obszarach i pilnie potrzebny jest nadzór w szerszym regionie, powiedział Hoyt.
„Wirusowi jest obojętne, czy jego żywiciel chodzi na dwóch, czy na czterech nogach. Jej głównym celem jest przetrwanie. Mutacje, które nie zapewniają wirusowi przewagi w zakresie przeżycia lub replikacji, nie będą się utrzymywać i ostatecznie znikną” – powiedział Finkielstein, który jest także dyrektorem Laboratorium Diagnostyki Molekularnej Virginia Tech. Laboratorium Roanoke powstało w kwietniu 2020 r. w celu rozszerzenia zakresu testów na obecność COVID-19.
„Rozumieliśmy kluczowe znaczenie sekwencjonowania genomu wirusa infekującego te gatunki” – powiedział Finkielstein. „Było to monumentalne zadanie, które mogła wykonać jedynie utalentowana grupa biologów molekularnych, bioinformatyków i modelarzy w najnowocześniejszym ośrodku. Jestem dumny z mojego zespołu i współpracowników, ich profesjonalizmu i wszystkiego, co przyczynili się do zapewnienia nam sukcesu.
Naukowcy twierdzą, że nadzór nad tymi mutacjami powinien być kontynuowany i nie można go odrzucić. Konieczne są dalsze badania nad tym, w jaki sposób wirus przenosi się z ludzi na dzikie zwierzęta, w jaki sposób może rozprzestrzeniać się w obrębie gatunku, a być może także z jednego gatunku na drugi.
„Badanie to podkreśla potencjalnie dużą gamę żywicieli, jakie SARS-CoV-2 może mieć w przyrodzie, a także to, jak bardzo może być rozpowszechniony” – powiedział Hoyt. „Jest wiele pracy do wykonania, aby zrozumieć, które gatunki dzikich zwierząt, jeśli w ogóle, będą ważne w długoterminowym utrzymaniu SARS-CoV-2 u ludzi”.
„Ale dowiedzieliśmy się już” – powiedział Finkielstein – „że SARS CoV-2 to nie tylko problem ludzki i że skuteczne zajęcie się jego wpływem na różne gatunki i ekosystemy wymaga wielodyscyplinarnego zespołu”.
Odniesienie: „Powszechne narażenie na SARS-CoV-2 w społecznościach dzikich zwierząt” 29 lipca 2024 r., Komunikacja przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41467-024-49891-w
