Edinstveno močan imunski sistem
Ebola, Marburg, SARS, MERS in zdaj sveže poimenovani koronavirus Covid-19 imajo vsi eno skupno stvar. Po vsej verjetnosti vsi izvirajo iz netopirjev. Nova študija, ki so jo vodili znanstveniki z UC Berkeley, kaže, da sesalcev edinstveno močan imunski sistem spodbudi viruse k razmnoževanju in ko virusi preidejo na druge živali ali ljudi, so lahko neverjetno smrtonosni.
Od zastrašujočih hemoragičnih vročic, ki so se pojavile v drugi polovici 20. stoletja, do zdajšnjih pojavov novih korona virusov, se zdi, da so netopirji naravni rezervoar mnogih virusnih izbruhov. Z vidika obsega vrst ni presenečenje, da so netopirji pogostejši vir virusov, kot kateri koli drug sesalec. Obstaja namreč več kot 1400 posameznih vrst netopirjev, ki segajo skoraj v vsak kotiček sveta in obsegajo približno 20 odstotkov vseh vrst sesalcev. Netopirji imajo zelo malo naravnih plenilcev in živijo izredno dolgo glede na svojo velikost. Za nekatere netopirje je bilo ugotovljeno, da živijo do 40 let.
Netopirje sicer številčno prekašajo glodalci, tako glede na količino vrst in samem številu. In čeprav podgane zagotovo širijo številne bolezni, na splošno niso znane po inkubaciji povsem novih virusov. Podgane so tradicionalno v srednjem veku Evrope krivili za črno kugo, vendar so raziskave pokazale, da so resnični vzrok za to zloglasno epidemijo zajedavci, kot so bolhe in klopi in ne podgane, ki so jih prenašale.
Kaj torej premorejo netopirji, da so lahko zatočišče za tako hude viruse, ne da bi dejansko zboleli?
»Netopirji so potencialno posebni, ko gre za gostovanje virusov,« pravi ekolog na UC Berkeley in soavtor nove študije Mike Boots. »Ni naključje, da veliko teh virusov izvira iz netopirjev. Netopirji niti niso tako tesno povezani z nami, zato ne bi pričakovali, da bodo gostili veliko človeških virusov. Toda naša študija prikazuje, kako bi imunski sistem netopirjev lahko poganjal virulenco, ki to premaga.«
Zaradi učinkovitega razvoja in širjenja, virus ne sme prehitro ubiti svojega gostitelja. Hitreje kot se virus razmnoži in okuži gostitelja, hitreje bo njegov gostitelj umrl, zato so najbolj učinkoviti virusi, ki lahko vzdržujejo to negotovo ravnovesje.
Virus lahko poveča stopnjo razmnoževanja znotraj netopirja, ne da bi pri tem ubil gostitelja
Da bi razumeli, kako se virusi lahko razvijajo v prisotnosti različnih imunskih sistemov sesalcev, je nova raziskava dvema različnima celičnima linijama netopirja okužila z virusom hemoragične mrzlice. Kot kontrola je bila okužena tudi celična linija afriške zelene opice.
Razlike med imunskimi odzivi netopirja in opice so bile velike. Opičja celična linija je bila hitro premagana s hitro razmnoževanim virusom, netopir pa je pokazal hitri varovalni imunski odziv.
Celična linija Avstralske črne leteče lisice je pokazala najbolj učinkovit imunski odziv na virus, hitro proizvedla molekule, imenovane interferon-alfa. Te molekule imunske signalne celice se sprostijo, ko jih napadejo tuje snovi. Drugim celicam sporočijo, naj povečajo protivirusno obrambo in aktivno motijo razmnoževanje virusa.
Raziskovalci so opazili upočasnjeno razmnoževanje virusov v celičnih linijah netopirja. Vendar so ti odzivi na interferon netopirjev omogočili, da so virusne okužbe v telesu ostale dalj časa.
»Pomislite na viruse na celičnem enoplastju kot na ogenj, ki gori skozi gozd. Nekatere skupnosti – celice – imajo protigorljive odeje in ogenj gre mimo, ne da bi jih poškodoval. A tudi ko vse pogori ostane nekaj tlečega oglja v sistemu. Še vedno je tam nekaj virusnih celic,« razlaga Cara Brook, prva avtorica nove študije.
To pomeni, da virus lahko poveča stopnjo razmnoževanja znotraj netopirja, ne da bi pri tem ubil gostitelja, kar bistveno poveča virulenco na raven, ki bi bila močno uničujoča pri drugih organizmih.
»To kaže na to, da bi z res močnim sistemom interferona ohranil viruse znotraj gostitelja,« pravi Brook. »Ko imate boljši imunski odziv, dobite te celice, ki so zaščitene pred okužbo, tako da virus lahko dejansko poveča svojo hitrost repliciranja, ne da bi poškodoval gostitelja. Toda, ko se prenese na človeka, ta nima enakih vrst protivirusnega mehanizma in bo pokazal veliko bolezenskih simptomov.«
Zakaj imajo netopirji temeljno tako močan imunski sistem?
Intenzivna telesna aktivnost katerega koli sesalca povzroči sproščanje reaktivnih molekul, imenovanih prosti radikali. Organizmi morajo učinkovito odstranjevati te škodljive molekule, imunski sistem pa ima pri tem glavno vlogo.
Netopirji, ki so edini leteči sesalec na svetu, so razvili izjemno učinkovit imunski sistem za obvladovanje škod akutnih vnetji, ki jo povzroči visoka hitrost presnove, ki je potrebna za letenje. Na splošno pri sesalcih hiter metabolizem in srčni utrip pomeni krajšo življenjsko dobo, medtem ko počasnejši metabolizem in srčni utrip rezultira v daljšem življenju. Glodalci podobne velikosti netopirjev, večinoma živijo do dveh let. Netopirji na drugi strani lahko živijo 30 ali 40 let, čeprav imajo stopnjo presnove dvakrat večjo kot podgane.
Predpostavljeno je, da povečana sposobnost netopirjev za hitro zatiranje vnetja omogoča sesalcu, da živahno leta. Eden ključnih procesov, na katerih temelji ta hiter protivnetni odziv, je hitro sproščanje interferona-alfa. Brook ugotavlja, da bi lahko ta okrepljeni imunski odziv netopirja, če bi ga replicirali na človeško telo, škodoval.
»Nekateri netopirji so sposobni obvladati ta močan protivirusni odziv, a ga tudi uravnotežiti z protivnetnim odzivom,« pravi Brook. »Naš imunski sistem bi povzročil vsesplošno vnetje, če bi poskušal to isto protivirusno strategijo. Toda netopirji se zdijo edinstveni pri tem, da se izognejo grožnji imunopatologije.«
Čeprav to ne pojasnjuje, kako virusi tako pogosto skačejo z živali na človeka, raziskave ponujajo prepričljiv vpogled v to, kako in zakaj netopirji vsebujejo te neverjetno nevarne viruse.
Novinar
