USD -
4.0276
EUR -
4.3198
GBP -
5.0427
DKK -
0.5792
Naukowcy z USA zbadali, w jaki sposób świnie opierają się wirusowi SARS-CoV-2, który skutecznie wywołuje infekcje u ludzi oraz wielu innych gatunków zwierząt. Okazuje się, że ich organizm posiada niezwykłe przystosowanie szybko eliminujące obcy patogen. Odkrycie może pomóc w opracowaniu skutecznych terapii przeciwko COVID-19.
Dziesiątki wrażliwych gatunków
Koronawirusy są grupą niezwykle plastycznych i niewybrednych patogenów, które potrafią przystosować się do zakażania wielu różnych gatunków ssaków, ptaków, a nawet gadów. Wiele koronawirusów występuje powszechnie u ludzi, psów, krów, czy świń – większość z nich żyje obok swoich gospodarzy już od dawna, przez co wywołuje niegroźne, łatwo poddające się leczeniu zakażenia.
Słuszne obawy budzą nowe koronawirusy, przeskakujące na ludzi i zwierzęta domowe od gatunków dzikich, z którymi organizmy nasze i niektórych zwierząt nie potrafią sobie poradzić. Wykazano, że na infekcję SARS-CoV-2 wrażliwe jest całe spektrum gatunków: psy, koty, tygrysy, norki, fretki, chomiki oraz jelenie i przypuszczalnie owce. Więcej na ten temat: Owce są wrażliwe na COVID-19? Wirus może na nie skutecznie przeskakiwać od zakażonych ludzi i utrzymywać się w ich organizmie – a nawet mutować w nowe wersje.
Co jednak ciekawe, dotychczas nie odnotowano terenowego występowania infekcji nowym koronawirusem u świń domowych, które mają nieustanny kontakt z ludźmi i nowym patogenem. W badaniach eksperymentalnych, w których celowo podawano świniom w tej czy innej formie koronawirusa, udawało się go co prawda wprowadzić go do ich organizmu, zwierzęta nie przejawiały jednak żadnych objawów klinicznych i błyskawicznie eliminowały patogen.
W eksperymentach, w których zastosowano niezwykle wysokie dawki zakaźne wirusa odnotowano wytworzenie przez świnie przeciwciał skierowanych wobec SARS-CoV-2, co świadczyło o skutecznej reakcji układu odpornościowego. Zwierzęta „samoograniczały” zakażenie i nie przenosiły go na inne osobniki. Warto na marginesie zauważyć, że wysokie dawki zakaźne wirusa niekoniecznie przekładają się na ryzyko, jakim rzeczywiście obarczone są świnie w czasie pandemii.
Obecne dowody wskazują generalnie na to, że świnie są znacznie bardziej odporne na SARS-CoV-2 niż ludzie i niektóre inne gatunki zwierząt. W czym tkwi ich sekret? Odpowiedź na to pytanie znaleźli niedawno naukowcy z amerykańskiego Iowa State University i firmy Tetracore, specjalizującej się w diagnostyce laboratoryjnej.
Śmierć jednego w imię wszystkich
Zespół badawczy z Iowa State University zajmujący się diagnostyką weterynaryjną i medycyną zwierząt użytkowych, którego liderami są profesor nadzwyjczany dr Luis Gimenez-Lirola oraz dr Rahul Nelli, od lat bada wpływ koronawirusów na świnie. Naukowcy opracowali już specjalne modele, które pozwalają im szczegółowo sprawdzić, w jaki sposób koronawirusy infekują poszczególne komórki świń oraz w jaki sposób reagują one na zakażenie.
W ramach ostatnich eksperymentów wprowadzili wirusa SARS-CoV-2 do hodowli komórek pobranych z nabłonka dróg oddechowych świni i człowieka. Komórki te wyściełają dużą część dróg oddechowych i są pierwszą linią ataku dla patogenu. Naukowcy zaobserwowali, że komórki nabłonka świń zainfekowane wirusem niezwykle szybko umierają. Wbrew pozorom, właśnie to odpowiada za ich odporność na patogen.
Jak relacjonuje dr Nelli: „Kiedy spojrzeliśmy pod mikroskop, wewnątrz komórek zachodziło interesujące zjawisko. Jądra w zainfekowanych komórkach świni zaczęły się rozpadać na fragmenty, w przeciwieństwie do niezainfekowanych komórek”.
Zjawisko jakie zachodzi w komórkach świń w kontakcie z wirusem nazywane jest apoptozą, a więc kontrolowaną śmiercią komórki – w którym nieprawidłowa lub obciążona patogenem komórka rozkłada swoje jądro komórkowe, „wysadzając” z nim również zagrożenie. Zaobserwowane przez naukowców rozdrabnianie jądra jest charakterystyczną oznaką apoptozy i prawdopodobnie stanowi klucz do opierania się COVID-19 przez świnie.
Szybki rozpad jąder komórek, zawierających materiał genetyczny będący celem koronawirusa, uniemożliwia mu namnożenie się w niej i zaatakowanie kolejnych. Jak wyjaśniają badacze, pojawienie się apoptozy na wczesnym etapie infekcji powoduje minimalne uszkodzenia dla samego gospodarza i zapobiega ciężkiej chorobie. Apoptoza jest mechanizmem chroniącym również m.in. przed nowotworami.
Ludzie również niszczą zainfekowane komórki - ale zbyt wolno
Komórki ludzkie również mogą zastosować obronną apoptozę w odpowiedzi na infekcję koronawirusem, ale jak pokazało ostatnie badanie, robią to znacznie rzadziej niż komórki świńskie - komórki świni są około 100 razy bardziej podatne do wykorzystania apoptozy niż komórki ludzkie. W przypadku koronawirusa nasze mechanizmy obronne są więc zdecydowanie zbyt wolne.
Komórki ludzkie są bardziej podatne na martwicę, inną formę śmierci komórkowej, która jest już trudniej kontrolowana przez organizm i może mieć negatywne skutki. Podczas martwicy zawartość komórki wylewa się do otaczającej przestrzeni, wywołując zbyt silną odpowiedź odpornościową – która może prowadzić do dalszego uszkadzania tkanek i objawów klinicznych choroby.
Jak wyjaśnił dr Giminez-Lirola: „Nie chcemy przesadzać [z wnioskami], ale ta odpowiedź [komórek na zakażenie] jest prawdopodobnie czymś nieodłącznym dla układu odpornościowego świń, który jest wrodzony, a nie nabyty. Chodzi o to, aby zabić wirusa delikatnie, ale wystarczająco szybko, aby nie wywołać nadmiernej odpowiedzi immunologicznej”.
Naukowcy stwierdzili, że dalsze badania mogą doprowadzić do opracowania terapii mających na celu stymulowanie kontrolowanej apoptozy w ludzkich komórkach, pozwalając osobom zarażonym koronawirusem uniknąć poważnych objawów. Kolejnym krokiem zespołu badawczego z Iowa State University jest poznanie wszystkich genów aktywowanych podczas procesu zakaźnego u świń i innych gatunków zwierząt. To może dać im dalsze wskazówki na temat tego, jak i dlaczego inne zwierzęta - takie jak norki czy jelenie - mogą przenosić wirusa na inne osobniki oraz ludzi – same nie mając objawów choroby.
Więcej o COVID-19 u zwierząt domowych:
Hongkong wybije setki chomików. Wykryto u nich COVID-19.
COVID-19: Które zwierzęta domowe są narażone na zakażenie?
Na podstawie:
Nelli, Rahul K., et al. "Enhanced apoptosis as a possible mechanism to self-limit SARS-CoV-2 replication in porcine primary respiratory epithelial cells in contrast to human cells." Cell Death Discovery 7.1 (2021): 1-10.
