A SARS-CoV-2 azután fejlődik ki, hogy emberről állatkerti állatokra ugrott

A SARS-CoV-2 azután fejlődik ki, hogy emberről állatkerti állatokra ugrott

A Denveri Állatkertben történt járvány kitörésének részletes genomikai vizsgálata megmutatja, hogy a SARS-CoV-2 miként tud gyorsan diverzifikálódni és alkalmazkodni a fajok keresztezése után, ritka, valós bepillantást nyújtva a vírus embereken túlmutató evolúciójába.

Tanulmány: A SARS-CoV-2 populáció elterjedése, diverzifikációja és adaptációja a gazdaszervezeten belül állatkerti tigrisekben, oroszlánokban és hiénákban. A kép jóváírása: Wirestock Creators/Shutterstock.com

Egy új tanulmány ban jelent megA természet kommunikációjabemutatja a súlyos akut légzőszervi szindróma koronavírus 2 (SARS-CoV-2) gyors fejlődését és alkalmazkodását állatkerti tigrisekben, oroszlánokban és hiénákban, amelyek napi kapcsolatban állnak emberrel.

Hogyan befolyásolják az állati fertőzések a SARS-CoV-2 kialakulását és kockázatát

A SARS-CoV-2 gyors fejlődése és az új változatok megjelenése a 2019-es koronavírus-járvány (COVID-19) kezdete óta jelentősen alakította a fertőző betegségek közvélemény-tudatát.

A SARS-CoV-2 az embereken kívül számos házi- és vadon élő állatot is megfertőz, és a dokumentált esetek azt mutatják, hogy ritka esetekben a vírus állati gazdaszervezetről visszakerülhet az emberre. A SARS-CoV-2 állatokban történő fejlődését és átviteli dinamikáját mozgató tényezők, valamint az embereket és állatokat egyaránt megfertőző új vírusváltozatok eredete azonban nagyrészt ismeretlen.

A vírus alkalmasságát növelő előnyös mutációk kiválasztása a vírus evolúciójának döntő tényezője a gazdafajon belül. A víruspopulációk egyedi és erőteljes szelekciós nyomással szembesülhetnek az egyik gazdafajról a másikra való átvitelt követően. Ezek a spillover események felgyorsíthatják a vírusváltozatok megjelenését azáltal, hogy kiválasztják azokat a genetikai mutációkat, amelyek javítják a vírus alkalmasságát az új gazdaszervezetben.

A Colorado State University kutatói és munkatársaik a Denver Zoo Conservation Alliance-nél (USA), hogy tanulmányozzák a gazdaszervezet váltásnak a vírus evolúciójára gyakorolt ​​hatását, a SARS-CoV-2 evolúcióját és gazdaspecifikus adaptációját tanulmányozták tigrisekben, afrikai oroszlánokban és foltos hiénákban a denveri állatkertben 2021-ben kitört járvány során.

A genomikus nyomon követés feltárja a gyors alkalmazkodást az állatkerti átterjedést követően

A kutatók két tigristől, 11 oroszlántól és három hiénától gyűjtöttek orrtamponmintát, a mintákból vírus RNS-t izoláltak, és következő generációs szekvenálást (NGS) végeztek a SARS-CoV-2 vonal, a gazdaszervezeten belüli variáció és a genomi szelekciós aláírások azonosítására.

Az eredmények azt mutatták, hogy a Denveri Állatkert kitörését valószínűleg egy ritka delta-alvonal egyetlen átterjedése váltotta ki, ami leginkább összhangban áll az emberekről (tartóztatókról) a tigrisekre, majd az oroszlánokra és a hiénákra való átterjedéssel.

A víruspopulációk gyors terjedését és diverzifikációját figyelték meg az állatok között. A kutatók a vírus genomjában mind a negatív szelekció (a káros mutációk eltávolítása), mind a pozitív szelekció (a jótékony mutációk kiválasztása) genomiális aláírásait fedezték fel, valamint négy lehetséges fajspecifikus adaptív mutációt oroszlánokban és hiénákban.

Bár a fertőzött állatokban nem mutattak ki aggodalomra okot adó SARS-CoV-2 variánsokat, a nukleokapszid génben és a hiénákból származó mintákban egyedülállóan erős pozitív szelekciót mutattak ki, ami illusztrálja a mutáció és a szelekció együttes hatásait a fajok közötti vírusátvitelt követően.

A tanulmány négy fajspecifikus mutációt fedezett fel, köztük az A254V-t a nukleokapszid génben oroszlánoknál és hiénáknál, valamint az E1724D-t a nyílt leolvasási keret 1-alfában, a T274I-t a tüskeprotein génjében és a P326L-t a nukleokapszid génben hiénákban. Ezeket a mutációkat ritkán észlelték emberekben, és nem kapcsolódnak egy specifikus variáns leszármazáshoz.

Konkrétan, a tanulmány megállapította, hogy míg a denveri állatkert járványa a COVID-19 világjárvány egyik csúcsa idején következett be, a kitörést okozó ritka Delta-vonal az akkori Coloradóban előforduló emberi fertőzések kevesebb mint 1%-ával volt összefüggésben.

E leszármazási vonal ritkasága az emberekben is alátámasztja azt az elképzelést, hogy az állatkerti járványt egyetlen tovagyűrűző esemény váltotta ki, valószínűleg egy fertőzött embertől. Mindazonáltal továbbra is fennáll annak a lehetősége, hogy az állatkertben többszörösen, egymástól függetlenül is átterjedjenek az emberekről az állatokra, vagy a vírusok a peridomesták között.

A tanulmány a pozitív szelekció legerősebb genomikai jeleit a SARS-CoV-2 nukleokapszid génben találta, amely a vírusgenom csomagolásáért felelős RNS-kötő nukleokapszid fehérjét kódolja.

Ennek a génnek a mutációit már felfedezték a SARS-CoV-2 aggasztó variánsaiban, amelyek megfertőzik az embereket. Ezeket a mutációkat a kísérleti és epidemiológiai vizsgálatok során a vírusreplikációs alkalmasság javulásával hozták összefüggésbe, ami arra utal, hogy a gén változásai befolyásolhatják a vírus túlélését és a gazdakörnyezetben való átvitelét.

A tanulmány során felfedezett másik figyelemre méltó mutáció a tüskegén hiéna-specifikus T274I mutációja volt. A mutáció a hiéna-specifikus vírusbejutási receptorhoz való alkalmazkodást jelentheti. Humán vizsgálatokból származó strukturális és immunológiai elemzések arra utalnak, hogy az ezen a helyen végzett helyettesítések szintén hozzájárulhatnak az immunrendszer meneküléséhez. Ennek a mutációnak a funkcionális következményeit hiénákban azonban még meg kell határozni.

A tanulmányban felfedezett víruspopulációk idővel gyors terjeszkedést és diverzifikációt mutattak. Az irodalomból ismert, hogy a szelekció ereje a víruspopuláció terjedésével nő.

Az állatkerti járvány valódi betekintést nyújt a vírus evolúciójába

Összességében a fertőzött állatokból izolált víruspopulációk megközelítőleg egyenlő eloszlást mutattak mind a pozitív, mind a negatív szelekciós aláírások között, kivéve a hiénákból izoláltakat, amelyek egyedülállóan erős pozitív szelekciót mutattak.

A kutatók szerint ez a különbség összefügghet a mintavétel időzítésével, mivel a hiénamintákat később, a járvány kitörése során gyűjtötték, és ezért a fertőzés során később gyűjtötték az oroszlánoktól és tigrisektől származó mintákhoz képest. Ezek az eredmények rávilágítanak a SARS-CoV-2 fokozott evolúciós sebességére a hiénákban.

Összességében a vizsgálati eredmények értékes betekintést nyújtanak a vírus evolúciójának hátterében álló mechanizmusokba a gazdaszervezeten belül a fajok közötti átvitelt követően.

Töltse le PDF másolatát most!

Források: