Tajna broń w zapobieganiu kolejnej pandemii: nietoperze owocowe. Naukowcy badają ich układ odpornościowy w celu zapobiegania kolejnym pandemią.
Ponad cztery tuziny jamajskich nietoperzy owocowych, które mają trafić do laboratorium w Bozeman, Mont., staną się częścią eksperymentu o ambitnym celu: przewidywania następnej globalnej pandemii.
Nietoperze na całym świecie są głównymi nosicielami wirusów przenoszonych ze zwierząt na ludzi. Wirusy te często są nieszkodliwe dla nietoperzy, ale mogą być śmiertelne dla ludzi. Na przykład nietoperze podkowiaste w Chinach są wymieniane jako prawdopodobna przyczyna wybuchu epidemii COVID-19.
Naukowcy uważają, że presja wywierana na nietoperze przez zmiany klimatyczne i ingerencję człowieka zwiększyła częstotliwość przenoszenia wirusów z nietoperzy na ludzi, co powoduje tzw. choroby odzwierzęce.
„Zdarzenia związane z przenoszeniem się wirusów są wynikiem kaskady czynników stresogennych – siedliska nietoperzy są oczyszczane, klimat staje się bardziej ekstremalny, nietoperze przenoszą się na tereny zamieszkałe przez ludzi w poszukiwaniu pożywienia” – powiedziała Raina Plowright.
Immunolog z Montana State University, Agnieszka Rynda-Apple, planuje sprowadzić jamajskie nietoperze owocowe do Bozeman tej zimy, aby założyć kolonię hodowlaną i przyspieszyć pracę swojego laboratorium w ramach zespołu 70 naukowców z siedmiu krajów. Grupa ta, zwana BatOneHealth — założona przez Plowright — ma nadzieję znaleźć sposoby na przewidzenie, gdzie następny śmiertelny wirus może dokonać przeskoku z nietoperzy na ludzi.
„Współpracujemy nad pytaniem, dlaczego nietoperze są tak fantastycznym wektorem” – powiedziała Rynda-Apple. „Próbujemy zrozumieć, co takiego jest w ich układach odpornościowych, że sprawiają, że zatrzymują wirusa, i jaka jest sytuacja, w której go przenoszą”.
Aby zbadać rolę stresu żywieniowego, naukowcy tworzą dla nich różne diety, powiedziała, „i zainfekować je wirusem grypy, a następnie zbadać, ile wirusa przenoszą, długość przenoszenia wirusa i ich odpowiedź przeciwwirusową.”
Podczas gdy ona i jej koledzy przeprowadzali tego rodzaju eksperymenty, hodowla nietoperzy pozwoli im rozszerzyć badania.
Jest to żmudny wysiłek, aby dokładnie zrozumieć, jak zmiany środowiskowe przyczyniają się do stresu żywieniowego.
„Jeśli możemy naprawdę zrozumieć wszystkie elementy układanki, to daje nam narzędzia, aby wrócić i myśleć o ekokontroli środków, które możemy umieścić w miejscu, które złamie cykl, powiedział Andrew Hoegh, asystent profesora statystyki w MSU, który tworzy modele dla możliwych scenariuszy spillover.
Ostatnie prace opublikowane w Nature i Ecology Letters skupiają się na wirusie Hendra w Australii, czyli tam, gdzie urodziła się Plowright. Hendra to wirus oddechowy, który powoduje objawy grypopodobne i przenosi się z nietoperzy na konie, a następnie może być przekazywany ludziom, którzy leczą konie. Jest śmiertelny, a jego śmiertelność u koni wynosi 75%. Z siedmiu osób, o których wiadomo, że zostały zarażone, cztery zmarły.
Pytanie, które napędzało pracę Plowright, to dlaczego Hendra zaczęła pojawiać się u koni i ludzi w latach 90-tych, mimo że nietoperze prawdopodobnie były nosicielami wirusa od wieków. Badania wykazały, że przyczyną są zmiany środowiskowe.
Plowright rozpoczęła swoje badania nad nietoperzami w 2006 roku. W próbkach pobranych od australijskich nietoperzy, zwanych latającymi lisami, ona i jej koledzy rzadko wykrywali wirusa. Po tym jak cyklon tropikalny Larry u wybrzeży Terytorium Północnego zniszczył źródło pożywienia nietoperzy w latach 2005-06, setki tysięcy zwierząt po prostu zniknęło. Udało się jednak znaleźć jedną małą populację słabych i głodujących nietoperzy obciążonych wirusem Hendra. To doprowadziło Plowrighta do skupienia się na stresie żywieniowym jako kluczowym graczu w rozprzestrzenianiu się wirusa.
Ona i jej współpracownicy przeszukali 25 lat danych na temat utraty siedlisk, rozprzestrzeniania się i klimatu i odkryli związek między utratą źródeł pożywienia spowodowaną zmianami środowiskowymi a wysokim poziomem wiremii u nietoperzy zestresowanych pokarmem.
W rok po okresie klimatycznym El Niño, z wysokimi temperaturami – występującymi co kilka lat – wiele drzew eukaliptusowych nie wytwarza kwiatów z nektarem, którego potrzebują nietoperze. A ingerencja człowieka w inne siedliska, od farm po zabudowę miejską, wyeliminowała alternatywne źródła pożywienia. I tak nietoperze mają tendencję do przemieszczania się na obszary miejskie z niespełniającymi norm figami, mango i innymi drzewami oraz zestresowanymi wirusami. Kiedy nietoperze wydalają mocz i kał, konie wdychają je, wąchając ziemię.
Naukowcy mają nadzieję, że ich praca z nietoperzami zakażonymi Hendrą zilustruje uniwersalną zasadę: w jaki sposób zniszczenie i zmiana przyrody może zwiększyć prawdopodobieństwo, że śmiercionośne patogeny przeniosą się z dzikich zwierząt na ludzi.
Trzy najbardziej prawdopodobne źródła rozprzestrzeniania się to nietoperze, ssaki i stawonogi, zwłaszcza kleszcze. Około 60% pojawiających się chorób zakaźnych, które zarażają ludzi, pochodzi od zwierząt, a około dwie trzecie z nich pochodzi od dzikich zwierząt.
Jednym z krytycznych elementów tej złożonej układanki są układy odpornościowe nietoperzy. Jamajskie nietoperze owocowe trzymane w MSU pomogą naukowcom dowiedzieć się więcej o wpływie stresu żywieniowego na ich miano wirusa.
Vincent Munster, szef działu ekologii wirusów w Rocky Mountain Laboratories i członek BatOneHealth, również przygląda się różnym gatunkom nietoperzy, aby lepiej zrozumieć ekologię rozprzestrzeniania się wirusa. „Istnieje 1400 różnych gatunków nietoperzy i istnieją bardzo znaczące różnice między nietoperzami, które są nosicielami koronawirusów, a nietoperzami, które są nosicielami wirusa Ebola” – powiedział Munster. „I nietoperze, które żyją razem z setkami tysięcy, kontra nietoperze, które są stosunkowo samotne”.
Center for Large Landscape Conservation, organizacja non-profit, która prowadzi badania nad ekologią chorób w celu ochrony siedlisk dzikich zwierząt – częściowo po to, by zapewnić odpowiednie odżywianie dzikich zwierząt i chronić je przed rozprzestrzenianiem się wirusów.
„Fragmentacja siedlisk to problem zdrowotny planety, który nie jest wystarczająco rozwiązywany, biorąc pod uwagę, że świat nadal doświadcza bezprecedensowego poziomu oczyszczania ziemi” – powiedział Tabor.
Wraz z poprawą zdolności przewidywania epidemii możliwe stają się inne strategie. Modele, które mogą przewidzieć, gdzie wirus Hendra może się rozlać, mogą doprowadzić do szczepienia koni na tych obszarach.
Innym możliwym rozwiązaniem jest zestaw „ekośrodków przeciwdziałania”, o których mówił Hoegh – takich jak sadzenie na dużą skalę kwitnących drzew eukaliptusowych, aby latające lisy nie były zmuszane do poszukiwania nektaru na obszarach rozwiniętych.
„W tej chwili świat koncentruje się na tym, jak możemy powstrzymać kolejną pandemię” – powiedziała Plowright. „Niestety, ochrona lub przywracanie przyrody rzadko jest częścią dyskusji”.
Źródło: Secret weapon in preventing next pandemic: fruit bats