Ένας κορονοϊός που εντοπίστηκε σε νυχτερίδες στην Κένυα φαίνεται να διαθέτει μια ιδιότητα που τραβά έντονα το ενδιαφέρον των επιστημόνων. Μπορεί να «κολλάει» πάνω σε ανθρώπινα κύτταρα, χρησιμοποιώντας έναν υποδοχέα που βρίσκεται στους πνεύμονες. Η είδηση κυκλοφόρησε αμέσως στον διεθνή τύπο δημιουργώντας αρνητικούς συνειρμούς και πιθανώς ανησυχία.
Ωστόσο, το εύρημα αυτό δεν σημαίνει ότι επίκειται άμεσος κίνδυνος, αλλά δίνει ένα σημαντικό στοιχείο για το πώς κάποιοι ζωικοί ιοί θα μπορούσαν μελλοντικά να περάσουν στον άνθρωπο.
«Γενικά δεν είναι κάτι περίεργο να εντοπίζεις ιούς που μπορούν δυνητικά κάποια στιγμή να μολύνουν ανθρώπινα κύτταρα», σχολιάζει στο Dnews o καθηγητής Υγιεινής και Επιδημιολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών, Γκίκας Μαγιορκίνης, συνιστώντας ψυχραιμία!
Η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα μετά την εμπειρία της πανδημίας έχει στρέψει το βλέμμα της σε ιούς που έχουν τη δυνατότητα να περάσουν από τα ζώα στον άνθρωπο.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ
Τώρα, μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature από μια ομάδα ερευνητών του Ινστιτούτου Pirbright, του Πανεπιστημίου του Cambridge, του Ερευνητικού Προγράμματος KEMRI-Wellcome Trust, του Πανεπιστημίου York και των Εθνικών Μουσείων της Κένυας έδειξε ότι μια μεγάλη κατηγορία κορονοϊών, οι λεγόμενοι alphacoronaviruses, κρύβουν πολύ περισσότερες εκπλήξεις απ’ όσες πίστευαν μέχρι τώρα οι επιστήμονες.
«Το 60% -75% των ανθρώπινων παθογόνων πιθανολογείται ότι έχει ζωονοτική προέλευση. Ωστόσο, η πλήρης χαρτογράφηση του κινδύνου είναι σχεδόν αδύνατη, καθώς η ποικιλία των ιών είναι τεράστια», λέει ο καθηγητής.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια δημόσια βάση δεδομένων γνωστών γενετικών αλληλουχιών, την Genbank, για να επιλέξουν και να συνθέσουν πρωτεΐνες «ακίδας» του alphacoronavirus, συμπεριλαμβανομένων 27 ιών που απομονώθηκαν αρχικά σε νυχτερίδες και τις εξέτασαν σε μια ‘βιβλιοθήκη’ υποδοχέων κορονοϊού που βρίσκονται σε ανθρώπινα κύτταρα. Οι πρωτεΐνες-ακίδες προεξέχουν από την επιφάνεια των κορονοϊών, συμπεριλαμβανομένου του SARS-CoV-2 που προκάλεσε την Covid, και συνδέονται με συγκεκριμένους υποδοχείς στα ανθρώπινα κύτταρα, πυροδοτώντας μόλυνση.
Αυτή η υπολογιστική στρατηγική τους επέτρεψε να επιλέξουν ένα «έξυπνο» υποσύνολο 40 πρωτεϊνών ακίδας (spike) από συνολικά 2.714 γνωστές αλληλουχίες. Αυτές οι 40 πρωτεΐνες παρότι αντιστοιχούσαν μόλις στο 1,5% του συνόλου, κάλυπταν πάνω από το 53% της συνολικής γενετικής ποικιλότητας, σχεδόν 4πλάσια από ό,τι θα περίμενε κανείς με τυχαία επιλογή.
Η επιλογή αυτή αποδείχθηκε καθοριστική. Οι περισσότερες από τις πρωτεΐνες προέρχονταν από κορονοϊούς νυχτερίδων, πολλοί από τους οποίους παραμένουν ελάχιστα μελετημένοι. Όταν οι επιστήμονες δοκίμασαν αν αυτοί οι ιοί μπορούν να χρησιμοποιήσουν γνωστούς ανθρώπινους υποδοχείς (όπως τους APN, ACE2, DPP4, TMPRSS2 και DPEP1) το αποτέλεσμα ήταν σχεδόν αρνητικό. Μόνο οι ήδη γνωστοί ανθρώπινοι κορονοϊοί HCoV-229E και HCoV-NL63 τα κατάφεραν. Με άλλα λόγια, οι περισσότεροι alphacoronaviruses φαίνεται να χρησιμοποιούν άγνωστους μέχρι σήμερα μηχανισμούς για να εισέλθουν στα κύτταρα.
Την έκπληξη έκανε ένας ιός στην Κένυα
Σε εργαστηριακά πειράματα ο ιός CcCoV-KY43 που εντοπίστηκε σε νυχτερίδες του είδους Cardioderma cor, γνωστές ως «heart-nosed bats» στην Κένυα κατάφερε να εισέλθει σε ανθρώπινα κύτταρα, παρότι δεν χρησιμοποίησε κανέναν από τους γνωστούς υποδοχείς. Οι ερευνητές για να κατανοήσουν πώς το κατάφερε εξέτασαν 759 διαφορετικές ανθρώπινες πρωτεΐνες και διαπίστωσαν ότι ο ιός αλληλεπιδρά με μέλη της οικογένειας πρωτεϊνών CEACAM, και συγκεκριμένα με τις CEACAM3, CEACAM5 και CEACAM6.
«Η CEACAM6 δεν είναι τυχαία επιλογή. Πρόκειται για μια πρωτεΐνη που εκφράζεται ευρέως στον ανθρώπινο πνεύμονα, αλλά και σε ιστούς όπως το έντερο και οι βρόγχοι, σημεία δηλαδή που αποτελούν βασικές “πύλες εισόδου” για αναπνευστικούς ιούς», προσθέτει ο Έλληνας επιστήμονας.
Πειράματα έδειξαν ότι όταν αυξάνεται η έκφραση της CEACAM6 σε κύτταρα που κανονικά δεν μολύνονται, αυτά γίνονται ευάλωτα στον ιό. Αντίστροφα, όταν μπλοκάρεται η πρωτεΐνη με μονοκλωνικά αντισώματα ή μειώνεται η έκφρασή της, η είσοδος του ιού περιορίζεται σημαντικά.
Δεδομένα από το Human Cell Atlas δείχνουν ότι η CEACAM6 εντοπίζεται ιδιαίτερα σε επιθηλιακά κύτταρα του αναπνευστικού, όπως τα κυψελιδικά και τα καλυκοειδή κύτταρα, τα οποία αποτελούν συχνό στόχο ιογενών λοιμώξεων. Μάλιστα, η παρουσία της στους πνεύμονες είναι πιο εκτεταμένη από εκείνη άλλων γνωστών υποδοχέων κορονοϊών, γεγονός που αυξάνει το ενδιαφέρον για τον ρόλο της.
Σε μοριακό επίπεδο, η εικόνα είναι εξίσου αποκαλυπτική. Η δομή του συμπλόκου έδειξε ότι ο ιός προσδένεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή της CEACAM6, στη N-terminal immunoglobulin-like domain, με σχετικά υψηλή συγγένεια. Η επιφάνεια αλληλεπίδρασης είναι συγκρίσιμη με εκείνη άλλων γνωστών κορονοϊών, επιβεβαιώνοντας ότι πρόκειται για έναν λειτουργικά «ώριμο» μηχανισμό εισόδου και όχι για τυχαίο εύρημα.
Το εύρημα γίνεται ακόμη πιο ανησυχητικό όταν εξετάζεται η γεωγραφική και εξελικτική του διάσταση. Σχετικοί ιοί από την Κένυα, όπως οι CcCoV-2A και CcCoV-2B, μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν την ανθρώπινη CEACAM6, παρά το γεγονός ότι διαφέρουν σημαντικά γενετικά. Ταυτόχρονα, παρόμοιοι ιοί από τη Ρωσία και την Κίνα φαίνεται να χρησιμοποιούν αντίστοιχες πρωτεΐνες σε νυχτερίδες, αλλά όχι στον άνθρωπο. Αυτό δείχνει ότι η ικανότητα χρήσης της CEACAM6 έχει εμφανιστεί περισσότερες από μία φορές στην εξέλιξη αυτών των ιών και πιθανότατα είναι πιο διαδεδομένη απ’ όσο νομίζαμε.
Παρά τα παραπάνω, τα δεδομένα από τον πραγματικό κόσμο είναι καθησυχαστικά, τουλάχιστον προς το παρόν. Αναλύσεις σε 368 δείγματα αίματος από περιοχές της Κένυας όπου εντοπίστηκε ο ιός δεν έδειξαν σαφή στοιχεία πρόσφατης μετάδοσης στον άνθρωπο. Οι λίγες ενδείξεις ανοσολογικής αντίδρασης πιθανότατα οφείλονται σε διασταυρούμενη ανοσία από άλλους κορονοϊούς και όχι σε πραγματική μόλυνση.
«Ωστόσο, η προσαρμογή αυτών των ιών στον άνθρωπο φαίνεται να μην είναι εύκολη υπόθεση. Πειράματα δείχνουν ότι απαιτούνται πολλαπλές γενετικές αλλαγές για να αποκτήσει ένας συγγενικός ιός την ικανότητα να χρησιμοποιεί την ανθρώπινη CEACAM6, κάτι που μειώνει τον κίνδυνο άμεσης μετάδοσης», λέει ο κ. Μαγιορκίνης.
Παρόλα αυτά, η μελέτη δεν αφήνει περιθώρια εφησυχασμού. Οι alphacoronaviruses, που μέχρι σήμερα βρίσκονταν στη «σκιά» των πιο γνωστών betacoronaviruses, αποδεικνύονται μια τεράστια δεξαμενή ιών με άγνωστες ιδιότητες. Το γεγονός ότι εντοπίστηκε ένας νέος ανθρώπινος υποδοχέας, και μάλιστα τόσο διαδεδομένος στον πνεύμονα, δείχνει πόσο περιορισμένη είναι ακόμη η κατανόησή μας για τους ιούς.
Η μεγάλη πρόκληση πλέον για τους επιστήμονες είναι να μπορέσουν να προβλέψουν ποιοι ιοί έχουν δυναμικό πανδημίας μόνο από το γενετικό τους υλικό. Και για να γίνει αυτό, απαιτείται ένας συνδυασμός υπολογιστικών μοντέλων, εργαστηριακών πειραμάτων και επιδημιολογικής επιτήρησης.
«Η συγκεκριμένη μελέτη έχει ενδιαφέρον καθώς σχετίζεται με τις μελέτες πανδημικής ετοιμότητας αλλά δεν είναι σε επίπεδο συναγερμού», εκτιμά ο Έλληνας επιστήμονας.
Η ομάδα θέλει να εφαρμόσει την ίδια υπολογιστική τεχνολογία που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη για να βρει άλλα πιθανά ανθρώπινα παθογόνα, καθώς και να κατανοήσει τους ευρύτερους παράγοντες ζωονόσων.
