Af hverju eru leðurblökur með svona marga vírusa?

Í nokkrar vikur í mars borðaði Arinjay Banerjee morgunmat klukkan 06:00 og ók síðan auða vegi Toronto til rannsóknarstofu með takmarkaðan aðgang. Síðan bjó hann sig undir vinnu, klæddist þremur lögum af hönskum, hjálmgrímu með lofthreinsandi öndunarvél og slopp í skurðaðgerð.

Strangu skilyrðin í rannsóknarstofunni í Toronto - aðeins einu stigi undir því öruggasta í líföryggisstigveldinu - skiptu sköpum. Banerjee, veirufræðingur, var í teymi sem vann að því að einangra SARS-CoV-2, vírusinn sem veldur covid-19, frá einum af fyrstu sjúklingunum í Kanada svo að þeir gætu fengið stökk í þróun bóluefna.

Banerjee var kylfusveinninn. Hann hafði sérfræðiþekkingu í að einangra hættulega sýkla. Og hann hafði rannsakað hvernig leðurblökur hafa samskipti við vírusa eins og þá sem veldur öndunarfæraheilkenni í Miðausturlöndum, ein af hundruðum kransæðaveira sem spendýrin geta hýst.

Auglýsing Saga heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Leðurblökur hafa nýlega orðið frægar sem geymir banvænna vírusa. Auk þess að hýsa forfeðra útgáfu af MERS, sem hefur valdið endurteknum faraldri í fólki, hýsa leðurblökur einnig mjög nána ættingja vírusins ​​sem olli 2003 alvarlegu bráðu öndunarfæraheilkennisfaraldri og nýjum kransæðaveirufaraldri í dag. Þeir eru grunaðir geymir ebóluveirunnar og náttúrulegir hýslar fyrir Hendra, Nipah og Marburg vírusa - sem allir geta verið banvænir hjá fólki.

Það sem þú þarft að vita um kransæðavírus

En þrátt fyrir langur listi af vírusum sem búa í leðurblöku , dýrin virðast ekki vera trufluð af mörgum ósýnilegum íbúum sínum. Vísindamenn vilja vita hvers vegna.

Í dag grunar vaxandi fjölda þeirra að lykillinn liggi í sérstökum eiginleikum leðurblökuónæmiskerfisins - þeir sem vekja viðbrögð við veiruinnrás sem eru mjög ólík því sem gerist hjá mönnum.

Auglýsing Saga heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

„Þetta er mjög heillandi,“ segir Banerjee. „Ég vakna við að hugsa um það á hverjum degi. Af hverju hafa leðurblökur þetta ónæmissvörun sem er svo ólík okkar og svo ólík öðrum spendýrum?“

Auðvitað eru margar vírusar til í dýralífi, valda oft litlum skaða á náttúrulegum hýslum sínum og valda okkur aðeins vandræðum þegar þeir hoppa til manna eða annarra skepna sem þeir eiga ekki langa þróunarsögu með. Endur og aðrir vatnsfuglar sullast um á meðan þeir bera ótal stofna af inflúensu A; svín eru ekki hrifin af því að hýsa lifrarbólgu E.

En leðurblökur virðast vera sérstakar, þó ekki sé nema í fjölda áberandi vírusa sem þær bera og virðast þola. Með fáum undantekningum - þar á meðal hundaæði og óljósari Tacaribe vírusinn - þegar leðurblökur smitast af vírusum virðast þær ekki veikjast.

Auglýsing Saga heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

„Þeir geta verið við góða heilsu og sýnt engin merki um sjúkdóm,“ segir Raina Plowright, vistfræðingur og dýralæknir í dýralífi við Montana State University í Bozeman.

Fyrir covid-19 voru vísindamenn þegar að púsla saman nokkrum sérkennum við leðurblöku-veiru sambandið. Þær rannsóknir hafa tekið á sig nýjan brýn og vekur áhugaverðan möguleika. Ef við skiljum betur hvernig leðurblökur þola veirufarþega sína, gæti það bent til meðferðar sem gæti gert sýkingar í mönnum minna alvarlegar .

„Í stað þess að reyna að finna upp hjólið upp á nýtt gætum við lært af því sem þróunin hefur þróast í leðurblöku, þar sem afleiðingin er ekki sjúkdómur heldur er það eitthvað sem gerir kleift að lifa af við sýkingu af tiltekinni veiru,“ segir frumuónæmisfræðingurinn Judith Mandl við McGill háskólann. Montreal. „Ef við komumst að því, þá getum við kannski beitt sömu meginreglum og stillt ónæmissvörun hjá mönnum.

Auglýsing Saga heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Þegar hýsil, hvort sem það er leðurblöku eða manneskja, er sýkt af sjúkdómsvaldi er samspilinu sem fylgir því oft lýst sem bardaga. En það er vaxandi skilning á mikilvægi þess sjúkdómsþol, „haltu rólegum og haltu áfram“ nálgun af ónæmiskerfinu, sem takmarkar skemmdir á hýsilnum en hefur ekki áhyggjur af því að losna við öll snefil af sýkla.

Þrátt fyrir að mörg smáatriði vanti - það eru um 1.300 leðurblökutegundir og rannsóknir einbeita sér venjulega að einni eða handfylli - benda nýlegar rannsóknir til þess að slíkt umburðarlyndi fangar hvernig leðurblökur hafa samskipti við marga af vírusunum sem þær bera.

Í fyrsta lagi hefja leðurblökurnar skjóta en blæbrigðaríka sókn sem kemur í veg fyrir að vírusinn fjölgi sér með yfirgefnu. Í öðru lagi, og kannski mikilvægara, draga þeir úr virkni ónæmisfótahermanna sem annars gætu valdið gríðarlegu bólgusvörun sem myndi valda meiri skaða en vírusinn sjálfur.

Hvernig kransæðavírus ræðst á mannslíkamann

Lykilleikarar í þessu tvíþætta ónæmissvörun fyrir leðurblöku eru interferón, litlar merkjasameindir sem fengu nafn sitt vegna hæfileika þeirra til að trufla afritun vírusa. Þau eru fyrsta varnarlínan fyrir spendýr almennt: Þegar frumur eru sýktar af vírusum gefa þær frá sér ýmis interferón sem viðvörunarmerki, eins og sumar ónæmiskerfisfrumur.

Auglýsing Saga heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

En leðurblökur virðast fara einum betur. Til að byrja með hafa sumar tegundir of stóran fjölda gena til að búa til interferón. Til dæmis, egypska ávaxtaleðurblöku (Rousettus aegyptiacus), náttúrulegur gestgjafi Marburg-veiru, hefur 46 slík gen (menn hafa um 20).

Í öðru lagi, tegundir eins og svartir fljúgandi refir (Pteropus alecto) halda nokkrum genum til að gera interferón virk allan tímann, jafnvel þegar það er enginn veiruinnrásarher til að berjast við. Eitt af því sem þessi „alltaf kveiktu“ interferón gera er að hefja framleiðslu á ensími sem saxar upp veiruerfðaefni.

Leðurblökur virðast einnig geta teymt bólgu, sem er nauðsynlegt til að berjast gegn sýkingum, en getur líka verið skelfilegt.

Sagan heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Óviðráðanleg bólga er a algengt þema í alvarlegum sjúkdómum frá vírusum sem hafa stokkið frá öðrum tegundum: Hjá fólki sem er sýkt af banvænum filoveirum eins og ebólu, til dæmis, ýtir sprengjuárás á bólguvaldandi sameindir til bilunar margra líffæra og heilkennis sem líkist rotþroti.

Og sumir nýir stofnar af inflúensu, þar á meðal sá sem olli banvænum heimsfaraldri árið 1918, eru sérstaklega færir í að koma af stað fjölda bólgusameinda. Þessi langvarandi blikur - sem getur komið fram sem það sem kallað er a frumustormur - fannst líka hjá fólki sem fór illa með SARS og er það sem drepur marga af veikustu sjúklingunum með covid-19.

„Ef þú smitast af einhverju, þá er ónæmissvörunin alltaf að ganga í gegnum þessa spennu,“ segir Mandl. „Það er jafnvægi á milli þess að ganga úr skugga um að viðbrögðin séu nógu kröftug - en ekki svo kröftug að þú endar til dæmis með því að lungun fyllast af vökva og fullt af bólgufrumum.

Sagan heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Leðurblökur ganga þessa þéttu strengi af fínleika. Þeir virðast hafa nokkrar leiðir til að forðast hættuleg ofviðbrögð við bólgu.

Til dæmis, rannsókn á ónæmisfrumum í stærri músaeyru leðurblöku (Myotis myotis) Fundið uppringd framleiðsla á interleukin-10 , prótein sem vitað er að bælir bólguviðbrögð líkamans.

Leðurblökur draga einnig úr virkni stórra próteinþyrpinga sem kallast inflammasome, sem samræma losun alls kyns bólguhvetjandi sameinda.

Og nokkrar leðurblökutegundir búa ekki lengur til ákveðin prótein sem skynja skemmd erfðaefni og koma af stað bólgusvörun. Að minnsta kosti 10 tegundir leðurblöku hafa misst heila fjölskyldu af slíkum próteinum, til dæmis.

Sagan heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Leggðu þetta allt saman saman og leðurblökur „virðast í raun draga úr bólgu,“ segir þróunarlíffræðingur Emma Teeling við University College Dublin, meðstofnandi stórátak til að kanna erfðamengi leðurblöku .

Þegar vísindamenn greina hvernig leðurblökur lifa saman við svo marga vírusa spyrja þeir líka hvers vegna verurnar séu svona. Svarið kann að virðast koma á óvart: Umburðarlyndin gæti tengst því að leðurblökur fljúga.

Leðurblökur eru einu spendýrin sem geta haldið áfram að fljúga með krafti (þær renna ekki bara), afrek sem krafðist breytinga á efnaskiptum. Flug er mikil æfing - áætlanir benda til Efnaskiptahraði leðurblöku getur aukist allt að 34 sinnum yfir hvíldarstig hennar þegar hún fer í loftið. Þessi efnaskiptauppgangur á flugi myndar skaðleg efni sem kallast hvarfgjörn súrefnistegundir sem koma af stað bólgu, sem stuðlar að alls kyns sjúkdómum í spendýrum.

Svo, tilgáta vísindamanna, með því að þróast til að stemma stigu við flugtengdri bólgu, gætu leðurblökur einnig sloppið við hættulega bólgu af völdum veirusýkinga.

Rannsóknir á leðurblökum hafa líka nærtækari markmið. „Það er mjög mikilvægt að rannsaka leðurblökur í náttúrunni, til að skilja hvar vírusarnir eru svo við getum reynt að skilja hvers vegna þær koma frá þessum stofnum og drepa fólk,“ segir sóttvarnalæknir David Hayman við Massey háskólann á Nýja Sjálandi, sem skrifaði yfirlit yfir leðurblökur og vírusa í ársriti um veirufræði.

Nýlegar rannsóknir benda til þess að streituvaldandi aðstæður eins og fæðuskortur og tap á búsvæðum geti verið lykilforspár fyrir leðurblökur sem losa mikið af vírusum. Plowright hefur eytt árum saman í að fanga leðurblökur í risastórum netum og taka sýni úr blóði, þvagi og saur, og hefur komist að því að veirusýkingar í geggjaður eru ekki í samræmi þvert á tíma og rúm.

Og streitu til hliðar, aukin snerting sjálft er vandamál. „Bara sú einfalda staðreynd að fleira fólk, meiri eyðileggingu búsvæða, þýðir fleiri möguleg samskipti, sem gæti einfaldlega aukið líkurnar á sýkingu,“ segir Hayman.

Að reyna að útrýma slíkum kynnum með því að útrýma leðurblökum er ekki svarið. „Það væri hörmung,“ segir Plowright. „Þeir veita mikla vistkerfisþjónustu. Leðurblökur eru mikilvæg frævun hundruð plantna , þau hjálpa til við að dreifa fræjum og margir eru gráðugir skordýraætur.

Vísindamenn vita að þeir eru nýbyrjaðir að greina sambandið milli leðurblöku og vírusa sem þeir hýsa, eða að skilja einstaka, skelfilegar veirur yfir í tegundir okkar. Þar sem Covid-19 heimsfaraldurinn er að ganga yfir hafa þeir lýst yfir óánægju og undrun yfir nýlegri uppsögn fjármögnunar fyrir nokkrar leðurblöku- og kransæðarannsóknir á vegum National Institute of Health.

Grunur sem Trump ýtir undir rannsóknarstofu í Wuhan fangar félagasamtök í New York sem rannsakar leðurblökukórónuveirur

En þeir halda áfram í starfi sínu. Fyrir sitt leyti, Banerjee, núna við McMaster háskólann í Hamilton, Ontario, finnur sig enn og aftur í stakk búinn til að vera í hazmat-stíl. Hann eyðir tímunum sínum í að hlúa að petrishólfum úr nýrnafrumum úr leðurblöku og rækta upp vírusagarða, og sameinar síðan þetta tvennt fyrir sýkingartilraunir.

„Ég hélt að framhaldsskólinn væri upptekinn,“ segir hann. 'En þetta er geðveikt upptekið.'

Þessi skýrsla var unnin af Knowable Magazine og má lesa hana í heild sinni á knowablemagazine.org .

Næsti heimsfaraldur er þegar að koma, nema menn breyti því hvernig við höfum samskipti við dýralíf, segja vísindamenn

Coronavirus gæti ógnað stórum öpum í útrýmingarhættu, vara vísindamenn við

Þessar leðurblökur bera banvæna Marburg vírus og vísindamenn eru að reyna að komast að því hvernig þeir dreifa henni til manna