Tajemnica odporności nietoperzy na wirusy: klucz do nowych terapii

Nietoperze od dawna fascynują naukowców swoją zdolnością do przenoszenia wielu groźnych wirusów, takich jak koronawirusy, wirusy Ebola czy Nipah, bez wykazywania objawów choroby. Ostatnie badania rzucają nowe światło na mechanizmy stojące za ich niezwykłą odpornością, co może otworzyć drogę do opracowania innowacyjnych metod leczenia infekcji wirusowych u ludzi.

Zespół badaczy z University of St Andrews w Szkocji przeanalizował genomy dziesięciu gatunków nietoperzy w ramach międzynarodowego projektu Bat1K, w którym uczestniczą specjaliści z ponad 60 krajów. Odkryto, że nietoperze posiadają znacznie więcej adaptacji genetycznych w zakresie genów odpornościowych niż inne ssaki. 

Szczególną rolę odgrywa gen ISG15, który u niektórych gatunków jest w stanie ograniczyć produkcję wirusa SARS-CoV-2, czynnika wywołującego COVID-19, o 90%. To odkrycie sugeruje, że nietoperze wykształciły unikalne mechanizmy obronne, które pozwalają im na skuteczne zwalczanie wirusów bez wywoływania nadmiernych reakcji zapalnych.

Wspólny przodek wszystkich nietoperzy miał niezwykle dużą liczbę genów odpornościowych, co wskazuje na ścisły związek między ewolucją odporności a zdolnością do latania. Lot jest procesem energetycznie kosztownym i generuje duże ilości reaktywnych form tlenu, które mogą uszkadzać komórki. Aby przeciwdziałać tym szkodom, nietoperze musiały wykształcić efektywne mechanizmy naprawy DNA i kontroli stanów zapalnych. Te adaptacje mogą również tłumaczyć ich zdolność do tolerowania wysokich obciążeń wirusowych bez objawów choroby.

Dodatkowo, badania przeprowadzone przez naukowców z American Museum of Natural History wykazały, że nietoperze tłumią alarm układu odpornościowego poprzez pozbycie się genów kodujących interferon-alfa. Interferony te uczestniczą w stanach zapalnych, a ich nadmierna produkcja może prowadzić do uszkodzenia tkanek. 

Dzięki redukcji tych genów nietoperze unikają nadmiernych reakcji zapalnych, co może odpowiadać za ich wysoką tolerancję wirusową. Wykryto również zmiany w genach odpowiedzialnych za naprawę DNA i ograniczanie wzrostu guzów, co może tłumaczyć ich odporność na nowotwory.

Kolejne badania, tym razem z Duke-NUS Medical School w Singapurze, zidentyfikowały białko ASC2, które u nietoperzy ma zdolność hamowania kompleksów białkowych zwanych inflamasomami, ograniczając w ten sposób stan zapalny. Inflamasomy odpowiadają za inicjowanie procesów zapalnych w odpowiedzi na zakażenia lub stres komórkowy. 

Zbyt silna reakcja zapalna może prowadzić do poważnych objawów wielu chorób. Wyniki badań sugerują, że wysoka aktywność ASC2 jest kluczowym mechanizmem, dzięki któremu nietoperze utrzymują stan zapalny pod kontrolą, co ma wpływ na ich długą żywotność i wyjątkowy status rezerwuaru wirusów.

Nietoperze są również jedynymi ssakami zdolnymi do aktywnego lotu, co wiąże się z unikalnymi wyzwaniami metabolicznymi. Lot generuje duże ilości reaktywnych form tlenu, które mogą uszkadzać komórki i DNA. Aby przeciwdziałać tym szkodom, nietoperze wykształciły efektywne mechanizmy naprawy DNA i kontroli stanów zapalnych. Te adaptacje mogą również tłumaczyć ich zdolność do tolerowania wysokich obciążeń wirusowych bez objawów choroby.

Zrozumienie mechanizmów odporności nietoperzy może mieć istotne znaczenie dla medycyny. Jeśli uda się zidentyfikować kluczowe geny i białka odpowiedzialne za ich niezwykłą odporność, możliwe będzie opracowanie nowych terapii przeciwwirusowych i przeciwzapalnych dla ludzi. 

Na przykład, modulacja aktywności białka ASC2 lub innych komponentów inflamasomów może stać się nową strategią leczenia chorób zapalnych. Ponadto, badania nad genami odpowiedzialnymi za naprawę DNA i kontrolę wzrostu guzów u nietoperzy mogą dostarczyć wskazówek do opracowania nowych metod terapii nowotworów.

Warto również zwrócić uwagę na potencjalne ryzyko związane z bliskim kontaktem ludzi z nietoperzami. Choć same nietoperze nie chorują na wiele wirusów, które przenoszą, mogą one stanowić źródło zakażeń dla ludzi. Dlatego ważne jest monitorowanie populacji nietoperzy i zrozumienie mechanizmów przenoszenia wirusów między gatunkami, aby zapobiegać przyszłym pandemiom.

Badania nad odpornością nietoperzy dostarczają cennych informacji, które mogą przyczynić się do rozwoju nowych terapii przeciwwirusowych i przeciwzapalnych. Ich unikalne adaptacje ewolucyjne stanowią inspirację dla naukowców poszukujących innowacyjnych rozwiązań w medycynie. Kontynuacja tych badań może nie tylko pomóc w zrozumieniu mechanizmów odporności, ale także w opracowaniu skuteczniejszych metod leczenia chorób zakaźnych i nowotworowych u ludzi.