Ebola, virus marburg, SARS, MERS, a nyní nový koronavirus covid-19, všechny tyto nemoci mají jedno společné: pravděpodobně pocházejí od netopýrů. Nová studie vedená vědci z Kalifornské univerzity Berkeley naznačuje, že unikátně silný imunitní systém netopýrů podporuje reprodukci virů. Když se viry přenesou na jiná zvířata nebo na lidi, mohou být mimořádně nebezpečné a smrtelné.
Netopýři jsou podle mnoha odborníků přirozeným zdrojem různých virů, od děsivé hemoragické (krvácivé) horečky, která se objevila v druhé polovině 20. století, až po nejnovější coronavirus. Z perspektivy objemu druhu nepřekvapuje, že se netopýři stali zdrojem virů, které jsou více nebezpečné než od kteréhokoli jiného savce. Existuje totiž více jak 1400 druhů netopýrů, které žijí téměř v každém koutě země a tvoří asi 20 % druhů savců. Netopýři mají jen velmi málo přirozených predátorů a žijí na živočichy svojí velikosti mimořádně dlouho: někteří netopýři se dožijí až 40 let.
Počet netopýrů je však nižší než počet hlodavců, co se týče objemu druhu a samotných čísel. A přestože krysy (či potkani) šíří řadu nemocí, není známo, že by se u nich vyvinul nějaký zcela nový virus. (Krysy byly tradičně obviňovány z propuknutí černého moru ve středověké Evropě, výzkumy však ukázaly, že skutečnou příčinou těchto epidemií byly paraziti, jako jsou blechy a klíšťata, nikoli krysy, které je jen přenášely).
A proč netopýři podporují tak virulentní viry, aniž by sami onemocněli?
„Sečteno podtrženo, netopýři jsou výjimeční, pokud jde o to být hostitelem virů,“ říká ekolog nemocí z Kalifornské univerzity v Berkeley a spoluautor nové studie Mike Boots. „Není náhoda, že mnoho z těchto virů pochází od netopýrů. Netopýři s námi nejsou nijak blízce spřízněni, takže bychom nečekali, že budou hostiteli tolika lidských virů. Naše práce však ukazuje, jak netopýří imunitní systém může podpořit virulenci, která tento rozdíl (mezi druhy) překoná.“
Aby se mohl virus efektivně vyvíjet a šířit, nesmí svého hostitele zabít příliš rychle. Čím rychleji se virus replikuje a infikuje hostitele, tím rychleji hostitel zemře, takže nejefektivnější viry jsou ty, které dokážou udržovat nestabilní rovnováhu.
Abychom pochopili, jak se viry vyvíjejí v přítomnosti imunitního systému různých savců, nová studie vystavila dvě různé netopýří buněčné linie působení viru hemoragické horečky. Buněčná linie afrického kočkodana obecného byla vystavena také jako kontrola. Rozdíly v odpovědi imunitního systému netopýra a opice byly značné. Buněčná linie opice byla rychle zahlcena replikujícím se virem, ale dva vzorky od netopýrů předvedly rychlou obrannou reakci imunitního systému. Buněčná linie autralského kaloně vábivého přitom představila nejefektivnější imunitní reakci, kdy rychle vyprodukovala molekuly nazývané interferon-alfa. Tyto signální imunitní molekuly po napadení cizí látkou uvolňují buňky, a tak dávají dalším buňkám signál, aby zvýšily antivirovou obranu a aktivně přerušily replikaci viru. Výzkumníci pozorovali výrazné zpomalení virové replikace v buněčných liniích netopýrů. Přitom však odpovědi netopýrů v podobě tvorby interferonu umožnily, aby virová infekce přetrvávala v hostitelích i po delší období.
„Představte si viry na buněčné monovrstvě jako lesní požár. Některé komunity (buňky) mají ochranné přikrývky a oheň kolem nich projde, aniž by jim uškodil. Na konci dne ale i tak naleznete v systému doutnající uhlíky – stále jsou zde nějaké virové buňky,“ vysvětluje Cara Brooková, hlavní autorka nové studie.
To znamená, že virus může v těle netopýra zvýšit rychlost replikace, aniž by svého hostitele zahubil, čímž v podstatě podpoří svoji virulenci na míru, která by byla v jiných organismech velmi destruktivní.
„To napovídá, že skutečně masivní interferonový systém pomůže virům přetrvávat v hostiteli,“ říká Brooková. „Když máte vyšší imunitní reakci, dostanete tyto buňky, které jsou před infekcí chráněny, takže virus vlastně zvýší rychlost své replikace, aniž by hostiteli ublížil. Když ale přejde na jiný organismus, např. na člověka, není zde stejný antivirový mechanismus a může dojít k mnoha patologickým projevům (tj. propuknutí nemoci).“
Proč ale mají zrovna netopýři tak zásadně silný imunitní systém?
Intenzivní fyzická aktivita u kteréhokoliv ze savců vede k uvolnění reaktivních molekul nazývaných volné radikály. Organismus potřebuje tyto škodlivé molekuly efektivně zlikvidovat a imunitní systém při tom hraje hlavní roli. U netopýrů, jediných létajících savců, se vyvinul mimořádně efektivní imunitní systém, aby zvládal akutní záněty vyvolané vysokou rychlostí metabolismu potřebnou k létání. Obecně řečeno, u savců souvisí rychlý metabolismus a tepová frekvence s kratší délkou života (zatímco pomalejší metabolismus a tepová frekvence znamená delší život). Hlodavci podobné velikosti se většinou dožijí 2 let. Oproti tomu netopýři se mohou dožít až 30 či 40 let, i když mají dvojnásobnou rychlost metabolismu než krysy.
Předpokládá se, že zvýšená schopnost netopýrů rychle potlačit zánět jim také umožňuje divoce létat. A jeden z klíčových procesů, které podporující rychlou protizánětlivou odpověď, je urychlené uvolňování interferonu-alpha. Brooková poznamenává, že tato zvýšená imunitní odpověď pozorovaná u netopýrů by způsobila poškození, pokud by stejným způsobem proběhla v lidském těle.
„Někteří netopýři jsou schopni spustit masivní antivirovou odpověď, ale zároveň ji vyrovnávají protizánětlivou reakcí. Náš imunitní systém by vyvolal rozsáhlý zánět, pokud bychom se v něm pokusili vytvořit stejnou antivirovou strategii. Netopýři však mají jedinečné imunitní vybavení, aby se vyhnuli hrozbě imunopatologie.“
I když výzkum nevysvětluje, proč viry často přecházejí ze zvířat na lidi, nabízí přesvědčivé postřehy o tom, jak a proč jsou netopýři zdrojem mimořádně virulentních virů. Nový výzkum byl publikován v odborném časopise eLife.
(stav k 11. únoru)