Psi pomohli koronaviru stát se nebezpečným pro lidi

Od prvního seznámení s koronavirem SARS-CoV-2 se vědci snažili pochopit, jak poprvé překonal mezidruhovou bariéru. Mezihostitel mezi netopýry a lidmi nebyl dosud přesně určen, i když o tomto skóre již existuje dostatek verzí.

Vědci analyzovali molekulární podpisy virů v jejich různých hostitelích. Tento pojem označuje soubor parametrů – počet určitých genetických kombinací, aktivitu konkrétních genů atd. Jakýsi „genetický podpis“ viru. Tento podpis se může v průběhu času měnit, protože virus hromadí mutace, jak se přizpůsobuje imunitnímu systému hostitele.

Savci, včetně lidí, mají své vlastní obranné mechanismy proti virovým útokům. Takovou ochranou je antivirový protein zinkového prstu (ZAP), který je zaměřen na specifickou nukleotidovou sekvenci v genomu viru: cytosin + fosfátová skupina + guanin (CpG dinukleotid). ZAP se váže na oblasti RNA, kde jsou umístěny dinukleotidy CpG, načež zahajuje proces degradace genomu viru.

Aby se zabránilo ZAP, jednovláknové viry, jako je koronavirus SARS-CoV-2, se snaží snížit množství CpG ve své RNA. Podobný trik použil HIV – to mu umožňuje obejít lidskou antivirovou ochranu. Virus se ale CpG nemůže úplně zbavit – jsou pro virus funkčně důležité. Vědci proto dlouho zvažovali možnost vyvinout vakcínu, která by působila specificky na tyto části genomu.

Snížení počtu oblastí CpG v genomu koronaviru tedy zvyšuje jeho nebezpečnost pro člověka a naopak: zvýšení počtu CpG jej činí méně virulentním.

Během studie vědci analyzovali 1252 kompletních genomů koronaviru, které jsou dnes k dispozici. Ukázalo se, že současný koronavirus SARS-CoV-2 a jeho nejbližší příbuzný, netopýří koronavirus (BatCoV RaTG13), mají v genomu méně CpG sekvencí než všichni ostatní členové této rodiny.

SARS-CoV-2 se s největší pravděpodobností objevil ve tkáních s vysokou expresí proteinu ZAP (tj. tento protein tam byl produkován velmi aktivně) – zatímco přežívají pouze viry s malým množstvím CpG v genomu. Samotný fakt, že virus přežil, naznačuje, že se naučil úspěšně obejít ochranu zprostředkovanou ZAP.

Studie na zvířatech prokázaly, že stejně nízkou hodnotu CpG mají pouze psí koronaviry, které způsobují vysoce nakažlivá střevní onemocnění u psů. Poměrně nízká koncentrace CpG je také pozorována u velbloudích koronavirů, které infikují jejich trávicí systém – MERS kdysi pocházel z těchto virů.

Dále vědci upozorňují, že ACE2 receptory, díky nimž se koronavirus dostává do lidské buňky, jsou v maximální koncentraci v tenkém střevě a ve dvanáctníku – existují i v plicích, ale je jich znatelně méně. To znamená, že hlavním cílem koronavirů je ve skutečnosti lidský trávicí systém.

Vědci se domnívají, že SARS-CoV-2 má nízkou míru CpG kvůli svému předkovi, který se vyvinul v trávicím systému savců. To potvrzuje i skutečnost, že u některých pacientů s COVID-19 (až 48,5 % podle různých zdrojů) se rozvinou příznaky lézí gastrointestinálního traktu.

Lidé jsou jediným druhem, jehož koronavirus má stejně nízké hodnoty CpG jako psí koronavirus. V tomto případě mohou psi při olizování přenést virus z análně-genitální oblasti do dýchacího systému, což usnadní výměnu patogenů z plic a trávicího traktu.

Na základě studie vědci dospěli k závěru, že koronavirus se mohl dostat od netopýrů k toulavým psům, kteří je jedí. Ve střevech psů došlo k rychlé evoluci viru, během níž se v jeho genomu snížil počet CpG dinukleotidů. To umožnilo viru získat schopnost dostat se pryč z naší ochrany ZAP a stát se nebezpečným pro lidi.

To neznamená, že psi mohou šířit SARS-CoV-2. Mohli by však být mezihostitelem, který hrál klíčovou roli v mutacích koronaviru.