Ανθρώπινοι ιστοί που διατηρούνται από τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο δίνουν νέα στοιχεία στην πανδημία του 1918 | Επιστήμη

Ένα γυμνάσιο στο Μπόντεν της Σουηδίας είναι γεμάτο με ασθενείς με πανδημία γρίπης το 1918. Οι ερευνητές ανακατασκευάστηκαν μια πλήρη γενετική ακολουθία του ιού της γρίπης που κυκλοφόρησε στην Ευρώπη εκείνη την εποχή.

Συλλογή Everett / Newscom

Από τον Kai Kupferschmidt

Στις 27 Ιουνίου 1918, δύο νέοι Γερμανοί στρατιώτες – ένας ηλικίας 18 ετών, άλλοι 17 – πέθαναν στο Βερολίνο από ένα νέο στέλεχος της γρίπης που εμφανίστηκε νωρίτερα εκείνο το έτος. Οι πνεύμονες τους κατέληξαν στη συλλογή του Μουσείου Ιατρικής Ιστορίας στο Βερολίνο, όπου ξεκουράστηκαν, στερεώθηκαν σε φορμαλίνη, για 100 χρόνια. Τώρα, οι ερευνητές έχουν προσδιορίσει με επιτυχία την αλληλουχία μεγάλων τμημάτων του ιού που μολύνουν τους δύο άντρες, παρέχοντας μια ματιά στις πρώτες μέρες της πιο καταστροφικής πανδημίας του 20ού αιώνα. Τα μερικά γονιδιώματα περιέχουν δελεαστικές ενδείξεις ότι το περίφημο στέλεχος της γρίπης μπορεί να έχει προσαρμοστεί στους ανθρώπους μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου κύματος της πανδημίας.

Οι ερευνητές κατάφεραν επίσης να εντοπίσουν ένα ολόκληρο γονιδίωμα του παθογόνου από μια νεαρή γυναίκα που πέθανε στο Μόναχο σε άγνωστη στιγμή το 1918. Ήταν μόνο το τρίτο πλήρες γονιδίωμα του ιού που προκάλεσε αυτή την πανδημία και το πρώτο έξω από τη Βόρεια Αμερική, οι συγγραφείς γράφουν σε ένα προτύπωμα που δημοσιεύτηκε στο bioRxiv.

«Είναι απολύτως φανταστική δουλειά», λέει ο Hendrik Poinar, ο οποίος διευθύνει ένα πρώην εργαστήριο DNA στο Πανεπιστήμιο McMaster. «Οι ερευνητές έχουν κάνει την επανενεργοποίηση ιών RNA από αρχειακά έγγραφα έναν επιτεύξιμο στόχο. Όχι πολύ καιρό πριν, ήταν, σαν πολλή αρχαία δουλειά DNA, μια φαντασία.

Η αλληλουχία των ιογενών γονιδιωμάτων έχει γίνει ρουτίνα. Στην συνεχιζόμενη πανδημία κορανοϊού, οι ερευνητές συγκέντρωσαν μια βάση δεδομένων με περισσότερα από ένα εκατομμύριο γονιδιώματα SARS-CoV-2, επιτρέποντάς τους να δουν παραλλαγές να εμφανίζονται και να εξαπλώνονται ενώ τα παλιά εξαφανίζονται. Ωστόσο, υπάρχουν λίγα στοιχεία για τον ιό της γρίπης H1N1 που προκάλεσε την πανδημία του 1918-19. Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, οι επιστήμονες στις Ηνωμένες Πολιτείες ανασυστάθηκε ένα γονιδίωμα από δείγματα που ελήφθησαν από το σώμα μιας γυναίκας που θάφτηκε και αποθηκεύτηκε σε παγωμένο έδαφος στην Αλάσκα. Και το 2013 παρουσίασαν ένα δεύτερο γονιδίωμα θανάτου από γρίπη στις Ηνωμένες Πολιτείες, που ελήφθη από αυτοψία ιστού αποθηκευμένο σε φορμαλίνη στο Ινστιτούτο Παθολογίας των Ενόπλων Δυνάμεων. Σύμφωνα με την ιολόγο Angela Rasmussen του Ερευνητικού Οργανισμού για τα Εμβόλια και τις Λοιμώδεις Νόσους στο Πανεπιστήμιο του Σασκάτσουαν, οι δύο μελέτες ήταν μακρές και δαπανηρές προσπάθειες που λίγοι άνθρωποι προσπάθησαν να μιμηθούν. Η εύρεση αρχειοθετημένων δειγμάτων ιστού είναι από μόνη της μια πρόκληση, λέει ο εξελικτικός βιολόγος Michael Worobey του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, συν-συγγραφέας του νέου προτύπου. «Πρόκειται για την εύρεση δειγμάτων», λέει ο Worobey. «Η ομάδα μας έχει περάσει από πολλά διαφορετικά μέρη και είναι δύσκολο να βρεθεί».

Ο εξελικτικός βιολόγος Sébastien Calvignac-Spencer του Ινστιτούτου Robert Koch και οι συνεργάτες του έχουν διερευνήσει 13 δείγματα πνευμονικού ιστού μεταξύ του 1900 και του 1931 που βρίσκονταν στο Ιατρικό Μουσείο του Βερολίνου και σε μια συλλογή στη Βιέννη. Βρήκαν θραύσματα RNA του ιού της γρίπης σε τρία από αυτά, όλα χρονολογούνται από το 1918. (Όπως το SARS-CoV-2, το γονιδίωμα του ιού της γρίπης αποτελείται από RNA, όχι DNA.) Αν και το RNA έχει κατανεμηθεί σε μικροσκοπικά θραύσματα. , υπήρχε αρκετό για την ανασυγκρότηση ολόκληρου του γονιδιώματος του ιού από τη γυναίκα, η οποία ήταν μόλις 17 ετών, και σχεδόν το 90% και το 60%, αντίστοιχα, του ιού που σκότωσε τους δύο στρατιώτες. Η αλληλουχία γενετικού υλικού από σταθερό φορμαλίνη ιστού είναι ακόμη πιο δύσκολη από ό, τι με άλλους τύπους δειγμάτων, λέει ο Calvignac-Spencer. “Αλλά δεν είναι το είδος της αδύνατης εργασίας που κάποτε σκεφτήκαμε.”

Τα μερικά γονιδιώματα των δύο στρατιωτών προέρχονται από το πρώτο ήπιο κύμα της πανδημίας, το οποίο ακολούθησε ένα πιο σοβαρό κύμα που σάρωσε τον κόσμο το φθινόπωρο του 1918. Οι επιστήμονες εικάστηκαν ότι ο ιός προήλθε από τα πουλιά και είχε προσαρμοστεί καλύτερα στους ανθρώπους μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου κύματος. Αυτό θα μπορούσε να συμβεί εάν το γονίδιο της αιμοσυγκολλητίνης, μια σημαντική πρωτεΐνη στην επιφάνεια του ιού, υποβληθεί σε μετάλλαξη ανταλλαγής αμινοξέων που αντικατέστησε μια συγκεκριμένη γλυκίνη, πιο συχνά παρατηρείται σε ιούς της γρίπης των πτηνών, με ένα ασπαρτικό οξύ, το οποίο είναι πιο χαρακτηριστικό του ανθρώπου ιοί. Ωστόσο, και οι δύο γερμανικές ακολουθίες έφεραν ένα ασπαρτικό οξύ στη θέση, γεγονός που καθιστά αυτό το σενάριο απίθανο.

Οι ερευνητές έχουν βρει μια εξελικτική ένδειξη στο γονίδιο για την νουκλεοπρωτεΐνη του ιού, μια δομική πρωτεΐνη που βοηθά στον προσδιορισμό του είδους που μπορεί να μολύνει ο ιός. Τα στελέχη γρίπης του 1918 που αναφέρθηκαν προηγουμένως, και τα δύο χρονολογούνται από το τέλος της πανδημίας, φέρουν δύο μεταλλάξεις σε αυτό το γονίδιο που βοηθούν τη γρίπη να παρακάμψει την έμφυτη αντιική άμυνα του ανθρώπινου σώματος. τα πλάνα των Γερμανών στρατιωτών μοιάζουν περισσότερο με πουλιά. “Αυτό θα μπορούσε να είναι ένα σημάδι ότι ο ιός εξελίχθηκε για να αποφευχθεί καλύτερα η ανθρώπινη ανοσοαπόκριση τους πρώτους μήνες της πανδημίας”, λέει ο Calvignac-Spencer. Το στέλεχος της γρίπης της γυναίκας του Μονάχου έφερε επίσης την πιο νουκλεοπρωτεΐνη που μοιάζει με πουλί, αλλά δεδομένης της αβέβαιης ημερομηνίας θανάτου της, τίποτα δεν μπορεί να συναχθεί για την εξέλιξη του στελέχους.

Ωστόσο, το πλήρες γονιδίωμα των γυναικών παρείχε περαιτέρω στοιχεία. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τα γονίδια του για να αναζωογονήσουν το σύμπλεγμα πολυμεράσης του ιού, ένα μηχάνημα που αποτελείται από τρεις πρωτεΐνες που αντιγράφουν μαζί το γονιδίωμα του παθογόνου. Σε πειράματα κυτταρικής καλλιέργειας, διαπίστωσαν ότι το σύμπλεγμα στελέχους του Μονάχου ήταν περίπου το μισό ενεργό με το σύμπλοκο πολυμεράσης στελέχους της Αλάσκας. (Η μελέτη δεν αποτελούσε ανησυχία για την ασφάλεια επειδή η ομάδα δεν αναδόμησε ολόκληρο τον ιό.)

Η παρέκταση των μελετών σχετικά με τα πιάτα Petri σε ανθρώπινες λοιμώξεις είναι δύσκολη, λέει ο Poinar. Ωστόσο, “το γεγονός ότι μπορείτε να δοκιμάσετε, in vitro, για τις επιδράσεις ενός” εξαφανισμένου “στελέχους έχει τεράστιες επιπτώσεις στην κατανόηση της εξέλιξης της μολυσματικότητας και των πιθανών αντιμέτρων σε περίπτωση νέας επιδημίας γρίπης.”

Το έργο δείχνει επίσης ότι τα αρχεία παθολογίας είναι «θησαυροί» που μπορούν ακόμα να παρέχουν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την πανδημία του 1918, λέει ο Rasmussen: «Εάν οι τελευταίοι 18 μήνες έχουν δείξει κάτι, τότε θα πρέπει να θυμόμαστε τα μαθήματα των προηγούμενων πανδημιών. προσπαθούμε να αποτρέψουμε μελλοντικά. “

READ  Είναι ο παλαιότερος χάρτης στην Ευρώπη; Μια πέτρινη πλάκα με επιγραφές που έγιναν πριν από 4000 χρόνια δείχνει μέρος της Γαλλίας

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *