Від кажанів до норки минулих, теперішніх та майбутніх ролей тварин у Covid-19
Алексіс Леку, Національний музей природознавства (MNHN)
75%: цей відсоток став важливим для представлення більшості статей та підсумкових публікацій про витоки поточної пандемії; це частка захворювань, що виникають у людей, які, як кажуть, мають "тваринне походження". Таким чином, майже три з чотирьох інфекційних захворювань, що вражають людство, пов’язані із зоонозами, що передаються від тварин до людей і навпаки. Помста тваринного царства людям або броунівський ефект коеволюції, який насправді зоонозний вимір цього нового вірусу ?
Хоча тваринне походження SARS-CoV-2 зараз здається очевидним, люди продовжують шукати точні імена "винних" у генетичному коді коронавірусу. Зараз відправна точка розташована за порядком кажанів, де один із 1400 видів кажанів, Rhinolophus affinis, здається господарем дуже подібного вірусу (> 96% генетичної ідентичності), але все ще не має прямих зоонотичних здібностей.
Гіпотеза проміжного господаря залишається відкритою, оскільки слід панголіна здається все менш і менш вірогідним. Якщо є проміжний господар, важливо знайти його, а не для вирішення кризи, яку ми переживаємо, а для запобігання наступній. Де і коли два ключі до виникнення та профілактики інфекцій. Одним із розглянутих сценаріїв є той факт, що в даний час існує один або кілька пулів вірусів, попередньо пристосованих до людей, які зберігаються в одній або декількох популяціях тварин і які на даний момент залишаються прихованими.
Особливо вивчається норка, тоді як вперше у Франції наявність вірусу було виявлено на фермі в Ер і Луар і що кілька тижнів тому уряд Данії наказав зарізати мільйони норок.
Сприйнятливість тварин? Різні ступені читання ...
За півроку зараз існує більше сотні наукових публікацій, які досліджують чутливість різних видів тварин до цього вірусу. Але перед обговоренням методів та отриманих результатів дуже корисно зрозуміти цілі; насправді, перша причина, через яку дослідники повинні розглянути цю тему, - це знайти ідеальну та надійну експериментальну модель. Щоб зрозуміти механізми, що використовуються цим потужним вірусом у людини, а потім знайти та протестувати терапевтичні або імунологічні реакції, дослідникам потрібні моделі, що не стосуються людини. Однак на раз гризунів не вистачає: щури та миші не чутливі до SARS-CoV-2, якщо їх не «олюднити» за допомогою генетичних модифікацій.
"Звичайні" примати (крім макак) нечутливі до нього, але, схоже, вони мають менш важкі форми, ніж люди, і їх експериментальне управління завжди є делікатнішим. Нові світові примати, такі як (легше розмножуються) мармозети, виявляються набагато менш сприйнятливими, ніж їхні кузени старого світу. Отже, якщо в публікаціях з’явилися коти і тхори, не стільки потрібно знати, чи відіграють вони епідеміологічну роль в умовах нинішньої кризи (що здається все менш і менш вірогідною), але перш за все знайти відповідну модель дослідження, вибір, продиктований вченнями SARS-CoV-1, який вже продемонстрував свій переважний тропізм щодо деяких хижих тварин, таких як пальмова цибета на початку 2000-х.
Насправді висновки, які ми можемо прочитати щодо чутливості кота, зараженого експериментально дуже великими дозами вірусу, що депонується безпосередньо в дихальних шляхах, дуже мало передаються тій самій кішці в її міській екосистемі, навіть якщо вона оточена людьми. заражений. Тому ми краще розуміємо, чому експериментальні дослідження об'єктивують екскрецію або навіть передачу між тваринами, тоді як аналіз міських популяцій наших домашніх товаришів намагається знайти кількох позитивних тварин, які, очевидно, виділяють мало вірусу за короткий час. Експериментальна модель і бак не римуються, на щастя для людей.
Моделі та прогнози: комп’ютер проти живого
Окрім цілей, давайте поглянемо на методи. Близько половини публікацій, які прагнуть дослідити сприйнятливість тварин до нового коронавірусу, роблять це шляхом молекулярного аналізу сумнозвісного мембранного рецептора "ACE2". «Фермент ангіотензинового конвертера 2» (АПФ2) - це білок, присутній як у вільній формі, але також прикріплений до поверхні багатьох клітин ссавців. Це місце зв'язування вірусу SARS-CoV-2, який має регіон, який називається "Домен, що зв'язує регіон" (RBD), на одному з його поверхневих глікопротеїнів "S" (для "Спайку"), що збігається з ACE2 клітини до бути зараженим.
Зображення «Блокування ключів», яке часто використовують для популяризації цього етапу, відображається в дійсності шляхом справжньої тривимірної згоди між певними амінокислотними послідовностями АСЕ2 хазяїна та послідовностями РБД вірусного «S». Ця гармонія страшно досконала у людей, і це є одним із факторів "успіху" цього вірусу у наших видів. Однак цей фермент ACE2 існує у всіх хребетних. Дослідники мають досить вичерпні бази даних для порівняння їх послідовностей у всіх таксонах.
Тому головна ідея моменту полягає в тому, щоб спробувати передбачити спорідненість виду до цього коронавірусу відповідно до складу його білка ACE2: ідентифікація "ключових" амінокислот, 3D-реконструкція, атомні склади, все ретельно вивчається. різні сита за даними дослідницьких груп. Таким чином, ми отримуємо градієнти балів, списки "схильностей", піраміди та інші спіралі видів, де, як не дивно, більшість приматів, які не є людьми, теоретично дуже "добре" розміщені, і де ми знаходимо інші потенційно дуже чутливі та більш несподівані такі види, як певні китоподібні, великий мурахоїд, олень тощо. для яких молекулярний прогноз дає високу ймовірність зараження. Цей вид досліджень підтверджує слабку спорідненість лабораторних гризунів, а також плазунів, земноводних та птахів. Що може здатися нам втішним, оскільки це обмежує кількість господарів і, отже, можливі водойми в царстві тварин.
Ця теоретична робота приваблива, тим більше, що вона швидко виконується і не вимагає експериментів на тваринах, а також польових досліджень. Вам не потрібно терти вірус, щоб завантажити базу даних. Іноді він доповнюється підходом in vitro, коли заражаються клітини тварин, а не самі тварини. Більш дорогим, цей підхід залишається з повагою до правила 3R (зменшити, вдосконалити, замінити), спрямованого на обмеження використання прямих випробувань на тваринах. Але коли ви детально читаєте протоколи, ви усвідомлюєте тонкощі методів, які роблять дослідження трохи віддаленим від реальності in vivo: замість зараження клітини тварини X вірусом SARS-CoV-2 людини, химерною клітиною, модифікованою інший вірус інфікується, змушуючи його експресувати рецептор АСЕ2 тваринного Х. Потім його бомбардують синтетичними вірусними білками "S" (без вірусу), щоб визначити швидкість приєднання ...
Звичайно, але чи вчення про інформатику та культуру клітин витримують випробування природою? Не зовсім. Зменшення складності вірусної інфекції саме тоді, коли вона приєднується до клітини-хазяїна, на тій підставі, що це є обов’язковим і обмежуючим етапом, не завжди ефективно.
У деяких дослідженнях ми можемо прочитати, наприклад, що у тхора або норки є ймовірності, які вважаються "низькими" або "дуже низькими" зв'язку з приймачем. Кілька експериментальних досліджень на тхорах та на фермах десятків тисяч американських норок у Європі (Іспанія, Данія, Нідерланди) доводять навпаки, що близькість з позитивною людиною дозволяє заразити тварину, проявити клінічні ознаки, вірусні пролиття та передача іншим спорідненим. Подібним чином, єгипетська плодова кажан була заражена експериментально, оскільки за прогнозами малоймовірно, що вона буде сприйнятливою, як і багато інших фруктових кажанів.
Серед диких крилатих за останні 10 місяців пандемії було лише чотири позитивних тигра, три леви, пума і нещодавно новий тигр (всі зцілені); всі підозри на випадки диких тигрів були виключені. Тварини в зоопарку заражались позитивними утримувачами за відсутності бар'єрних заходів, і все ж ці види мають "проміжне" положення в градієнті ймовірності при дослідженнях кремнію, нижче, ніж бали північного оленя чи бізона.
То яке місце для тварини ?
Проблема, яка, схоже, виникає через усі мікроскопи, спрямовані на рецептор АСЕ2 у ссавців, полягає в наступному: він може працювати. Здається, що вірус теоретично може зв’язуватися з цим ферментом у дуже великій групі видів ссавців, у тому числі тих, які люди добровільно розмножили навколо них, таких як домашні тварини (м’ясоїдні тварини, але також бовіди).
В останні місяці з’являється ще одна категорія публікацій - катастрофічних сценаріїв безшумного створення водойм для тварин: що робити, якщо вірус мутує та забруднює худобу, на даний момент дуже нечутливий? Що робити, якщо водна фауна забруднилася через потрапляння в наші стічні води, багаті вірусними частинками ?
Поки що при природному та експериментальному зараженні здається досить обнадійливим, що зараження у тварин відбувається не настільки безпосередньо, як між людьми, з набагато більш помірними (або навіть відсутніми) клінічними ознаками та екскрецією низьких доз.
Частковий випадок норки
Сьогодні лише випадок з американськими норковими фермами передбачає значну циркуляцію та стійкість вірусу між тваринами, а також підозру у винятковому переході тварин від людей. Людська реакція не є оригінальною: в ім'я ризику забивають тварин у Нідерландах, Іспанії та сьогодні у Франції ... Тепер, коли понад 3 мільйони з цих мустелідів були вбиті через Covid- 19.
Навіть Данія, яка виступала за менш радикальний підхід цього літа, виявляється пригніченою і приходить до цих крайніх заходів. Норки помирають не від вірусу (їх смертність становить приблизно 3 на 1000), а від людей.
Тому промислове вирощування норок - єдиний доведений антропогенний нинішній випадок, коли є підозра на активний та швидкий циркуляцію між тваринами. З листопада це також єдиний випадок, коли було виявлено, що це тривале виживання вірусу могло призвести до появи мутацій (у відомому білку "S"). Це змушує деяких людей побоюватися, що такий тип мутацій матиме наслідки для ефективності вакцин, що розробляються. Прем'єр-міністр Данії Метте Фредеріксен заявила на прес-конференції: Щоб обмежити ризик, цього місяця буде пожертвована вся норка Данії.
Принцип обережності, який збільшить згубний рахунок для цих мустелідів до 20 мільйонів евтаназій. Ця цифра сильна і, до речі, раптом дає зрозуміти європейському громадянину, що 63% світового виробництва хутра цього виду походить з Європейського Союзу.
Зооноз або "ретро-зооноз" ?
Окрім випадків норки в селекції, концепція зоонозу в даний час підривається відсутністю доказів регулярного переходу від тварини до людини, а потім є більш точною у випадку "ретро-зоонозу", сценарій, коли людина стає зараження водойми для тварини. Тоді це може стати додатковим ризиком, зважуючи популяції зникаючих тварин, які він намагався врятувати, такі як горили, орангутаги або чорноногі тхори.
Ролі змінюються, і людина додає ризик зараження і без того добре укомплектованому арсеналу, який йому довелося завдати шкоди біорізноманіттю тварин. Це не вперше, коли люди передають один зі своїх коронавірусів: у 2016 році екотуризм навколо шимпанзе в Національному парку Тай у Кот-д'Івуарі був джерелом передачі HCoV-OC43, коронавірусу, дуже поширеного при синдромі застуди, для популяції шимпанзе, у якої клінічні ознаки були, на щастя, такими ж слабкими, як і для їхніх двоюрідних братів.
Незважаючи на вагу цих перехрещених ризиків, тварині все ще вдається вийти з єдиного епідеміологічного кола, щоб допомогти людям у битві з цією пандемією, і вона продовжує мати змогу допомогти:
Таким чином, собака вчиться виявляти хворих на Covid-19, як це відбувається при туберкульозі, хворобі Паркінсона або деяких видах раку. Група з Ветеринарного університету Пенсільванії та інша з Національної ветеринарної школи Мезон-Альфорт в даний час навчають собак цьому виявленню, і аеропорт Хельсінкі вже використовує їх у повітряних терміналах. Залишається з'ясувати, як уникнути зараження самої собаки під час цих нюхових розслідувань.
Кажани розкривають нові механізми запальної модуляції. Маючи ту саму зброю, що і наша імунна система (інтерферон, антитіла тощо), їм вдається зберігати лише кілька вірусних копій, не хворіючи, уникаючи вторгнення та загибелі клітин. Їх імунітет ретельно обходить пастку бурі цитокінів, яка часто є фатальною для людства.
Після "гуманізації" людина змушує мишу перекалібрувати свою імунну систему, виробляючи антитіла проти цього вірусу, які зазвичай не впливають на нього. Серед понад 200 вироблених різних антитіл був обраний кандидат, який блокує мішень, для інтеграції терапевтичного коктейлю через його ефективність у блокуванні "RBD" області вірусу, запобігаючи його зв'язуванню з клітиною хазяїна. Одним із відомих господарів, який уже користується цією мишачою допомогою, є не хто інший, як нинішній орендар Білого дому.
Ще більш несподівано, верблюд (лама) демонструє здатність своєї гуморальної імунної системи виробляти грізні антитіла проти цього відомого вірусного глікопротеїну “S”. Вже об'єктивоване під час випробувань вакцин проти SARS-Cov-1 та MERS, це вироблення антитіл (відоме як "VHH") привертає увагу дослідників, оскільки вони, здається, здатні реально нейтралізувати бетакоронавіруси, а їх малий розмір молекулярних молекул робить їх хорошими кандидатами на місцеві застосування як можна ближче до шляхів потрапляння вірусів (наприклад, назальний спрей).
Якщо ця пандемія часто є можливістю поставити під сумнів закономірності взаємодії між людьми та тваринами, вказуючи на надмірну експлуатацію та вторгнення в середовище проживання першої другої, також, здається, настав час вийти з нашого суто епідеміологічного бачення тварина, де це лише переносник, резервуар, господар. Це також може бути натхненням, допоміжним засобом або просто опорою. І ветеринар задумався: якби настала черга тварин піклуватися про людей в ім’я біорізноманіття тварин, чи так би вони дбали про 0,00015% смертності у наших видів? ?
Олексій Леку
Алексіс Леку не працює, не консультує, не володіє акціями, не отримує коштів від жодної організації, яка може скористатися цією статтею, і не заявив про свою приналежність крім своєї дослідницької організації.
Національний музей природознавства забезпечує фінансування як член La Conversation FR.