המבנה הגנטי של פנגולינים קשור לרגישות מוגברת לקורונה

מחקר שפורסם בכתב העת דוחות מדעיים מסביר שהפגיעות של פנגולין לזיהום בנגיף הקורונה עשויה להיות בגלל פסאודוגניזציה של הגנים המולדים שלהם.

מחקר: ניתוח RNA-Seq של נגיף הקורונה בעור הפנגולין. קרדיט תמונה: Makabas / Shutterstock

רקע כללי

פנגולינים הם דובי נמלים באורך 30-100 ס"מ שנמצאים באפריקה ובאסיה. אוכלוסיות של כל שמונת המינים של הפנגולין הולכות ופוחתות בשתי היבשות הללו. ארבעה מיני פנגולינים מאפריקה נמצאים כעת ב"סכנת הכחדה" או "פגיעים"; שלושה מינים ממזרח אסיה נמצאים ב"סכנת הכחדה חמורה"; ומין אחד מהודו נמצא ב"סכנת הכחדה".

המכשול הגדול ביותר לשימור פנגולין הוא הרגישות הגבוהה והתמותה התכופה של פנגולינים בשבי עקב זיהומים. מאמינים שהפסאודוגניזציה של גנים של מערכת החיסון בגנום הפנגולין היא הגורם התורם העיקרי לרגישות גבוהה לזיהום. פסאודוגנים אלו הם אינטרפרון אפסילון (IFNE), המושרה על ידי אינטרפרון עם תחום 1 של הליקאז C, סינתאז GMP-AMP מחזורי, ממריץ של גנים של אינטרפרון, קולטן דמוי אגרה 5 וקולטן דמוי אגרה 11.

המדענים של המחקר הנוכחי ניתחו בעבר דגימות מוח וריאות מפנגולין מלאי וזיהו זיהום בקורונה שהיה קשור קשר הדוק לתסמונת נשימתית חריפה חמורה נגיף קורונה 2 (SARS-CoV-2), הפתוגן הסיבתי של מחלת הקורונה האחרונה. מגיפת 2019 (COVID-19).

במחקר הנוכחי, מדענים ערכו ניתוח RNA-Seq של רקמת העור הפנגולין כדי להבין את התגובה האנטי-ויראלית התעתיק בעור הפנגולין, במיוחד בהקשר של אינטרפרון אפסילון (IFNE)-מחסור, שהוא תכונה חיסונית ייחודית של פנגולין.

הם השוו את הביטויים של גנים מבוטאים בצורה דיפרנציאלית (DEG) בין עור פנגולין נגוע בקורונה לעור פנגולין בריא. הם גם השוו את ה-DEGs הללו לאלו שנמצאו בריאות אנושיות נגועות בנגיף הקורונה, מכיוון שמערך נתונים מקביל לעור אנושי נגוע בקורונה לא היה זמין. מכיוון שבני אדם ופנגולינים הם יונקים, המדענים ציפו לכמה קווי דמיון בתגובות החיסון בין ריאות האדם לעור הפנגולין.

גנים של רטרו-וירוס אנדוגניים הם שרידים של רטרו-וירוסים אקסוגניים שהיו פעם זיהומיים שהתקבעו בגנום של בני אדם או של בעלי חיים אחרים. הם יכולים לווסת את מערכת החיסון המולדת ולהקל על תגובות חיסוניות אנטי-ויראליות באמצעות מנגנונים שונים. במחקר זה, המדענים העריכו גם כיצד ביטוי גנים של רטרו-וירוס אנדוגני בפנגולין מגיב לזיהום בקורונה, במיוחד בהקשר של מחסור ב-IFNE.

תצפיות חשובות

המדענים זיהו RNA נגיף קורונה של פנגולין בעור של פנגולין מלאי. נגיף זה קשור קשר הדוק לנגיף נגיף פנגולין אחר MP789, מבודד מהפנגולין של גואנגדונג. מכיוון ששני הפנגולינים הוחזקו במרכז להצלת חיות בר בגואנגדונג, המדענים מאמינים ששני נגיף הקורונה מקורם מאותו מקור.

הניתוח ההשוואתי של DEG בין עור פנגולין לריאות אנושי זיהה 2,835 DEG ספציפיים לעור פנגולין, 1,527 DEG ספציפיים לריאות אנושיים ו-366 DEG משותפים. שלושה מסלולים מועשרים זוהו ב-DEGS הספציפיים לעור פנגולין. מסלולים אלו היו מלריה ו Staphylococcus aureus מסלולי זיהום (מוגברת) ומסלולי חילוף החומרים של חומצה ארכידונית (הורדת ויסות). מסלול המלריה היה מווסת גם בריאות האדם.

מחקרים קודמים הראו שמסלולי המלריה עוברים ויסות לאחר זיהום ב-SARS-CoV-2 ושתרופות נגד מלריה יכולות לדכא את שכפול ה-SARS-CoV-2. באופן דומה, מסלולי חומצה ארכידונית ידועים כבעלי השפעות מעכבות על שכפול נגיף הקורונה. לפיכך, הממצאים של ניתוח השוואתי מצביעים על כך שגם מסלול המלריה וגם מסלול החומצה הארכידונית יכולים לשמש מטרות פוטנציאליות לשליטה בזיהום בנגיף הקורונה בפנגולינים.

ניתוח העשרת מסלולים נוסף גילה כי המסלולים המווסתים ביותר בעור הפנגולין היו מסלול ה-COVID-19, מסלולי חסינות ודלקת (למעט IFN), מסלולי התפשטות תאים ומסלולי קרישה. ממצאים אלו תואמים את הממצאים שנצפו בבני אדם נגועים ב-SARS-CoV-2. לעומת זאת, לא נצפתה העשרה במסלולים ספציפיים ל-IFN בעור הנגוע. זה יכול להיות קשור למחסור טבעי ב-IFNE בפנגולינים.

רמות גבוהות של ביטוי של גנים רבים של רטרו-וירוס אנדוגניים נצפו בדגימות עור בריאות של פנגולין. זה יכול להיות מועיל עבור פנגולינים במונחים של חיזוק התגובות החיסוניות המולדות בהעדר תגובות IFNE. עם זאת, בדגימות עור נגועים בנגיף הקורונה, נצפתה ירידה בוויסות הגנים הללו. זה מצביע על כך שנגיף הפנגולין עשוי לדכא ביטוי גנים אנדוגני של רטרו-וירוס כדי לתמוך בשכפול ויראלי.

משמעות המחקר

המחקר מזהה נגיף משכפל בעור הפנגולין המלאי ומספק נופים תעתיקים של התגובה החיסונית המארח לזיהום בנגיף הקורונה. המחקר גם מגלה שהמסלולים במורד הזרם של הגנים שאבדו במערכת החיסון אינם מווסתים כתגובה לזיהום. זה מדגיש שהפסאודוגניזציה של גנים מרכזיים הקשורים למערכת החיסון יכולה לווסת משמעותית את התגובות האנטי-ויראליות של פנגולין ולהפוך אותם לרגישים לזיהום בנגיף הקורונה.