כאשר נגיף הגורם למחלות או אורגניזם אחר מועבר ממין אחד למשנהו, רוב הזמן הזיהום מרפה ומת. במקרים נדירים, הזיהום יכול להנציח את ההעברה במין המארח החדש ולגרום למגיפה. לדוגמה, מדענים עוקבים מקרוב אחר שפעת העופות הפתוגנית H5N1, הגורמת לשפעת ציפורים ונמצאה אצל פרות ובני אדם. אך האם יש דרך לצפות מתי זיהומים ימותו בעצמם ומתי הם ימשיכו?
מחקר חדש, בהובלת מדענים בפן סטייט ואוניברסיטת מינסוטה דולות, זיהה מאפיינים מסוימים שיכולים לעזור לחזות אם הפתוגן יסתובב. ההבנה כיצד נגיף מתפשט ומה משפיע על התפשטותו זמן קצר לאחר שהוא נשפך לאוכלוסייה חדשה יכולה לספק מידע כדי לעזור למנוע ממחלות חדשות להתפשט, אמר הצוות.
המחקר פורסם היום (21 באוגוסט) בכתב העת ביולוגיה של PLOS.
מאמצי מניעת מגיפה מתמקדים במידה רבה בזיהוי הפתוגן הבא המגיפה, אבל זה כמו למצוא מחט בערימת החציר. עבודה זו עוזרת לנו להבין אילו התפרצויות לדאוג כדי שנוכל לכוון את משאבי בריאות הציבור שלנו לאן שהם צריכים ללכת כדי למנוע ולהגיב להופעת המחלה. "
דייוויד קנדי, פרופסור חבר לביולוגיה בפן סטייט וסופר בכיר בעיתון
בעוד שמגיפות נדירות ביותר, אירועי שפיכה – בהם נגיפים נעים בין מינים מארחים שונים – מתרחשים כל הזמן, על פי צוות המחקר. עם כל כך הרבה העברה נגיפית, זה כמעט בלתי אפשרי עבור מדענים להצביע על אילו אירועים לשפוך לשים לב אליהם.
קלרה שו, מחברת המחקר, אמרה: "רצינו לדעת אם יש משהו שאנחנו יכולים למדוד ישירות לאחר אירוע שפיכה או אם יש מאפיינים של אירוע שפיכה שיחזוי אם הנגיף יהיה או לא ימשיך באוכלוסייה חדשה. שו היה חוקר פוסט -דוקטורט בביולוגיה בפן סטייט בזמן שנערך המחקר וכעת הוא עוזר פרופסור לביולוגיה באוניברסיטת מינסוטה דולות.
החוקרים חקרו שפיכה נגיפית במערכת מודל תולעת, שאפשרה לצוות לבחון העברת מחלות והופעת מחלות ברמת אוכלוסייה ולא בתוך בעלי חיים בודדים, אמר שו. הם חקרו שמונה זני תולעים השייכים לשבעה מינים של נמטודה Caenorhabditis, מערכת מודל למחלה החולקת מספר גדול של גנים עם בני אדם.
כדי לגרום לאירוע שפיכה, התולעים נחשפו לנגיף אורסיי, נגיף נמטודה. מיני התולעים שהוערכו במחקר רגישים לפחות חלקית לנגיף אורסי אך משתנים ביכולתם להעביר אותו. אוכלוסיות התולעת הוחזרו וגדלו בין חמישה עד 13 יום. לאחר מכן, החוקרים העבירו 20 תולעים למבוגרים למנה פטרי חדשה ונטולת וירוסים, שם התולעים יכלו להתרבות ולצמוח שוב. הם חזרו על תהליך זה, והעבירו תולעים למנות פטרי חדשות עד 10 פעמים או עד שהנגיף כבר לא התגלה בתולעים.
לאחר מכן מדדו החוקרים תכונות ספציפיות של אוכלוסיית התולעים שנותרו בצלחת הראשונית – איזה חלק מהאוכלוסייה נגוע; כמה נגיף נמצא בתוך כל תולעת נגועה; כמה וירוס הם שופכים; וכמה הם רגישים הם בנגיף? באמצעות מודלים מתמטיים, המדענים התבוננו בכל תכונה בנפרד ואז יחד כדי לקבוע אם אחד מהמאפיינים נקשרו להופעת הנגיף כאשר התולעים הועברו לצלחות חדשות.
החוקרים מצאו כי הדינמיקה של האופן בו הנגיף מתפשט במהלך הימים המעטים לאחר ההעברה חשובה לחיזוי נגיפי ארוך טווח. לדוגמה, שלושה גורמים היו בקורלציה חיובית עם האם נגיף ימריא באוכלוסייה המארחת החדשה – שכיחות זיהום או חלק מהאוכלוסייה החשופה שנדבקת; שפיכה ויראלית או היכולת לשחרר עותקים של הנגיף לסביבה; ורגישות לזיהום או עד כמה המארחים פגיעים בנגיף.
החוקרים אמרו כי שכיחות זיהום ושפיכה נגיפית היו משמעות מיוחדת. יותר ממחצית ההבדלים שנראו בשאלה אם הנגיף נמשך בתולעים ניתן לקשר למאפיינים אלה שהתגלו בצלחת הראשונית.
"זה אומר שהתכונות המוקדמות האלה יכולות למעשה לספר לנו לא מעט על מה שהולך לקרות בעתיד," אמר קנדי.
החוקרים מצאו גם עוצמת זיהום, או חומרת הזיהום, לא ניבאו התמדה בנגיף.
החוקרים אמרו שהם מתכננים לבנות על עבודה זו. בשלב הבא הם יחקו כיצד פתוגנים מסתגלים למארחים חדשים כדי להבין את השינויים האבולוציוניים המתרחשים ברמה הגנטית. לדוגמה, קנדי אמר שהם מעוניינים להבין אילו שינויים גנטיים אפשרו לפתוגן להתמיד ומתי התרחשו שינויים אלה.
מימון מהקרן הלאומית למדע האמריקני תמך בעבודה זו.
