Птичий грипп и его главная опасность

Ученые обнаружили, что разные штаммы вируса птичьего гриппа содержат ген, который делает их невероятно устойчивыми к теплу. Тем самым биохакнув главную защитную систему организма – жар. Но это еще не конец. В условиях повышенной температуры, вирус и размножается эффективнее.

Исследователи из Кембриджского университета и Университета Глазго наглядно объяснили, чем именно птичий грипп так опасен для людей, в сравнении с сезонными вирусами гриппа. Всё дело в гене BP1, который защищает вирус от жара.

Лихорадка – базовый и древнейший механизм иммунной защиты млекопитающих. Температура тела растет ровно настолько, чтобы замедлить репликацию патогенов. Штаммы сезонного гриппа, адаптированные к человеку, тонко настроены на более прохладную среду верхних дыхательных путей. Для них идеальной будет температура в примерно 33° C. Но эти же вирусы будут гибнуть, когда температура приблизится к 40° C.

Но птицы по своей природе куда более «горячие». Их нормальная температура тела колеблется в пределах 40-42° C.  Из-за чего вирусы птичьего гриппа, включая высокопатогенные штаммы, которые иногда передаются человеку, эволюционировали, чтобы эффективнее размножаться в такой жаре.

Птичий грипп и жар

Исследователи решили проверить, объясняет ли устойчивость к температуре общую тяжесть при птичьем гриппе. Для этого ученые создали вирусы, отличающиеся только геном PB1 – механизмом, необходимым патогену для репликации. В одной версии PB1 был получен из штамма, который больше адаптирован под человека. То есть, который теряет активность при воздействии высокой температуры. В другой версии использовался PB1 вируса птичьего гриппа, включая варианты, обнаруженные у пандемических вирусов 1957 и 1968 годов.

Это, казалось бы, ничтожно малое генетическое отличие в корне изменило поведение вируса. Что неудивительно, ведь пара генов способна даже задать или снять паттерн для развития когнитивных навыков. В случае с вирусом, последствия были продемонстрированы сначала на клеточных культурах, а затем на мышиной модели. При содержании в условиях нормальной температуры оба вируса вызывали серьёзные заболевания у грызунов. Чтобы компенсировать биологическое различие, ведь мыши редко болеют гриппом) учёные повысили температуру окружающей среды животных, что привело к повышению внутренней температуры мышей на 2° C.

Вирус, аналогичный вирусу человека, столкнувшись с более тёплой средой, не смог нормально функционировать и размножаться, что привело лишь к лёгкому заболеванию. Однако вирус птичьего гриппа PB1 активно размножался, поражая тела мышей, несмотря на жар.

Птичий грипп. Комментарий ученых

Это элегантное исследование основано на очень простом наблюдении: у разных животных разная температура тела. И этот фактор радикально влияет на репликацию вирусов в новых хозяевах при пересечении видовых барьеров. Мы показали, что репликация вируса гриппа, адаптированного к человеку, замедляется при повышении температуры, например, при лихорадке. Однако вирусы птичьего гриппа, естественные хозяева которого живут с более высокой температурой тела, не реагируют на лихорадку организма млекопитающих.

Способность вирусов обмениваться генами остаётся постоянным источником угрозы человечеству со стороны новых вирусов гриппа. Мы уже наблюдали подобное во время предыдущих пандемий, например, в 1957 и 1968 годах, когда человеческий вирус обменял свой ген PB1 на ген птичьего штамма. Это поможет объяснить, почему пандемии вызывали серьёзные заболевания у людей.

Крайне важно отслеживать штаммы птичьего гриппа, чтобы подготовиться к потенциальным вспышкам. Тестирование потенциальных вирусов на устойчивость к лихорадке может помочь нам выявить более вирулентные штаммы.

К счастью, люди нечасто заражаются вирусами птичьего гриппа, но мы всё равно ежегодно регистрируем десятки случаев заболевания среди людей. Смертность от птичьего гриппа среди людей традиционно была тревожно высокой, например, в случае исторических случаев заражения вирусом H5N1, смертность превышала 40%.

Понимание причин, по которым вирусы птичьего гриппа вызывают серьёзные заболевания у людей, имеет решающее значение для мониторинга и обеспечения готовности к пандемии. Это особенно важно в связи с угрозой пандемии, которую представляют птичьи вирусы H5N1.

Смертоносный вирус и новая пандемия?

Как уже упоминалось, самые смертоносные вспышки гриппа в прошлом веке были связаны со штаммами вируса, в которых был ген PB1 птичьего происхождения. Его выявили в ходе обширного генетического секвенирования. Вирус гриппа А состоит из восьми отдельных генных сегментов, поэтому при заражении одной и той же клетки двумя штаммами гриппа эти сегменты могут перетасовываться. Процесс известный как реассортация. PB1 — это сегмент, склонный к перемещению между вирусами человека и птиц в ходе этого процесса.

Новые данные свидетельствуют о том, что этот крошечный ген, возможно, позволил вирусам проникнуть сквозь температурную защиту человеческого организма и затем вызвать столь разрушительные инфекции во время пандемий. И это может повториться, если вирус птичьего гриппа успешно проникнет в человеческую популяцию.

В прошлом месяце житель Вашингтона скончался из-за осложнений после заражения новым штаммом птичьего гриппа, ранее не встречавшимся у людей. Однако вирусы птичьего гриппа ещё не овладели искусством передачи, поэтому мы наблюдаем отдельные случаи заболевания у людей, хотя эти случаи, как правило, протекают в тяжёлой форме.

Больше материалов про удивительный мир симбиоза как внутри живых организмов, так и на стыке «человек-технологии», вы найдете в сообществе Neural Hack. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие статьи!