Poté, co ho na nedávné konferenci uštknul netopýr, měl Armin Scheben doslovné i obrazné svědění studovat netopýry. Hmyz sající krev je jedním z mnoha parazitů způsobujících nemoci, kteří se přichytí na létající savce – netopýři však jen zřídka onemocní stejným způsobem jako lidé.
Imunitní systémy savců se vyvíjejí rychle, protože druhy jsou ve svém prostředí vždy vystaveny novým patogenům. „Musíte neustále udržovat mír s novými padouchy, kteří se vás snaží nakazit a zranit,“ říká Scheben, který je postdoktorandem v oboru populační genomiky v Cold Spring Harbor Laboratory (a od té doby se z kousnutí zotavil). A i když studoval genetické adaptace několika savců, ty blednou ve srovnání s těmi, které daly netopýrům schopnost tak účinně bojovat s infekcemi.
V nové studii zveřejněné dnes v časopise Biologie a evoluce genomuScheben a jeho tým identifikovali geny, které přispěly k rychle se vyvíjejícímu imunitnímu systému netopýrů a jejich jedinečné schopnosti vyhýbat se smrtelným virům a dokonce i rakovině. Pochopení toho, jak netopýři přežívají nemoci, by mohlo inspirovat nové imunitní léčby pro lidi a potenciálně pomoci zabránit další pandemii.
[Related: A ‘living’ cancer drug helped two patients stay disease-free for a decade]
Autoři analyzovali DNA 15 různých druhů netopýrů, aby získali jasnější obrázek o tom, jak se jejich geny vyvíjely v průběhu času. Plně sekvenovali genomy dvou druhů netopýrů, kaloňa jamajského a netopýra mezoamerického kníratého, a ostatní druhy shromáždili z již existujících souborů dat.
Poté porovnali genomy netopýrů s genomy lidí, myší a dalších savců náchylných na rakovinu a zaměřili svou pozornost na sekvence, které kódují proteiny odpovědné za způsobení nebo prevenci nemocí. Nejprve seřadili homologní geny nebo sdílené geny mezi různými druhy zděděnými od společného evolučního předka. (Je to jako srovnávat jablka s jablky, vysvětluje Scheben.) S každým homologním genem předpokládali dva scénáře: pokud jej netopýři ztratí, nebo pokud zmutuje. Pokud létající savci zcela ztratili gen, naznačuje to, že vynechání je důležité v boji s nemocí. Ale pokud by to zůstalo s jemnými změnami v sekvenci DNA, které se nacházejí pouze u netopýrů, mohlo by to vykazovat změnu ve funkci genu, která nějakým způsobem pomáhá skupině zůstat zdravá.
Nakonec nejvýraznější změny, které tým detekoval, byly v genech pro interferon (IFN) typu jedna, které jsou důležité pro kontrolu zánětlivých reakcí na infekce. Konkrétně pozorovali posun v počtu antivirových genů IFN-α a IFN-ω. Například se zdálo, že tři druhy netopýrů ztratily veškerý svůj IFN-α, zatímco se zvýšil počet genů IFN-ω.
Podle Schebena bylo nejpřekvapivějším zjištěním pozorování ztráty IFN-α a přidání více genů IFN-ω, „což předtím nebylo vůbec hlášeno“. Výsledky naznačují, že nové geny IFN-ω a chybějící geny IFN-α jsou u netopýrů důležité pro odolnost proti virovým infekcím a zároveň předcházejí hyperaktivním zánětlivým reakcím – což je vlastnost, která ze zánětu udělala u lidí dvousečný meč.
Ale i když tato zjištění posunula genetiky o krok blíže k pochopení toho, jak si netopýři vyvinuli svou jedinečnou schopnost odolávat rakovině a virům, nevykreslují úplný obrázek. Studie se zaměřuje pouze na genetiku vrozené imunity (okamžitá imunitní odpověď na infikované buňky), říká Tony Schountz, profesor z Centra pro infekční choroby přenášené vektory na Coloradské státní univerzitě, který se na studii nepodílel. Nezahrnuje informace o adaptivní imunitě netopýrů, která se skládá z reakcí protilátek a T-buněk, které mnoho savců používá k boji s nemocemi. „Jsou to dvě velmi odlišné, ale vzájemně se doplňující složky imunity,“ vysvětluje Schountz. „Téměř veškeré zaměření na netopýří imunitu se doposud soustředilo na vrozenou imunitu, hlavně proto, že studium adaptivní imunity vyžaduje živá zvířata, což má jen málo skupin a je mnohem složitější.“
I bez úplného souboru informací by pochopení změn ve vrozeném imunitním systému netopýrů mohlo vědcům pomoci vyvinout genetickou léčbu pro lidi, která snižuje náchylnost k určitým nemocem. Můžeme se také dozvědět, které geny řídí 20- až 30letou délku života netopýrů nebo jak se jejich těla přizpůsobila zpracování potravin bohatých na cukr, aniž by došlo k negativním důsledkům pozorovaným u lidí s cukrovkou.
[Related: What bats and metal vocalists have in common]
A přestože si netopýři získali pověstnou pověst pro svou údajnou roli v šíření COVID, Scheben doufá, že tyto nové poznatky by mohly výzkumníky nasměrovat správným směrem, aby pochopili, jak zvířata hostí takové silné viry a parazity, aniž by byla velmi nemocná. Jednoho dne, říká, by tyto informace mohly být použity k tomu, aby se zabránilo tomu, aby náš druh trpěl hlavními příznaky infekce. „Naprosto není na místě věřit, že studium netopýrů nám může pomoci zabránit další pandemii.“
