Запазеният бял дроб на 18-годишен швейцарец е бил използван за създаване на пълния геном на „испанския грип“ от 1918 г. – първия пълен геном на грип А с точна дата от Европа. Той предлага нови познания за смъртоносната пандемия, която отнема живота на до 100 милиона души.

Международен изследователски екип, ръководен от Университета в Базел, е приложил най-модерна технология, за да извлече следи от вируса от запазения във формалин орган, взет от мъжа, починал от тежка пневмония в Кантоналната болница (сега Университетска болница) в Цюрих. Белият дроб на тийнейджъра е бил съхраняван в медицинска колекция на университета от смъртта му през юли 1918 г. по време на първата вълна на пандемията.

„Това е първият път, когато имаме достъп до геном на грип от пандемията в Швейцария между 1918 и 1920 г.“, каза Верена Шонеман, палеогенетик и професор по археология в Университета в Базел. „Това ни дава нова представа за динамиката на адаптирането на вируса в Европа в началото на пандемията.“

Използвайки нов протокол за секвениране на РНК, предназначен за извличане на генетични данни от разградена, химически фиксирана тъкан, и сравнявайки завършения геном с тези от Германия и Северна Америка, екипът успя да покаже, че този щам на вируса вече имаше три важни адаптации. Те го правеха по-смъртоносен за хората – и те ще останат в състава на вируса до края на пандемията.

Две от мутациите помогнаха на вируса да избегне ключова част от човешката имунна система, известна като MxA, антивирусен протеин, който нормално блокира размножаването на грипа. Този протеин е особено важен за защитата срещу грипни вируси с птичи произход, така че тези промени улесниха разпространението на вируса между хората.

Третата мутация промени формата на повърхностен протеин, наречен хемаглутинин, който вирусът използва, за да се прикрепи към човешките клетки и да проникне в тях. Това направи вируса по-добър в разпознаването и свързването с човешките клетъчни рецептори, което увеличи ефективността му при заразяването.

Преди се смяташе, че тези мутации се появяват по-късно по време на пандемията, така че тяхното наличие в първата вълна в Швейцария през пролетта на 1918 г. предполага, че вирусът се е развил бързо и е бил широко разпространен още преди втората и най-смъртоносна вълна на пандемията през есента.

Интересно е, че вирусът от Цюрих също показа необичайна генетична разнородност в своя полимеразен (PB2) сегмент, което предполага или силна естествена селекция, или смесване между вирусни щамове. В сравнение с вируса H1N1 от 2009 г. например, вирусът от 1918 г. е имал по-голяма променливост в ключови гени, свързани с репликацията и адаптирането към гостоприемника. Това показва и колко бързо грипните вируси могат да се адаптират, за да се свържат с рецепторите в човешкия организъм и да избегнат атаките на имунната система.

Не е изненадващо, че тези бързи адаптации са били характерни и за коронавируса, който е в центъра на най-скорошната пандемия.

Една от най-вълнуващите части от проучването е процесът, чрез който екипът е успял да създаде този исторически геном. Досега този вид мокри проби, съхранявани във формалин, се считаха за неподходящи за РНК анализ. Но изчерпателните генетични данни, които изследователите успяха да извлекат от белодробната тъкан, отварят вратата към разкриването на ДНК тайните, съхранявани в хиляди буркани в медицински и зоологически колекции по целия свят.

Методът на изследователите, базиран на лигация, е в състояние да улавя по-къси генетични фрагменти и също така запазва ориентацията на РНК веригата. А чрез откриването на вида адаптации, наблюдавани при вирусите в центъра на минали пандемии, изследователите могат да получат ценни еволюционни улики, които да ни подготвят по-добре за справяне с бъдещи епидемии. Наблюдението на начина, по който вирусите се разпространяват от животни към хора, също ще бъде от ключово значение за разработването на ваксини.

Снимка: Unsplash

Виж още: 3D принтирането: тайното оръжие в усвояването на Луната