Pandemia de coronavirus care înconjoară globul este cauzată de un virus natural, nu de unul produs într-un laborator, arată un nou studiu.
Structura genetică a virusului dezvăluie că SARS-CoV-2 nu este un amestec de viruși cunoscuți, așa cum ar fi de așteptat dacă ar fi creat de om. Și are trăsături neobișnuite care au fost identificate abia recent la furnicile solzoase numite pangolini, dovadă că virusul a venit din natură, raportează Kristian Andersen și colegii săi pe 17 martie. Medicina Naturii.
Când Andersen, un cercetător în boli infecțioase la Institutul de Cercetare Scripps din La Jolla, California, a auzit pentru prima dată despre coronavirusul care a provocat un focar în China, s-a întrebat de unde provine virusul. Inițial, cercetătorii au crezut că virusul era răspândit prin infecții repetate care trec de la animale dintr-o piață de fructe de mare din Wuhan, China, la oameni și apoi sunt transmise de la persoană la persoană. Analizele altor cercetători au sugerat că virusul a sărit probabil o singură dată de la un animal la o persoană și s-a răspândit de la om la om de la jumătatea lunii noiembrie (SN: 3/4/20).
Dar la scurt timp după ce structura genetică a virusului a fost dezvăluită la începutul lunii ianuarie, au început să apară zvonuri că poate virusul a fost conceput într-un laborator și eliberat fie intenționat, fie accidental.
O coincidență nefericită a alimentat teoreticienii conspirației, spune Robert Garry, virolog la Universitatea Tulane din New Orleans. Institutul de Virologie Wuhan se află „în imediata apropiere” a pieței fructelor de mare și a efectuat cercetări asupra virușilor, inclusiv a coronavirusurilor, găsiți la lilieci care au potențialul de a provoca boli la oameni. „Asta i-a făcut pe oameni să creadă că, oh, a scăpat și s-a dus prin canalizare, sau cineva a ieșit din laboratorul lor și a mers la piață sau așa ceva”, spune Garry.
În trecut, s-au produs eliberări accidentale de viruși, inclusiv SARS, din alte laboratoare. Așa că „acesta nu este ceva pe care îl puteți respinge din mână”, spune Andersen. „Ar fi o prostie.”
Caut indicii
Andersen a adunat o echipă de biologi evoluționisti și virologi, inclusiv pe Garry, din mai multe țări pentru a analiza virusul în căutarea indicii că ar fi putut fi produs de om sau ar fi putut fi crescut și eliberat accidental dintr-un laborator.
„Am spus: „Să luăm această teorie – din care există mai multe versiuni diferite – că virusul are o origine non-naturală… ca o ipoteză potențială serioasă”, spune Andersen.
Întâlnindu-se prin Slack și alte portaluri virtuale, cercetătorii au analizat structura genetică a virusului, sau secvența ARN, pentru indicii despre originea acestuia.
De la astronomie la zoologie
Abonați-vă la Știri Științe pentru a vă satisface apetitul omnivor pentru cunoașterea universală.
A fost clar „aproape peste noapte” că virusul nu a fost creat de om, spune Andersen. Oricine spera să creeze un virus ar trebui să lucreze cu viruși deja cunoscuți și să le proiecteze pentru a avea proprietățile dorite.
Dar virusul SARS-CoV-2 are componente care diferă de cele ale virușilor cunoscuți anterior, așa că au trebuit să provină dintr-un virus sau viruși necunoscut în natură. „Datele genetice arată în mod irefutat că SARS-CoV-2 nu este derivat din nicio coloană vertebrală virală utilizată anterior”, scriu Andersen și colegii săi în studiu.
„Acesta nu este un virus pe care cineva l-ar fi conceput și l-ar fi inventat. Are prea multe caracteristici distincte, dintre care unele sunt contraintuitive”, spune Garry. „Nu ai face asta dacă ai încerca să faci un virus mai mortal.”
Alți oameni de știință sunt de acord. „Nu vedem absolut nicio dovadă că virusul a fost conceput sau eliberat intenționat”, spune Emma Hodcroft, epidemiolog molecular la Universitatea din Basel din Elveția. Ea nu a făcut parte din grupul lui Andersen, dar este membru al unei echipe de oameni de știință de la Nextstrain.org, care urmărește micile modificări genetice ale coronavirusului pentru a afla mai multe despre cum se răspândește acesta în întreaga lume.
Această constatare dezmintă o analiză disputată pe scară largă, postată pe bioRxiv.org înainte de evaluarea inter pares, care pretindea că găsește fragmente de HIV în coronavirus, spune Hodcroft. Alți oameni de știință au subliniat rapid defecte ale studiului, iar autorii au retras raportul, dar nu înainte de a alimenta ideea că virusul a fost conceput.
Unele porțiuni din materialul genetic al virusului sunt similare cu HIV, dar acesta este ceva care provine din acele viruși care au un strămoș comun în timpul evoluției, spune Hodcroft. „În esență, revendicarea lor a fost aceeași cu care am luat o copie a Odiseea
și spunând: „Oh, acesta are cuvântul cel
în ea”, și apoi deschizând o altă carte, văzând cuvântul cel în ea și spunând: „Doamne, este același cuvânt, trebuie să existe părți ale Odiseea în această altă carte”, spune ea. „A fost o afirmație cu adevărat înșelătoare și o știință foarte proastă.”
Găsirea caracteristicilor specifice
Grupul lui Andersen a început să stabilească dacă virusul ar fi putut fi eliberat accidental dintr-un laborator. Aceasta este o posibilitate reală, deoarece cercetătorii din multe locuri lucrează cu coronavirusuri care au potențialul de a infecta oamenii, spune el. „Lucrurile ies uneori din laborator, aproape întotdeauna accidental”, spune el.
Câteva caracteristici neașteptate ale virusului au atras atenția cercetătorilor, spune Andersen. În special, gena care codifică proteina spike a coronavirusului are 12 blocuri suplimentare de ARN, sau nucleotide, blocate în ea.
Această proteină cu vârf iese de pe suprafața virusului și permite virusului să se prindă și să intre în celulele umane. Acea inserție de blocuri de construcție a ARN adaugă patru aminoacizi la proteina vârf și creează un loc în proteină pentru ca o enzimă numită furin să se taie. Furina este produsă în celulele umane și scindează proteinele numai în locurile în care se găsește o anumită combinație de aminoacizi, cum ar fi cea creată prin inserție. SARS și alți viruși asemănător SARS nu au acele site-uri de tăiere.
Găsirea locului de tăiere a furinului a fost o surpriză: „A fost un moment aha și un moment uh-oh”, spune Garry. Când virusurile gripei aviare dobândesc capacitatea de a fi tăiați de furin, virușii devin adesea mai ușor de transmis. Inserția a creat, de asemenea, locuri în care moleculele de zahăr ar putea fi fixate de proteina spike, creând un scut pentru a proteja virusul de sistemul imunitar.
Proteina de vârf a virusului COVID-19 se leagă, de asemenea, mai strâns de o proteină din celulele umane numită ACE2 decât se leagă SARS (SN: 3/10/20). Legarea mai strânsă poate permite SARS-CoV-2 să infecteze mai ușor celulele. Împreună, aceste caracteristici pot explica de ce COVID-19 este atât de contagios (SN: 13/03/2020).
„Este foarte ciudat, aceste două caracteristici”, spune Andersen. „Cum explicăm cum s-a întâmplat asta? Trebuie să fiu sincer. Eram sceptic [that
it was natural]. Acest lucru s-ar fi putut întâmpla în cultura de țesuturi” într-un laborator, unde virușii pot dobândi mutații pe măsură ce se reproduc de multe ori în vasele de laborator. În natură, virușii care poartă unele dintre aceste mutații ar putea fi îndepărtați prin selecție naturală, dar ar putea persista în vasele de laborator, unde chiar și virușii slabi nu trebuie să lupte din greu pentru supraviețuire.
Susținând cazul pentru natură
Dar apoi, cercetătorii au comparat SARS-CoV-2 cu alte coronavirusuri găsite recent în natură, inclusiv la lilieci și pangolini. „Se pare că SARS-CoV-2 ar putea fi un amestec de viruși de lilieci și pangolin”, spune Garry.
Virușii, în special virușii ARN, cum ar fi coronavirusurile, schimbă adesea gene în natură. Găsirea genelor legate de virușii pangolin a fost deosebit de liniștitoare, deoarece structura genetică a acelor viruși nu a fost cunoscută decât după descoperirea SARS-CoV-2, făcând puțin probabil ca cineva să lucreze cu ei într-un laborator, spune el.
În special, pangolinii au, de asemenea, aminoacizii care cauzează legarea strânsă a proteinei spike de ACE2, a descoperit echipa. „Atât de clar, acesta este ceva care se poate întâmpla în natură”, spune Andersen. „Am crezut că este un mic indiciu foarte important. Arată că nu există niciun mister în legătură cu legarea sa mai strânsă de om [protein] pentru că și pangolinii o fac.”
Siturile de atașare a zahărului au fost un alt indiciu că virusul este natural, spune Andersen. Zaharurile creează un „scut de mucină” care protejează virusul de un atac al sistemului imunitar. Dar vasele de cultură de țesuturi de laborator nu au sistem imunitar, ceea ce face puțin probabil ca o astfel de adaptare să apară din creșterea virusului într-un laborator. „Asta a explicat ipoteza culturii de țesuturi”, spune el.
Asemănarea SARS-CoV-2 cu virusurile liliecilor și pangolinului este una dintre cele mai bune dovezi că virusul este natural, spune Hodcroft. „Aceasta a fost doar o altă revărsare a animalelor asupra oamenilor”, spune ea. „Este într-adevăr cea mai simplă explicație pentru ceea ce vedem.” Cercetătorii încă nu sunt siguri care animal a fost sursa.
Andersen spune că analiza probabil nu va pune la punct teoriile conspirației. Totuși, el crede că analiza a meritat făcută. „Eu însumi eram sceptic la început și m-am tot răsturnat înainte și înapoi”, spune Andersen, dar acum este convins. „Toate datele arată că este firesc.”