Геномный анализ показывает, что многие виды животных могут быть уязвимы к инфекции sars-cov-2
Согласно новому исследованию Калифорнийского университета в Дэвисе, люди - не единственные виды, которые сталкиваются с потенциальной угрозой SARS-CoV-2, нового коронавируса, вызывающего COVID-19.
Международная группа ученых использовала геномный анализ для сравнения основного клеточного рецептора вируса у людей - ангиотензинпревращающего фермента-2 или ACE2 - у 410 различных видов позвоночных, включая птиц, рыб, амфибий, рептилий и млекопитающих.
Новое геномное исследование оценивает потенциал белка шипа SARS-CoV-2 связываться с рецептором ACE2 у 410 позвоночных животных. Приматы и человекообразные обезьяны Старого Света, которые имеют идентичные с людьми аминокислоты в сайте связывания, имеют очень высокую склонность к связыванию ACE2 и, вероятно, восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2.
ACE2 обычно обнаруживается во многих различных типах клеток и тканей, включая эпителиальные клетки носа, рта и легких. У человека 25 аминокислот белка ACE2 важны для связывания вируса и его проникновения в клетки.
Исследователи использовали эти 25 аминокислотных последовательностей белка ACE2 и моделирование его предсказанной структуры белка вместе с белком шипа SARS-CoV-2, чтобы оценить, сколько из этих аминокислот содержится в белке ACE2 разных видов.
«Предполагается, что животные, у которых все 25 аминокислотных остатков соответствуют человеческому белку, подвергаются наибольшему риску заражения SARS-CoV-2 через ACE2», - сказала Джоана Дамас, первый автор статьи и научный сотрудник Калифорнийского университета в Дэвисе. «Прогнозируется, что риск будет уменьшаться по мере того, как остатки связывания ACE2 вида будут отличаться от людей».
Около 40 процентов видов, потенциально восприимчивых к SARS-CoV-2, классифицируются Международным союзом охраны природы как «находящиеся под угрозой» и могут быть особенно уязвимы для передачи от человека животному. Исследование было опубликовано 21 августа в Proceedings of the National Academy of Sciences .
«Эти данные являются важной отправной точкой для выявления уязвимых и находящихся под угрозой популяций животных, подверженных риску заражения SARS-CoV-2», - сказал Харрис Левин, ведущий автор исследования и выдающийся профессор эволюции и экологии Калифорнийского университета в Дэвисе. «Мы надеемся, что это послужит вдохновением для практики, защищающей здоровье как животных, так и человека во время пандемии».
Вымирающие виды, по прогнозам, будут в опасности
Предполагается, что несколько видов приматов, находящихся под угрозой исчезновения, таких как западная низменная горилла, суматранский орангутан и северный белощекый гиббон, подвержены очень высокому риску заражения SARS-CoV-2 через их рецептор ACE2.
К другим животным, отнесенным к группе повышенного риска, относятся морские млекопитающие, такие как серые киты и афалины, а также китайские хомяки.
Было обнаружено, что домашние животные, такие как кошки, крупный рогатый скот и овцы, имеют средний риск, а собаки, лошади и свиньи имеют низкий риск связывания ACE2. Как это связано с инфекциями и риском заболевания, необходимо определить в будущих исследованиях, но для тех видов, которым известны данные об инфекционности, корреляция высока.
В задокументированных случаях заражения SARS-COV-2 у норок, кошек, собак, хомяков, львов и тигров вирус может использовать рецепторы ACE2 или они могут использовать рецепторы, отличные от ACE2, для получения доступа к клеткам-хозяевам. Более низкая склонность к связыванию может означать более низкую склонность к инфекции или более низкую способность инфекции распространяться в организме животного или между животными после установления.
Из-за возможности заражения животных новым коронавирусом от людей и наоборот, учреждения, включая Национальный зоопарк и зоопарк Сан-Диего, которые предоставили геномный материал для исследования, усилили программы по защите как животных, так и людей.
«Зоонозы и способы предотвращения передачи вируса от человека животному - не новая проблема для зоопарков и специалистов по уходу за животными», - сказал соавтор Клаус-Питер Кёпфли, старший научный сотрудник Смитсоновской школы охраны природы и бывший биолог из Смитсоновского института. Центр выживания видов и Центр сохранения геномики Института биологии сохранения. «Эта новая информация позволяет нам сосредоточить наши усилия и соответствующим образом планировать меры по обеспечению безопасности животных и людей».
Авторы призывают с осторожностью относиться к чрезмерной интерпретации прогнозируемых рисков для животных на основе результатов вычислений, отмечая, что фактические риски могут быть подтверждены только дополнительными экспериментальными данными. Список животных можно найти здесь.
Исследования показали, что непосредственный предок SARS-CoV-2, вероятно, произошел от вида летучих мышей. Было обнаружено, что летучие мыши имеют очень низкий риск заражения новым коронавирусом через свой рецептор ACE2, что согласуется с фактическими экспериментальными данными.
Передали ли летучие мыши новый коронавирус напрямую человеку или он прошел через промежуточного хозяина, пока неизвестно, но исследование поддерживает идею о том, что в этом участвовали один или несколько промежуточных хозяев. Эти данные позволяют исследователям определить, какие виды могли служить промежуточным хозяином в дикой природе, помогая усилиям по борьбе с будущей вспышкой инфекции SARS-CoV-2 в популяциях людей и животных.