Během pandemie španělské chřipky mezi roky 1918 a 1920 zemřelo na následky nemoci 20 až 100 milionů lidí. Vědci se dlouho domnívali, že schopnost plně proniknout do lidského těla si virus vyvinul až v průběhu pandemie, bližší zkoumání vzorku viru z roku 1918 však ukázalo, že klíčové mutace nesl už mnohem dříve….

Nové virové epidemie představují pro společnost a veřejné zdraví velkou výzvu. Podle odborníků je pro vývoj cílených protiopatření důležité poučit se z minulých pandemií a zejména pochopit vývoj virů. Proto se mezinárodní výzkumný tým, vedený Verenou Schünemannovou, paleogenetičkou a profesorkou archeologických věd na Univerzitě v Basileji a dříve i na Univerzitě v Curychu, rozhodl zrekonstruovat první švýcarský genom viru španělské chřipky.

Pro svoji studii využil více než 100 let starý virus odebraný z vlhkého vzorku fixovaného formalinem z lékařské sbírky Ústavu evoluční medicíny na Univerzitě v Curychu.

Zkoumání vzorku z roku 1918

„Lékařské sbírky jsou neocenitelným archivem pro rekonstrukci starověkých genomů RNA virů. Potenciál těchto vzorků však zůstává nedostatečně využit,“ domnívá se Frank Rühli, ředitel ústavu. Zkoumaný virus pocházel od 18letého pacienta, který zemřel během první vlny pandemie ve Švýcarsku, jeho tělo bylo pitváno v červenci roku 1918. Vzorky konzervované ve formalinu byly dříve považovány za nevhodné pro genetickou analýzu, protože RNA, nositelka genetické informace u chřipkových virů, je výrazně křehčí než DNA a rychle se rozpadá, formalín ji navíc poškozuje.

Vědeckému týmu se ovšem podařilo vyvinout zcela novou technologii, která dokáže poskládat celý genom i z velmi krátkých a poškozených fragmentů RNA. Využívá přitom enzym ligáza, který dokáže správně propojit i silně fragmentované úseky díky informaci o orientaci vzájemných vazeb.

Podrobné zkoumání viru odhalilo, že již v počátcích pandemie měl virus tři klíčové mutace, které mu umožnily obejít důležité složky lidské imunity a lépe se navázat na lidské buňky. Odborníci se dosud domnívali, že se tyto nebezpečné adaptace objevily až během druhé, smrtonosnější vlny pandemie na podzim roku 1918.

Virus prolomil lidskou imunitu

Jedna z mutací změnila tvar povrchového proteinu hemaglutininu, kterým si virus „odemyká“ lidské buňky. Díky ní se stal nakažlivějším. Další dvě mutace mu umožnily oklamat důležitou součást imunity, protein MxA, který chrání člověka před ptačími chřipkami.

Virus všechny tyto mutace obsahovat už v létě roku 1918. Následně mu stačily pouhé 4 měsíce, aby obletěl svět. Paradoxem bylo, že kromě dětí a starých lidí na něj ve velkém umírali i mladí a dosud zdraví dospělí mezi 20 a 40 lety věku, a to proto, že jejich imunitní systém na nákazu reagoval přehnanou, sebedestruktivní reakcí, tak zvanou cytokinovou bouří.

Španělskou chřipku způsobil virus chřipky H1N1, nyní se pro lidstvo stává nebezpečnou ptačí chřipka, způsobená virem H5N1, která ohrožuje ptačí populace po celém světě a již došlo i k jejímu přenosu na některé savce.

Podle odborníků je tak jen otázkou času, kdy budou její viry schopné napadat i člověka. „Lepší pochopení dynamiky toho, jak se viry adaptují na lidi během pandemie po dlouhou dobu, nám umožňuje vyvinout modely pro budoucí pandemie,“ říká Verena Schünemannová.

„Díky našemu interdisciplinárnímu přístupu, který kombinuje historicko-epidemiologické a genetické vzorce přenosu, můžeme vytvořit základ pro výpočty založený na důkazech,“ dodává Kaspar Staub, spoluautor studie z Univerzity v Curychu.

Zdroje:  University of Basel, BMC Biology.