O persoană care a avut rujeolă în urmă cu 100 de ani îi ajută pe oamenii de știință să depisteze originile virusului

Un plămân uman bolnav, fixat în formol de conservare timp de peste 100 de ani, i-a ajutat pe oamenii de știință să depisteze istoria virusului rujeolei și să plaseze originea acestuia până în secolul al VI-lea î.Hr.

Ani de zile, plămânul a stat în subsolul Muzeului de Istorie Medicală din Berlin, alături de sute de alte specimene de plămâni, toate colectate și conservate între anii 1870 și 1930. În goana după agenți patogeni respiratori bine conservați, virusologul Sébastien Calvignac-Spencer de la Institutul Robert Koch și echipa sa de cercetare au coborât în subsol și au privit în fiecare borcan în parte. „Este o chestiune de serendipitate” faptul că echipa a găsit un plămân aparținând unui pacient de 2 ani cu rujeolă care a murit din cauza bolii în 1912, a declarat Calvignac-Spencer.

Echipa a reușit să extragă mostre de virus din țesutul pulmonar vechi de 108 ani și a folosit materialul genetic – cel mai vechi genom al rujeolei secvențiat vreodată – pentru a afla mai multe despre originile agentului patogen. Într-un nou studiu, publicat astăzi (18 iunie) în revista Science, ei estimează că rujeola ar fi putut diverge de cea mai apropiată rudă cunoscută a sa, un virus bovin acum eradicat, încă din anul 528 î.Hr.

Noua estimare sugerează că virusul ar putea fi „cu mai mult de 1.000 de ani mai vechi decât orice estimare anterioară”, a declarat Calvignac-Spencer pentru Live Science.

Relaționat: 11 boli (uneori) mortale care au sărit de la o specie la alta

O descoperire rară

Studiile anterioare au prezis că rujeola și virusul dispărut al vitelor, numit rinderpest, s-au desprins din cel mai recent strămoș comun al lor între secolele al XI-lea și al XII-lea, potrivit unui raport din 2011 din revista Molecular Biology and Evolution (MBE). Cu toate acestea, medicul persan Muhammad ibn Zakariya al-Razi a scris o descriere clinică a rujeolei în secolul al X-lea, așa că ceva nu se potrivea.

„Despărțirea dintre rujeolă și pestă bovină este în mod clar subestimată”, a declarat Joel Wertheim, autorul raportului MBE și profesor asistent de medicină la University of California, San Diego, care nu a fost implicat în noul studiu Science. Aceste subestimări decurg din două probleme critice: lipsa unor eșantioane vechi de rujeolă și ipoteze greșite despre modul în care virusul suferă mutații în timp, care înclină modelele evolutive spre o „dată ridicol de recentă”, a declarat Wertheim pentru Live Science.

Wertheim și coautorii săi au construit un nou model pentru a ține cont de acești factori și au împins data originii la sfârșitul secolului al IX-lea, dar „nu credem că am avut dreptate”, a spus el. Acum, Calvignac-Spencer și echipa sa au ajuns la o estimare mai realistă, în parte, prin includerea în analiza lor a specimenului nou-descoperit din 1912, a spus Wertheim.

Relaționat: Devenind viral: 6 noi descoperiri despre viruși

Înainte ca echipa să găsească eșantionul din 1912, cel mai vechi genom al rujeolei secvențiat vreodată data din 1954, au notat autorii. Oamenii de știință estimează rata de schimbare evolutivă, sau cât de mult și cât de repede suferă mutații un virus, comparând eșantioane colectate în momente diferite și urmărind diferențele din codul lor genetic. Cu cât examinăm mai multe eșantioane și mai vechi, cu atât mai clară devine această rată de schimbare, a spus Calvignac-Spencer.

Dar coloana vertebrală a virusului rujeolei este ARN-ul, un tip de material genetic care se degradează rapid în comparație cu vărul său mai robust, ADN-ul. Proba din 1912 a scăpat de această soartă deoarece plămânul a fost fixat în formalină, un conservant care oprește reacțiile chimice care altfel ar degrada ARN-ul. De asemenea, formalina „lipește” ARN-ul conservat de moleculele din apropiere, ceea ce îl face dificil de extras, a spus Calvignac-Spencer.

Pentru a dezlipi ARN-ul, echipa a tăiat 0,007 uncii (200 miligrame) de țesut din plămân și a fiert micul eșantion, determinând moleculele lipicioase din interior să se desprindă fără a distruge ARN-ul. Echipa a construit apoi un genom „aproape complet” din ARN-ul salvat, au scris ei. Pentru a-și îmbogăți și mai mult modelul evolutiv, echipa a cercetat colecția de mostre genetice din Laboratorul Național de Referință din Germania și a găsit două mostre de rujeolă colectate în 1960 pentru a le adăuga la analiza lor.

Constituirea unor modele mai bune

Echipa și-a construit modelul evolutiv pornind de la proba din 1912, de la probele din 1960 și de la 127 de mostre suplimentare, majoritatea colectate în sau după anii 1990. Un al doilea model a comparat aproximativ 50 de secvențe de rujeolă cu virusul pestei bovine, care a fost declarat eradicat în 2011, și cu cea mai apropiată rudă a acestuia, peste des petits ruminants (PPRV), care infectează caprele și oile, pentru a stabili cu exactitate momentul în care acești agenți patogeni s-au desprins de strămoșul lor comun.

În ambele modele, echipa a luat în considerare un fenomen numit „selecție purificatoare”, pe care multe studii anterioare l-au trecut cu vederea, a spus Calvignac-Spencer. În timp ce unele presiuni evolutive adaugă mutații utile genomului și îl mențin stabil în timp, așa-numita selecție purificatoare curăță mutațiile dăunătoare din genom înainte ca acestea să se poată acumula. Aceste forțe complementare ajută la stabilirea ritmului schimbărilor evolutive, astfel încât, pentru a estima momentul apariției rujeolei, trebuie să țineți cont de selecția purificatoare, a spus Wertheim.

„Puteți schimba cu un ordin de mărime dacă luați în considerare selecția purificatoare”, a spus el. Selecția purificatoare, în parte, face ca anumite segmente ale genomului să mute ușor și des, în timp ce altele nu se schimbă aproape deloc, a adăugat el. „Veți avea mai multe mutații care vor lovi aceeași poziție din nou și din nou”, dar, deoarece aveți doar un număr limitat de eșantioane, este posibil să ratați unele dintre aceste mutații, a spus Calvignac-Spencer. Echipa a conceput modelul lor pentru a capta aceste mutații care, altfel, ar putea fi ratate.

Bazându-se pe momentul în care a existat o divergență între pojar și rujeolă, „cea mai timpurie dată posibilă pentru stabilirea rujeolei în populațiile umane” a avut loc în jurul secolului al VI-lea î.Hr, deși data exactă la care virusul a infectat pentru prima dată oamenii rămâne necunoscută.

Autorii au observat că, în urmă cu aproximativ 2.000 – 2.500 de ani, oamenii au început să construiască așezări suficient de mari pentru a susține un focar de rujeolă, oferind virusului o oportunitate de a se stabili. Rujeola tinde să se stingă în comunitățile cu mai puțin de 250.000 de indivizi, deoarece rezidenții devin rapid imuni la boală sau mor din cauza acesteia, astfel încât „populațiile umane mici ar putea servi doar ca gazde fără ieșire”, au scris ei.

Calvignac-Spencer a spus că este interesat să descopere eșantioane antice de rujeolă, dacă acestea există, pentru a rafina și mai mult înțelegerea noastră a istoriei agentului patogen. Wertheim a spus că preconizează că mai mulți virusologi se vor alătura vânătorii de eșantioane antice care se ascund în subsolurile muzeelor și în arhivele spitalelor.

„Am fost uimit când am văzut că au fost capabili să scoată un virus vechi de peste 100 de ani din țesutul pulmonar”, a spus Wertheim. Cred că tot mai mulți virusologi vor începe să folosească „virusuri din ce în ce mai vechi, pe măsură ce oamenii devin mai ambițioși și încurajați de aceste rezultate”, a adăugat el.

• 20 dintre cele mai grave epidemii și pandemii din istorie
• Cei mai letali 12 viruși de pe Pământ
• Top 10 boli misterioase

Publicat inițial pe Live Science.

.