Αφού δέχτηκε ένα σφάλμα νυχτερίδας σε ένα πρόσφατο συνέδριο,
Armin Scheben
είχε κυριολεκ
τι
κή και μεταφορική φαγούρα για να μελετήσει τις νυχτερίδες. Το έντομο που ρουφάει το αίμα είναι ένα από τα πολλά παράσιτα που προκαλούν ασθένειες που προσκολλώνται στα ιπτάμενα θηλαστικά – ωστόσο, οι νυχτερίδες σπάνια αρρωσταίνουν με τον ίδιο τρόπο που αρρωσταίνουν οι άνθρωποι.
Το ανοσοποιητικό σύστημα των θηλαστικών εξελίσσεται γρήγορα, καθώς τα είδη αντιμετωπίζουν πάντα νέα παθογόνα στο περιβάλλον τους. «Πρέπει να συμβαδίζετε συνεχώς με νέους κακούς που προσπαθούν να σας μολύνουν και να σας βλάψουν», λέει ο Scheben, ο οποίος είναι μεταδιδακτορικός συνεργάτης στη γονιδιωματική του πληθυσμού στο Cold Spring Harbor Laboratory (και έκτοτε έχει αναρρώσει από το τσίμπημα). Και ενώ έχει μελετήσει τις γενετικές προσαρμογές αρκετών θηλαστικών, αυτές ωχριούν σε σύγκριση με εκείνα που έχουν δώσει στις νυχτερίδες την ικανότητα να καταπολεμούν τις λοιμώξεις τόσο αποτελεσματικά.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο
η εφημερίδα
Βιολογία και Εξέλιξη Γονιδιώματος
, ο Scheben και η ομάδα του εντόπισαν τα γονίδια που συνέβαλαν στο ταχέως εξελισσόμενο ανοσοποιητικό σύστημα των νυχτερίδων και στη μοναδική τους ικανότητα να αποφεύγουν τους θανατηφόρους ιούς, ακόμη και τον καρκίνο. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι νυχτερίδες επιβιώνουν από ασθένειες θα μπορούσε να εμπνεύσει νέες ανοσοθεραπείες για τον άνθρωπο και ενδεχομένως να βοηθήσει στην πρόληψη μιας άλλης πανδημίας.
[Related: A ‘living’
cancer
drug helped two patients stay disease-free for a decade]
Οι συγγραφείς ανέλυσαν το DNA 15 διαφορετικών ειδών νυχτερίδων για να αποκτήσουν μια πιο ξεκάθαρη εικόνα για το πώς εξελίχθηκαν τα γονίδιά τους με την πάροδο του χρόνου. Ακολούθησαν πλήρως τα γονιδιώματα δύο ειδών νυχτερίδων, της νυχτερίδας φρούτων Τζαμάικας και της μεσοαμερικανικής μουστακαλής νυχτερίδας, και συγκέντρωσαν τα άλλα είδη από προϋπάρχοντα σύνολα δεδομένων.
Στη συνέχεια συνέκριναν το γονιδίωμα της νυχτερίδας με αυτό των ανθρώπων, των ποντικών και άλλων ευαίσθητων στον καρκίνο θηλαστικών, εστιάζοντας την προσοχή τους στις αλληλουχίες που κωδικοποιούν πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για την πρόκληση ή την πρόληψη ασθενειών. Αρχικά, παρέταξαν τα ομόλογα γονίδια ή μοιράστηκαν γονίδια μεταξύ διαφορετικών ειδών που κληρονόμησαν από έναν κοινό εξελικτικό πρόγονο. (Είναι σαν να συγκρίνουμε μήλα με μήλα, εξηγεί ο Scheben.) Με κάθε ομόλογο γονίδιο, υπέθεσαν δύο σενάρια: αν το έχασαν οι νυχτερίδες ή αν μεταλλάχθηκε. Εάν τα ιπτάμενα θηλαστικά έχασαν εντελώς το γονίδιο, υποδηλώνει ότι η παράλειψη είναι σημαντική για την καταπολέμηση της ασθένειας. Αλλά αν παρέμενε με ανεπαίσθητες αλλαγές στην αλληλουχία DNA που βρίσκονται μόνο σε νυχτερίδες, θα μπορούσε να δείξει μια αλλαγή στη λειτουργία των γονιδίων που με κάποιο τρόπο βοηθά την ομάδα να παραμείνει υγιής.
Στο τέλος, οι πιο εντυπωσιακές αλλαγές που εντόπισε η ομάδα ήταν στα γονίδια ιντερφερόνης τύπου ένα (IFN), τα οποία είναι σημαντικά για τον έλεγχο των φλεγμονωδών αποκρίσεων στις λοιμώξεις. Συγκεκριμένα, παρατήρησαν μια μετατόπιση στον αριθμό των αντιιικών γονιδίων IFN-α και IFN-ω. Για παράδειγμα, τρία είδη νυχτερίδων φαινόταν να έχουν χάσει όλη την IFN-α τους ενώ αυξάνουν τον αριθμό των γονιδίων IFN-ω.
Σύμφωνα με τον Scheben, το πιο εκπληκτικό εύρημα ήταν η παρατήρηση της απώλειας της IFN-α και της προσθήκης περισσότερων γονιδίων IFN-ω, «τα οποία δεν είχαν αναφερθεί καθόλου πριν». Τα
αποτελέσματα
υποδεικνύουν ότι τα νέα γονίδια IFN-ω και IFN-α που λείπουν είναι σημαντικά στις νυχτερίδες για την αντίσταση σε ιογενείς λοιμώξεις, ενώ αποτρέπουν τις υπερδραστικές φλεγμονώδεις αποκρίσεις – ένα χαρακτηριστικό που έχει κάνει τη φλεγμονή δίκοπο μαχαίρι στους ανθρώπους.
Όμως, ενώ τα ευρήματα έχουν φέρει τους γενετιστές ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση του πώς οι νυχτερίδες εξέλιξαν τη μοναδική τους ικανότητα να αντιστέκονται στον καρκίνο και τους ιούς, δεν δίνουν μια πλήρη εικόνα. Η μελέτη επικεντρώνεται μόνο στη γενετική της έμφυτης ανοσίας (την άμεση ανοσοαπόκριση στα μολυσμένα κύτταρα), λέει
Τόνι Σούντζ
, καθηγητής στο Κέντρο Μεταδιδόμενων Λοιμωδών Νοσημάτων στο Κρατικό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Δεν περιλαμβάνει πληροφορίες σχετικά με την προσαρμοστική ανοσία των νυχτερίδων, η οποία αποτελείται από τις αποκρίσεις αντισωμάτων και Τ-κυττάρων που χρησιμοποιούν πολλά θηλαστικά για την καταπολέμηση ασθενειών. «Αυτά είναι δύο πολύ διαφορετικά, αλλά συμπληρωματικά συστατικά της ανοσίας», εξηγεί ο Schountz. «Σχεδόν όλη η εστίαση στην ανοσία της νυχτερίδας μέχρι σήμερα ήταν στην έμφυτη ανοσία, κυρίως επειδή η μελέτη της προσαρμοστικής ανοσίας απαιτεί ζωντανά ζώα, τα οποία λίγες ομάδες έχουν και είναι πολύ πιο περίπλοκη».
Ακόμη και χωρίς ένα πλήρες σύνολο πληροφοριών, η κατανόηση των αλλαγών στο έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα των νυχτερίδων θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναπτύξουν γενετικές θεραπείες για τον άνθρωπο που μειώνουν την ευαισθησία σε ορισμένες ασθένειες. Μπορούμε επίσης να μάθουμε ποια γονίδια καθορίζουν τη διάρκεια ζωής των νυχτερίδων από 20 έως 30 χρόνια ή πώς το
σώμα
τους έχει προσαρμοστεί
επεξεργάζεστε τρόφιμα πλούσια σε ζάχαρη
χωρίς να εμφανιστούν οι αρνητικές συνέπειες που παρατηρούνται σε άτομα με διαβήτη.
[Related: What bats and metal vocalists have in common]
Και παρόλο που οι νυχτερίδες έχουν αποκτήσει διαβόητη φήμη για τον υποτιθέμενο ρόλο τους στη διάδοση του COVID, ο Scheben ελπίζει ότι αυτά τα νέα ευρήματα θα μπορούσαν να οδηγήσουν τους ερευνητές στη σωστή κατεύθυνση για να κατανοήσουν πώς τα ζώα φιλοξενούν τέτοιους ισχυρούς ιούς και παράσιτα χωρίς να αρρωσταίνουν πολύ. Μια μέρα, λέει, αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να αποτραπεί το είδος μας να υποφέρει από σημαντικά συμπτώματα όταν μολυνθεί. «Δεν είναι απολύτως άστοχο να πιστεύουμε ότι η μελέτη των νυχτερίδων θα μπορούσε να μας βοηθήσει να αποτρέψουμε μια άλλη πανδημία».