Mennesker er ikke den eneste art, der står over for en potentiel trussel fra SARS-CoV-2, den nye coronavirus, der forårsager COVID-19, ifølge en ny undersøgelse fra University of California, Davis.
Et internation alt hold af videnskabsmænd brugte genomisk analyse til at sammenligne den vigtigste cellulære receptor for virussen hos mennesker - angiotensinkonverterende enzym-2 eller ACE2 - i 410 forskellige arter af hvirveldyr, herunder fugle, fisk, padder, krybdyr og pattedyr.
ACE2 findes norm alt på mange forskellige typer celler og væv, inklusive epitelceller i næse, mund og lunger. Hos mennesker er 25 aminosyrer af ACE2-proteinet vigtige for, at virussen binder sig og kan trænge ind i celler.
Forskerne brugte disse 25 aminosyresekvenser af ACE2-proteinet og modellering af dets forudsagte proteinstruktur sammen med SARS-CoV-2-spidsproteinet til at evaluere, hvor mange af disse aminosyrer der findes i ACE2-proteinet af de forskellige arter.
"Dyr med alle 25 aminosyrerester, der matcher det humane protein, forventes at have den højeste risiko for at pådrage sig SARS-CoV-2 via ACE2," sagde Joana Damas, førsteforfatter for papiret og en postdoktoral forskningsmedarbejder på UC Davis. "Risikoen forventes at falde, jo mere artens ACE2-bindingsrester adskiller sig fra mennesker."
Omkring 40 procent af de arter, der potentielt er modtagelige for SARS-CoV-2, er klassificeret som "truede" af International Union for Conservation of Nature og kan være særligt sårbare over for menneske-til-dyr-transmission. Undersøgelsen blev offentliggjort 21. august i Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Dataene giver et vigtigt udgangspunkt for at identificere sårbare og truede dyrepopulationer med risiko for SARS-CoV-2-infektion," sagde Harris Lewin, hovedforfatter for undersøgelsen og en fremtrædende professor i evolution og økologi ved UC Davis. "Vi håber, det inspirerer til praksis, der beskytter både dyrs og menneskers sundhed under pandemien."
Truede arter forudsagt at være i fare
Adskillige kritisk truede primatarter, såsom den vestlige lavlandsgorilla, Sumatran-orangutang og nordlige hvidkindede gibboner, forventes at have en meget høj risiko for infektion med SARS-CoV-2 via deres ACE2-receptor.
Andre dyr, der er markeret som højrisiko, omfatter havpattedyr såsom gråhvaler og flaskenæsedelfiner samt kinesiske hamstere.
Husdyr såsom katte, kvæg og får viste sig at have en middel risiko, og hunde, heste og grise viste sig at have lav risiko for ACE2-binding. Hvordan dette relaterer sig til infektion og sygdomsrisiko skal bestemmes af fremtidige undersøgelser, men for de arter, der har kendte smittedata, er korrelationen høj.
I dokumenterede tilfælde af SARS-COV-2-infektion hos mink, katte, hunde, hamstere, løver og tigre, kan virussen bruge ACE2-receptorer, eller de kan bruge andre receptorer end ACE2 for at få adgang til værtsceller. Lavere tilbøjelighed til binding kunne oversættes til lavere tilbøjelighed til infektion eller lavere evne for infektionen til at sprede sig i et dyr eller mellem dyr, når først det er etableret.
På grund af potentialet for dyr til at pådrage sig den nye coronavirus fra mennesker og omvendt har institutioner, herunder National Zoo og San Diego Zoo, som begge bidrog med genomisk materiale til undersøgelsen, styrket programmer til beskyttelse af begge dyr og mennesker.
"Zoonotiske sygdomme og hvordan man forhindrer overførsel fra mennesker til dyr er ikke en ny udfordring for zoologiske haver og dyreplejepersonale," sagde medforfatter Klaus-Peter Koepfli, seniorforsker ved Smithsonian-Mason School of Conservation og fhv. bevaringsbiolog med Smithsonian Conservation Biology Institutes Center for Species Survival og Center for Conservation Genomics."Denne nye information giver os mulighed for at fokusere vores indsats og planlægge i overensstemmelse hermed for at holde dyr og mennesker sikre."
Forfatterne opfordrer til, at man udviser forsigtighed mod at overfortolke de forudsagte dyrerisici baseret på beregningsresultaterne, idet de bemærker, at de faktiske risici kun kan bekræftes med yderligere eksperimentelle data. Listen over dyr kan findes her.
Forskning har vist, at SARS-CoV-2's umiddelbare forfader sandsynligvis stammer fra en flagermus. Flagermus viste sig at have meget lav risiko for at pådrage sig den nye coronavirus via deres ACE2-receptor, hvilket er i overensstemmelse med faktiske eksperimentelle data.
Om flagermus direkte overførte den nye coronavirus direkte til mennesker, eller om den gik gennem en mellemvært, vides endnu ikke, men undersøgelsen understøtter ideen om, at en eller flere mellemværter var involveret. Dataene giver forskerne mulighed for at se på, hvilke arter der kunne have tjent som mellemvært i naturen, hvilket hjælper bestræbelserne på at kontrollere et fremtidigt udbrud af SARS-CoV-2-infektion i mennesker og dyrepopulationer.
Yderligere forfattere på undersøgelsen omfatter: Marco Corbo, UC Davis Genome Center; Graham M. Hughes og Emma C. Teeling, University College Dublin, Irland; Kathleen C. Keough og Katherine S. Pollard, UC San Francisco; Corrie A. Painter, Nicole S. Persky, Diane P. Genereux, Ross Swofford, Kerstin Lindblad-Toh og Elinor K. Karlsson, Broad Institute of MIT og Harvard, Cambridge, Massachussetts; Michael Hiller, Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics, Dresden, Tyskland; Andreas R. Pfenning, Carnegie Mellon University, Pittsburgh; Huabin Zhao, Wuhan Universitet, Wuhan, Kina; Oliver A. Ryder, San Diego Zoo Institute for Conservation Research, Escondido og UC San Diego; Martin T. Nweeia, Harvard School of Dental Medicine, Boston, og Smithsonian Institution, Washington D. C.
Forskningen i denne undersøgelse blev koordineret som en del af Genome 10K Organization, som omfatter Bat1K, Zoonomia, Vertebrate Genomes Project og Earth BioGenome Project. Genomisk information til undersøgelsen blev også leveret af National Center for Biotechnology Information's GenBank, San Diego Zoo's Frozen Zoo og Smithsonian's Global Genome Initiative. Dette arbejde blev støttet af Robert og Rosabel Osborne Endowment.
