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La risposta immunitaria feroce dei pipistrelli ai virus ha potuto determinare l'emergenza zoonotica

Non è negli ultimi anni coincidenza quegli alcuni degli scoppi di malattia virali peggiori -- SAR, MERS, Ebola, Marburgo e probabilmente il virus recentemente arrivato 2019-nCoV -- provenuto da pipistrelli.

Una nuova università di California, Berkeley, studio trova che la risposta immunitaria feroce dei pipistrelli ai virus potrebbe guidare i virus per ripiegare più velocemente, di modo che quando saltano ai mammiferi con i sistemi immunitari medii, quali gli esseri umani, i virus provochi la distruzione micidiale.

Alcuni pipistrelli -- compreso quelli conosciuti per essere la sorgente originale delle infezioni umane -- sono stati indicati ai sistemi immunitari ospite che sono innescati perpetuo per montare le difese contro i virus. L'infezione virale in questi pipistrelli piombo ad una risposta rapida che mura il virus dalle celle. Mentre questo può proteggere i pipistrelli dall'ottenere infettato con gli alti caricamenti virali, incoraggia questi virus a riprodurrsi più rapidamente all'interno di un host prima che una difesa possa essere montata.

Ciò rende a pipistrelli un bacino idrico unico rapido di riproduzione e dei virus altamente ereditari. Mentre i pipistrelli possono tollerare i virus come questi, quando questi virus quindi l'entrare del pipistrello negli animali che mancano di un sistema immunitario di rapido risposta, i virus sopraffanno rapidamente i loro nuovi host, piombo agli alti tassi di mortalità.

Alcuni pipistrelli possono montare questa risposta antivirale robusta, ma egualmente la saldano con una risposta anti-infiammatoria. Il nostro sistema immunitario genererebbe l'infiammazione diffusa se tentando questa stessa strategia antivirale. Ma i pipistrelli sembrano adatti a unicamente ad evitare la minaccia di immunopatologia.„

Ruscello di Cara, collega postdottorale di Miller a Uc Berkeley ed il primo autore dello studio

I ricercatori notano quello pipistrello che d'interruzione l'habitat sembra sollecitare gli animali e che li fa spargere ancor più virus in loro saliva, urina e feci che possono infettare altri animali.

“Le minacce ambientali intensificate contro i pipistrelli possono aggiungere alla minaccia della zoonosi,„ ha detto il ruscello, che lavora con un programma di controllo del pipistrello costituito un fondo per da DARPA (il Defense Advanced Research Projects Agency degli Stati Uniti) che è corrente in corso nel Madagascar, nel Bangladesh, nel Ghana ed in Australia. Il progetto, batte una salubrità, esplora il collegamento fra perdita di habitat del pipistrello e lo straripamento dei virus del pipistrello in altri animali ed esseri umani.

“La riga inferiore è che i pipistrelli sono potenzialmente speciali quando si tratta dell'ospitalità dei virus,„ ha detto gli avvii di Mike, un ecologo di malattia e professore di Uc Berkeley di biologia integrante. “Non è casuale che molti questi virus stanno venendo dai pipistrelli. I pipistrelli sono nemmeno quello strettamente connesso a noi, in modo da non li non invitare per ospitare molti virus umani. Ma questo lavoro dimostra come i sistemi immunitari del pipistrello potrebbero determinare la virulenza che sormonta questa.„

Il nuovo studio dal ruscello, dagli avvii e dai loro colleghi è stato pubblicato questo mese nel eLife del giornale.

Il collega Wayne Getz di Uc Berkeley e degli avvii è fra 23 cinesi ed i co-author americani di un documento pubblicato la settimana scorsa nel giornale EcoHealth che parla a favore di migliore collaborazione fra gli Stati Uniti e gli scienziati cinesi che sono messi a fuoco sull'ecologia di malattia e sulle infezioni emergenti.

Il volo vigoroso piombo alla durata della vita più lunga - e tolleranza forse virale

Come il solo mammifero di volo, i pipistrelli elevano le loro tariffe metaboliche in volo ad un livello che doppi che hanno raggiunto dai roditori similmente graduati quando funziona.

Generalmente, l'attività fisica vigorosa e le alte tariffe metaboliche piombo ad più alto danno di tessuto dovuto una capitalizzazione delle molecole reattive, soprattutto radicali liberi. Ma per permettere al volo, i pipistrelli sembrano sviluppare i meccanismi fisiologici per pulire efficientemente queste molecole con lo straccio distruttive.

Ciò ha il vantaggio collaterale efficientemente del prosciugamento delle molecole con lo straccio offensive prodotte tramite infiammazione di tutta la causa, che può spiegare le durate della vita unicamente lunghe dei pipistrelli. I più piccoli animali con le frequenze cardiache più veloci ed il metabolismo hanno tipicamente più brevi durate della vita che i più grandi animali con i battiti cardiaci più lenti ed il metabolismo più lento, presumibilmente perché l'alto metabolismo piombo ai radicali liberi più distruttivi. Ma i pipistrelli sono unici nell'avere durate della vita ben più lunghe che altri mammiferi della stessa dimensione: Alcuni pipistrelli possono vivere 40 anni, mentre un roditore della stessa dimensione può vivere due anni.

Questa rapida che tamping giù dell'infiammazione può anche avere altro beneficio accessorio: tamping giù l'infiammazione si è riferito alla risposta immunitaria antivirale. Un trucco chiave dei sistemi immunitari di molti pipistrelli è la versione di capelli-grilletto di una molecola di segnalazione chiamata interferone-alfa, che dice altre celle “di equipaggiare le stazioni di battaglia„ prima che un virus invada.

Il ruscello era curioso come la risposta immunitaria rapida dei pipistrelli pregiudica l'evoluzione dei virus che ospitano, in modo da ha eseguito gli esperimenti sulle celle coltivate da due pipistrelli e, come controllo, da una scimmia. Un pipistrello, il pipistrello di frutta egiziano (aegyptiacus) di Rousettus, un host naturale del virus di Marburgo, richiede un attacco virale diretto prima della trascrizione del suo gene dell'interferone-alfa per sommergere l'organismo da interferone. Questa tecnica è leggermente più lenta di quella della volpe di volo nera australiana (alecto) del Pteropus, un bacino idrico del virus di Hendra, che è innescato per combattere le infezioni virali con il RNA dell'interferone-alfa che è trascritto e per ready per trasformarsi in proteina. La linea cellulare del cercopiteco africano (Vero) non produce l'interferone affatto.

Una volta sfidate dai virus che imitano Ebola e Marburgo, le risposte differenti di queste linee cellulari direzione. Mentre la linea cellulare del cercopiteco grigioverde rapido è stata sopraffatta ed ucciso stata dai virus, un sottoinsieme delle celle del pipistrello di rousette si è murato con successo fuori dall'infezione virale, grazie ad allarme immediato dell'interferone.

Nelle celle nere australiane della volpe di volo, la risposta immunitaria riusciva ancor più, con l'infezione virale rallentata sostanzialmente sopra quella nella linea cellulare di rousette. Inoltre, questi battono le risposte dell'interferone sono sembrato permettere le infezioni ad ultimo più lungo.

“Pensi ai virus su uno strato monomolecolare della cellula come una masterizzazione dell'incendio attraverso una foresta. Alcune delle comunità -- celle -- abbia le coperte di emergenza ed i lavaggi dell'incendio da parte a parte senza nuocere loro, ma a fine giornata ancora avete carboni di fuoco senza fiamma nel sistema -- ci sono ancora alcune celle virali,„ Brook ha detto. Le comunità sopravviventi delle celle possono riprodurrsi, fornendo i nuovi obiettivi per il virus ed installando un'infezione di fuoco senza fiamma che persiste attraverso la durata della vita del pipistrello.

Il ruscello e gli avvii hanno creato un modello semplice dei sistemi immunitari dei pipistrelli per ricreare i loro esperimenti in un computer.

“Questo suggerisce che quello avere un sistema realmente robusto dell'interferone abbia aiutato questi virus a persistere all'interno del host,„ Brook ha detto. “Quando avete un'più alta risposta immunitaria, ottenete queste celle che sono protette dall'infezione, in modo dal virus può realmente arrampicarsi la sua tariffa della replica senza danneggiare il suo host. Ma quando trabocca in qualcosa come un essere umano, non abbiamo quegli stessi ordinamenti del meccanismo antivirale e potremmo avvertire molta patologia.„

I ricercatori hanno notato che molti dei virus del pipistrello saltano agli esseri umani attraverso un intermediario animale. Il SAR ha ottenuto agli esseri umani attraverso lo zibetto di palma asiatico; MERS via i cammelli; Ebola via le gorille e gli scimpanzè; Nipah via i maiali; Hendra via i cavalli e Marburgo attraverso i cercopitechi africani. Ciò nonostante, questi virus ancora rimangono estremamente virulenti e micidiali trasformando il salto definitivo gli esseri umani.

Il ruscello e gli avvii stanno progettando un modello più convenzionale di evoluzione di malattia all'interno dei pipistrelli per capire meglio lo straripamento del virus in altri animali ed esseri umani.

“È realmente importante capire la traiettoria di un'infezione per potere da predire l'emergenza e spargersi e trasmissione,„ Brook ha detto.

Source:
Journal reference:

Brook, C.E., et al. (2020) Accelerated viral dynamics in bat cell lines, with implications for zoonotic emergence. eLife. doi.org/10.7554/eLife.48401.