Międzynarodowy zespół badawczy pod kierownictwem paleogenetyczki prof. Vereny Schünemann dokonał przełomowego odkrycia w zrozumieniu jednej z najgroźniejszych pandemii w historii, rekonstruując pierwszy szwajcarski genom wirusa grypy z 1918 roku.
Naukowcy wykorzystali ponad 100-letnią próbkę wirusa, pobraną z utrwalonego formaliną preparatu znajdującego się w kolekcji medycznej Uniwersytetu w Zurychu. Próbka pochodziła od 18-letniego pacjenta, który zmarł podczas pierwszej fali pandemii w lipcu 1918 roku i został poddany autopsji.
„Po raz pierwszy mamy dostęp do genomu wirusa grypy z pandemii z lat 1918–1920 w Szwajcarii” – wyjaśnia prof. Schünemann. „To otwiera nowe możliwości poznania dynamiki adaptacji wirusa w Europie na początku pandemii.”
Analiza genetyczna ujawniła, że szwajcarski szczep wirusa już wtedy posiadał trzy kluczowe adaptacje do organizmu człowieka, które utrzymały się w populacji wirusa do końca pandemii. Dwie z tych mutacji zwiększały odporność wirusa na składnik przeciwwirusowy ludzkiego układu odpornościowego – istotną barierę chroniącą przed przenoszeniem się wirusów grypy o pochodzeniu ptasim na ludzi.
W przeciwieństwie do adenowirusów, które mają stabilne DNA, wirusy grypy przechowują informacje genetyczne w postaci RNA, które ulega znacznie szybszemu rozkładowi. „Starożytne RNA zachowuje się przez długi czas tylko w bardzo specyficznych warunkach. Dlatego opracowaliśmy nową metodę, która zwiększa nasze możliwości odzyskiwania fragmentów starożytnego RNA z takich próbek” – tłumaczy Christian Urban, pierwszy autor badania.
To pionierskie badanie pokazuje, jak zaawansowane narzędzia analizy genomowej oparte na sztucznej inteligencji rewolucjonizują nasze rozumienie historycznych patogenów. Analizując cechy genetyczne, które uczyniły wirusa z 1918 roku tak śmiercionośnym, naukowcy zdobywają kluczowe informacje, które mogą pomóc w zapobieganiu i reagowaniu na przyszłe zagrożenia pandemiczne. Nowa metoda może być teraz wykorzystywana do rekonstrukcji kolejnych genomów starożytnych wirusów RNA, umożliwiając badaczom weryfikację autentyczności odzyskanych fragmentów RNA.
Wyniki tego badania będą szczególnie ważne w kontekście przyszłych pandemii. „Lepsze zrozumienie dynamiki adaptacji wirusów do ludzi podczas pandemii na przestrzeni czasu pozwala nam opracowywać modele dla przyszłych pandemii” – zauważa prof. Schünemann. To interdyscyplinarne podejście, łączące historyczno-epidemiologiczne i genetyczne wzorce transmisji, stanowi oparte na dowodach podstawy do obliczeń, które mogą pomóc przewidywać i łagodzić skutki przyszłych epidemii.