Nova odkritja o virusu pasje kuge mečejo novo luč na znanje o njegovi evoluciji
(11.12.2012) Do sedaj je veljalo splošno prepričanje, da se je virus pasje kuge najprej pojavil pri domačih psih ter se preko njih prenesel na divje živali. Nove ugotovitve dokazujejo, da je možen tudi obraten potek. Vprašanje je raziskovala mednarodna skupina znanstvenikov iz Nemčije, Kanade in ZDA.
Raziskovali so mehanizem „ključa in ključavnice“, s katerim se povzročitelj pritrjuje na gostiteljske celice. Ob tem se je prvič pojavil dokaz, da se je ob generalizirani obliki virusa, ki lahko inficira tako domače kot divje živali, razvila dodatna oblika, ki se je specializirala na infekcijo domačih psov.
Poročilo o študiji z rezultati je objavljeno v aktualni izdaji spletne strokovne revije PLOS ONE na povezavi http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0050955.
Že dalj časa je znano dejstvo da se virusa pasje kuge, izolirana pri afriškem levu in domačem psu, razlikujeta. V študiji sta bila oba virusna seva, pasji in levji, aplicirana na celične kulture različnih pasem domačih psov ter drugih divjih in domačih živali. Med drugim je bil predmet raziskave uspešen prehod virusa v gostiteljsko celico in njegovo nadaljnje razmnoževanje.
Sev, izoliran pri divjih živalih, se je na vseh celičnih kulturah obnašal približno enako. Virus domačega psa pa je na kulturah pasjih celic dosegal bistveno boljše rezultate glede vstopa v celico in razmnoževanja. Kako se lahko dobljeni rezultati pojasnijo?
Ugotovitve kažejo, da ima virusni sev divjih plenilcev generalizirane lastnosti, ki mu omogočajo sposobnost inficiranja veliko vrst divjih in domačih živali. V nasprotju s tem ima pasji sev bolj specializirane lastnosti, skozi evolucijo se je prilagodil in specializiral na psa ter razvil "ključ", ki odgovarja le "ključavnici" pasjih celic.
"Sposobnost dostopa do gostiteljske celice s pravilnim ključem je bistvenega pomena za uspešno okužbo gostitelja," pojasnjuje Veljko Nikolin iz berlinskega inštituta Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW).
Skupina znanstvenikov je proučila molekularno podlago za mehanizem ključa in ključavnice pri virusu pasje kuge. Virus proizvaja protein (hemaglutinin) kot ključ, ki popolnoma odgovarja ključavnici receptorja signalnih molekul aktiviranih limfocitov, ki so prtrjene na gostiteljevi celici ter omogočijo virusu prehod v njeno notranjost.
Strokovnjaki so lahko dokazali, da se celični receptorji (ključavnica) psa in divjih mesojedov znatno razlikujejo. Ključ virusa je tako usklajen s specifično ključavnico gostiteljske celice.
"Ker se struktura ključavnice gostiteljske celice psa in njegovih najbližnjih sorodnikov očitno razlikuje od ostalih živali smo pričakovali, da se tudi pri ostalih vrstah pojavljajo variacije ključa, s katerim se različni sevi pritrdijo na določene gostiteljice.
Naša pričakovanja so se izkazala za resnična. Virusi se stalno prilagajajo, da bi izboljšali svoje sposobnosti za infekcijo različnih gostiteljev," rezultate preiskave komentira Klaus Osterrieder iz Univerze v Berlinu.
Na beljakovini, s katero se virus pasje kuge domačega psa pripenja na celice, so raziskovalci eksperimentalno zamenjali aminokislino tirozin z aminokislino histidin, ki se na tem mestu pojavlja pri virusnem sevu divjih živali.
Zamenjava je omogočila hitrejše pritrjevanje in razmnoževanje pasjega seva na celičnih kulturah ostalih plenilcev. Spremenjen virusni sev pasje kuge je tako pridobil generalizirane lastnosti. V tej obliki ima virus možnost razširjanja med različnimi vrstami gostiteljev ter ni več specializiran le na posamezno vrsto, torej domačega psa.
Glede na aktualno študijo lahko sklepamo na skupno evolucijo virusa pasje kuge in njegovega gostitelja. "Zmeraj je kot splošno dejstvo veljalo, da se je pasja kuga pojavila najprej pri domačih psih in nato prešla na divje živalske vrste," razlaga znanstvenica in vodja raziskave Marion East z inštituta IZW.
"Naši rezultati kažejo na dejstvo, da je virus pasje kuge prvotno obstajal kot generaliziran virus med divjimi plenilci. Šele kasneje, z razvojem človeka in vedno bolj razširjenim lastništvom domačih psov, so se razvili sevi, specializirani za okužbo domačega psa." Večanje števila domačih psov je torej pogojevalo in pospešilo evolucijo specializiranih virusnih sevov.
"Najnovejše ugotovitve znatno prispevajo k znanju o razširjanju pasjega seva. Podajajo nam dokaz o različnih oblikah virusa pasje kuge s svojimi generaliziranimi in specializiranimi lastnostmi. Proučen je tudi osnovni mehanizem, ki omogoča uspešno okužbo gostitelja.
Na podlagi rezultatov lahko tudi rečemo, da specializacija virusa na domačega psa vodi v manjšo uspešnost okužbe divjih in nekaterih drugih domačih živali. Pasji sev virusa pasje kuge je tako s specializacijo sprejel kompromis, saj je ob pridobitvi večje sposobnosti okužbe psa izgubil sposobnost prehoda na ostale živalske vrste," pojasni Eastova.
Pasja kuga je bolezen, ki se kljub uspešnim cepivom še zmeraj redno pojavlja pri domačih psih. Pojavljanje virusa je bilo dokazano tudi pri različnih vrstah divjih plenilcev, živečih v neposeljeni naravi ali v bližini človeških domov. Klinično sliko okužbe z virusom sestavljajo predvsem nevrološke motnje, nosni izcedek, povišana telesna temperatura, utrujenost in diareja.
Izvirna publikacija: Nikolin VM, Osterrieder N, von Messling V, Hofer H, Anderson D, Dubovi E, Brunner E, East ML (2012): Antagonistic pleiotropy and fitness trade-offs reveal specialist and generalist traits in strains of canine distemper virus. PLoS ONE.
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0050955
