Skip to main content

A transcriptomic approach to understand the avian genetic susceptibility to West Nile Virus infection

Article Category

Article available in the folowing languages:

Turkawki mogą być złym omenem dla wróbli i ludzi

Pandemia koronawirusa uwydatniła fakt, że nowe choroby zakaźne, które przenoszone są przez dzikie zwierzęta, stanowią poważne wyzwanie dla zdrowia na całym świecie. Lepsze zrozumienie dynamiki choroby wywoływanej przez wirus Zachodniego Nilu ma kluczowe znaczenie dla opracowania skutecznych strategii jej ograniczania.

Zdrowie

O obecności wirusa Zachodniego Nilu (ang. West Nile virus, WNV) w Europie wiadomo od dziesięcioleci. Wirus Zachodniego Nilu, przenoszony przez ptaki, jest główną przyczyną wirusowego zapalenia mózgu na świecie. Na początku XXI wieku okazało się, że wirus ten występuje endemicznie w kilku krajach Europy, w tym we Włoszech i Hiszpanii. W okresie od 2011 do 2019 roku w Europie wykryto 3 549 przypadków zakażenia tym wirusem u ludzi, przy czym szczyt zachorowań przypadł na 2018 rok. Obecnie wirus rozprzestrzenia się na północ. Nowe przypadki opisano w Niemczech w 2018 roku i w Niderlandach w 2020 roku. Dostępne jest unijne narzędzie służące do śledzenia rozprzestrzeniania się WNV. Latem 2020 roku w Hiszpanii doszło do wybuchu epidemii WNV, będącej największym ogniskiem choroby przenoszonej przez komary w Hiszpanii od czasu zwalczenia malarii w 1964 roku. Celem projektu TransWNV było lepsze zrozumienie dynamiki rozprzestrzeniania się WNV poprzez określenie reakcji różnych gatunków ptaków na zakażenie tym wirusem. „Patrząc na te liczby, należy wziąć pod uwagę, że u 80 % zakażonych osób nie występują żadne objawy, u 20 % rozwija się ich pewna forma, a u znacznie mniejszego odsetka na poziomie 1–-2 % choroba przybiera ciężki przebieg. Liczba osób narażonych na kontakt z wirusem jest więc znacznie większa”, wyjaśnia główna badaczka María José Ruiz-López. Badaczka pracuje w Stacji Biologicznej Doñana należącej do hiszpańskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych w Sewilli. Ruiz-López otrzymała stypendium działania „Maria Skłodowska-Curie”.

Komunikaty zawarte w DNA

Ekspresja genów jest ściśle regulowanym procesem, który pozwala nam reagować na zmieniające się warunki. Ekspresja pewnych genów jest włączana i wyłączana, albo wzrasta lub maleje, gdy organizm musi reagować na różne warunki. „Badanie tego, które geny ulegają ekspresji w większym lub mniejszym stopniu lub nawet są włączane i wyłączane, pomaga nam zrozumieć, w jaki sposób organizm reaguje na zmianę sytuacji”, dodaje Ruiz-López. Projekt TransWNV koncentrował się na transkrypcji i transkryptomie, czyli zbiorze całego RNA danego osobnika lub narządu. „Analizując transkryptom, możemy określić, które geny ulegają ekspresji i w jakim stopniu”, wyjaśnia Ruiz-López. W ramach projektu najpierw zidentyfikowano geny przy wykorzystaniu sekwencji mRNA, a następnie policzono kopie każdego mRNA. Następnie porównano dane z próbek pochodzących od ptaków, które były zakażone WNV oraz tych, które nie były zakażone. „Jeśli jakiś gen nie jest obecny w niektórych próbkach, natomiast jest obecny w innych, można założyć, że jest on wyłączany/włączany. Jeśli gen ma wiele kopii w niektórych próbkach i bardzo mało kopii w innych, można również założyć, że jego ekspresja zmienia się w określonych warunkach – w tym przypadku gdy osobnik jest zakażony lub nie”, mówi Ruiz-López. Jak wyjaśnia badaczka: „W ramach tego badania poprzez porównanie transkryptomów osobników zakażonych i niezakażonych WNV możemy wskazać, które geny są aktywowane w odpowiedzi na zakażenie”.

Wartościowy element układanki

Badacze ustalili, że u trzech gatunków ptaków występuje różna podatność na WNV: u wróbli zakażenie może prowadzić do śmierci, podczas gdy europejskie turkawki i przepiórki okazały się być bezobjawowymi nosicielami. Jak wyjaśnia badaczka: „W ramach tego badania poprzez porównanie transkryptomów osobników zakażonych i niezakażonych WNV możemy wskazać, które geny są aktywowane w odpowiedzi na zakażenie”. Zrozumienie dynamiki zakażeń u różnych gatunków oraz uzyskanie informacji na temat tego, które gatunki są bardziej prawdopodobnymi nosicielami, może pozwolić na określenie obszarów, gdzie ryzyko zakażenia ludzi jest wyższe. „Epidemiologia WNV jest bardzo złożoną kwestią i zależy również od obecnego gatunku komarów oraz innych czynników środowiskowych. Najlepszym sposobem na ograniczenie przenoszenia się choroby na ludzi jest zapobieganie rozmnażaniu się komarów na zaludnionych obszarach oraz odpowiedni nadzór w obszarach wysokiego ryzyka”, mówi Ruiz-López.

Słowa kluczowe

TransWNV, wirus Zachodniego Nilu, DNA, RNA, mRNA, ptaki, transkrypcja, transkryptom, nowe choroby zakaźne

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania