trubus.id
Studi Tunjukkan Bukti Adanya Anjing Liar Sebagai Kemungkinan Asal Pandemi SARS-CoV-2

Studi Tunjukkan Bukti Adanya Anjing Liar Sebagai Kemungkinan Asal Pandemi SARS-CoV-2

Syahroni - Rabu, 15 Apr 2020 14:00 WIB

Trubus.id -- Sejak pecahnya SARS-CoV-2, para ilmuwan telah berjuang untuk mengidentifikasi spesies asal untuk memahami bagaimana virus corona baru pertama kali melompat dari host hewan ke manusia, menyebabkan pandemi saat ini menginfeksi lebih dari satu juta orang di seluruh dunia.

Para ilmuwan telah mencari inang hewan perantara antara kelelawar, yang diketahui mengandung banyak coronavirus, dan pengenalan pertama SARS-CoV-2 pada manusia.

Banyak hewan, dimulai dengan ular dan yang terbaru, trenggiling, semuanya telah diajukan sebagai perantara, tetapi virus yang diisolasi dari mereka terlalu berbeda dari SARS-CoV-2, menunjukkan leluhur bersama terlalu jauh ke masa lalu - hidup pada 1960-an.

Sekarang, profesor biologi Universitas Ottawa Xuhua Xia, menelusuri jejak coronavirus di berbagai spesies, dan telah mengusulkan bahwa anjing-anjing liar - khususnya usus anjing - mungkin merupakan asal-usul pandemi SARS-CoV-2 saat ini.

"Pengamatan kami telah memungkinkan pembentukan hipotesis baru untuk asal dan transmisi awal SARS-CoV-2," kata Xia. "Nenek moyang SARS-CoV-2 dan kerabat terdekatnya, kelelawar koronavirus, menginfeksi usus canids, kemungkinan besar menghasilkan evolusi virus yang cepat dalam canids dan lompatannya ke manusia. Ini menunjukkan pentingnya pemantauan SARS- seperti coronavirus pada anjing liar dalam perang melawan SARS-CoV-2. "

Temuan ini muncul dalam edisi online akses lanjutan jurnal Molecular Biology and Evolution.

Xia telah lama mempelajari tanda tangan molekul virus di host yang berbeda. Ketika virus menyerang suatu inang, genom mereka sering menanggung bekas luka pertempuran dari melawan dan menghindari sistem kekebalan inang melalui perubahan dan adaptasi yang ditemukan dalam genom mereka.

Manusia dan mamalia memiliki protein sentinel antivirus kunci, yang disebut ZAP, yang dapat menghentikan virus di jalurnya dengan mencegah penggandaannya di inang dan menurunkan genomnya. Target viral adalah sepasang huruf kimia, yang disebut dinukleotida CpG, dalam genom RNA-nya. Dinukleotida CpG bertindak sebagai rambu yang digunakan sistem kekebalan seseorang untuk mencari dan menghancurkan virus. ZAP berpatroli di paru-paru manusia, dan dibuat dalam jumlah besar di sumsum tulang dan kelenjar getah bening, di mana sistem kekebalan tubuh pertama kali menentukan serangannya.

Tetapi telah terbukti bahwa virus dapat menyerang balik. Coronavirus beruntai tunggal, seperti SARS-CoV, dapat menghindari ZAP dengan mengurangi plang CpG ini, sehingga membuat ZAP tidak berdaya. Pemeriksaan serupa terhadap HIV, virus RNA lain, menunjukkan bahwa ia juga telah mengeksploitasi trik evolusi untuk kehilangan CpG sebagai respons terhadap pertahanan antivirus manusia. Salah satu implikasi dari hal ini adalah bahwa dinukleotida CpG yang tersisa pada genom virus secara fungsional penting untuk virus dan dapat berfungsi sebagai target modifikasi untuk melemahkan virulensi dalam pengembangan vaksin.

"Pikirkan penurunan jumlah CpG dalam patogen virus sebagai peningkatan ancaman terhadap kesehatan masyarakat, sementara peningkatan jumlah CpG mengurangi ancaman patogen virus tersebut," kata Xia. "Sebuah virus dengan peningkatan jumlah CpG akan lebih baik ditargetkan oleh sistem kekebalan tubuh inang, dan menghasilkan penurunan virulensi, yang akan mirip dengan vaksin alami."

Untuk melakukan penelitian ini, Xia memeriksa semua 1252 genom betacoronavirus full-length yang disimpan ke GenBank hingga saat ini. Xia menemukan bahwa SARS-CoV-2 dan kerabatnya yang diketahui paling dekat, kelelawar koronavirus (BatCoV RaTG13), memiliki jumlah CpG terendah di antara kerabat dekat coronavirus.

"Pola yang paling mencolok adalah pergeseran ke bawah secara dramatis namun dramatis dalam genomik virus CpG dalam garis keturunan yang mengarah ke BatCoV RaTG13 yang dilaporkan diambil sampelnya dari kelelawar (Rhinolophus affinis) di Provinsi Yunnan pada 2013 tetapi hanya diurutkan oleh Institut Virologi Wuhan setelah wabah infeksi SARS-CoV-2 pada akhir 2019, "kata Xia. "Genom CoV kelelawar ini adalah kerabat filogenetik terdekat dari SARS-CoV-2, berbagi kesamaan urutan 96%."

"Dalam konteks ini, sangat disayangkan bahwa BatCoV RaTG13 tidak diurutkan pada 2013, jika tidak downshifting di CpG mungkin berfungsi sebagai peringatan karena dua implikasi yang sangat signifikan," kata Xia. "Pertama, virus kemungkinan berevolusi dalam jaringan dengan ekspresi ZAP tinggi yang mendukung genom virus dengan CpG rendah. Kedua dan yang lebih penting, kelangsungan hidup virus menunjukkan bahwa ia telah berhasil menghindari pertahanan antivirus yang dimediasi ZAP. Dengan kata lain, virus telah menjadi tersembunyi dan berbahaya bagi manusia. "

Xia menerapkan alat CpG-nya untuk memeriksa kembali asal unta MERS, dan menemukan virus yang menginfeksi sistem pencernaan unta juga memiliki genomik CpG yang lebih rendah daripada yang menginfeksi sistem pernapasan unta.

Ketika ia memeriksa data pada anjing, ia menemukan bahwa hanya genom dari canine coronaviruses (CCoVs), yang telah menyebabkan penyakit usus yang sangat menular di seluruh dunia pada anjing, memiliki nilai genom CpG yang serupa dengan yang diamati pada SARS-CoV-2 dan BatCoV RaTG13. Kedua, canids, seperti unta, juga memiliki virus corona menginfeksi sistem pencernaan mereka dengan CpG lebih rendah daripada yang menginfeksi sistem pernapasan mereka (canine respiratory coronavirus atau CRCoV milik BetaCoV).

Selain itu, reseptor seluler yang dikenal untuk masuknya SARS-CoV-2 ke dalam sel adalah ACE2 (angiotensin I converting enzyme 2). ACE2 dibuat dalam sistem pencernaan manusia, pada level tertinggi di usus halus dan duodenum, dengan ekspresi yang relatif rendah di paru-paru. Ini menunjukkan bahwa sistem pencernaan mamalia cenderung menjadi target utama yang terinfeksi oleh coronavirus.

"Ini konsisten dengan interpretasi bahwa CpG rendah di SARS-CoV-2 diperoleh oleh leluhur SARS-CoV-2 yang berevolusi dalam sistem pencernaan mamalia dan interpretasi lebih jauh dikuatkan oleh laporan baru-baru ini bahwa proporsi tinggi COVID-19 pasien juga menderita ketidaknyamanan pencernaan, "kata Xia. "Faktanya, 48,5% disajikan dengan gejala pencernaan sebagai keluhan utama mereka."

Manusia adalah satu-satunya spesies inang lain yang diamati Xia untuk menghasilkan genom coronavirus dengan nilai CpG genomik rendah. Dalam studi komprehensif dari 12 pasien COVID-19 pertama di AS, satu pasien melaporkan diare sebagai gejala awal sebelum mengalami demam dan batuk, dan sampel tinja dari 7 dari 10 pasien yang dites positif SARS-CoV-2, termasuk 3 penderita diare.

Canid sering diamati menjilati daerah anal dan genital mereka, tidak hanya selama kawin tetapi juga dalam keadaan lain. Perilaku seperti itu akan memfasilitasi penularan virus dari sistem pencernaan ke sistem pernapasan dan pertukaran antara patogen gastrointestinal dan saluran pernapasan dan patogen paru-paru.

"Dalam konteks ini, penting bahwa koronavirus kelelawar (BatCoV RaTG13), seperti yang didokumentasikan dalam urutan genomiknya di GenBank (MN996532), diisolasi dari usap tinja. Pengamatan ini konsisten dengan hipotesis bahwa SARS-CoV-2 memiliki berevolusi di usus mamalia atau jaringan yang terkait dengan usus. "

Temuan lain dari penelitian Xia melibatkan virus yang baru-baru ini diisolasi dari trenggiling. Sembilan genom mirip SARS-CoV-2 baru-baru ini telah diisolasi dan diurutkan dari trenggiling dan disimpan dalam basis data GISAID (gisaid.org). "Yang dengan cakupan urutan tertinggi (ID GISAID: EPI_ISL_410721) memiliki nilai ICpG 0,3929, dekat dengan ujung terendah ekstrim nilai CpG yang diamati di antara genom SARS-CoV-2 yang tersedia. Dengan demikian, SARS-CoV-2, BatCoV RaTG13 dan mereka yang berasal dari trenggiling mungkin memiliki leluhur yang sama dengan CpG rendah atau secara berevolusi telah mengembangkan nilai CpG rendah. "

Berdasarkan hasil penelitiannya, Xia menyajikan skenario di mana coronavirus pertama kali menyebar dari kelelawar ke anjing liar yang memakan daging kelelawar. Selanjutnya, seleksi yang kuat terhadap CpG dalam genom RNA virus dalam usus canid menghasilkan evolusi cepat dari virus yang mengarah pada pengurangan CpG genomik. Akhirnya, berkurangnya genomik virus CpG memungkinkan virus untuk menghindari respons imun yang dimediasi ZAP manusia dan menjadi patogen manusia yang parah.

"Walaupun asal-usul spesifik SARS-CoV-2 sangat penting dalam krisis kesehatan dunia saat ini, penelitian ini secara lebih luas menunjukkan bahwa bukti penting evolusi virus dapat diungkapkan dengan mempertimbangkan interaksi pertahanan inang dengan genom virus, termasuk selektif. tekanan yang diberikan oleh jaringan inang pada komposisi genom virus, "kata Xia. [RN]

Editor : Syahroni

Berita Terkait

20 Nov 2020
20 Nov 2020
17 Nov 2020