Medio 2020 zal een team van wetenschappers Op vleermuizen jagen in de grotten van Laos Ontdek coronavirussen die opvallend veel leken op de coronavirussen die over de hele wereld schade beginnen aan te richten.
In de maanden die volgden, bestudeerden sommige van deze onderzoekers een van deze mysterieuze vleermuisvirussen in een zwaar bewaakt laboratorium in Parijs, in de hoop aanwijzingen te vinden over hoe zijn neef, SARS-CoV-2, veranderde in een wereldwijde bedreiging die een dodelijke afloop had. Naar schatting 15 miljoen mensen.
Hun werk is wetenschappelijk vruchtbaar geweest. Vorig jaar ontdekten wetenschappers dat Het vleermuisvirus kon blijven hangen Voor menselijke cellen, in ieder geval in petrischalen. Vorige maand heeft het team genoemd Meer geruststellend nieuws: het virus is niet bijzonder schadelijk voor proefdieren. De resultaten geven aan dat SARS-CoV-2 zijn vermogen ontwikkelde om zich snel te verspreiden en dodelijke ziekten te veroorzaken, pas nadat de twee stammen vertakt waren op de virale evolutieboom.
Het nieuwe onderzoek suggereert dat als het Laotiaanse virus van een vleermuis op een persoon springt, het een milde maaginfectie kan veroorzaken in plaats van een levensbedreigende longontsteking. Laboratoriumexperimenten zoals deze leiden echter tot een lang debat onder wetenschappers over de wijsheid van het knoeien met virussen die nauw verwant zijn aan bekende ziekteverwekkers.
Voorstanders stellen dat dit soort gegevens belangrijk zijn voor het begrijpen – en voorkomen – van epidemieën. Nieuwe studies hebben bijvoorbeeld getest of vleermuisvirussen een “onmiddellijke splitsingsplaats” kunnen ontwikkelen, een kenmerk van SARS-CoV-2 waarmee ze menselijke cellen efficiënt kunnen infecteren.
“Onze motivatie was om te proberen wat inzicht te geven in de oorsprong van Covid”, zegt Mark Elwett, een viroloog aan het Pasteur Instituut in Parijs die de inspanning leidt.
Maar critici zeggen dat wetenschappers geen experimenten moeten uitvoeren waardoor virussen zich beter tussen mensen kunnen verspreiden, gezien de kleine en reële mogelijkheid dat deze gemodificeerde pathogenen laboratoriummedewerkers kunnen infecteren en naar de buitenwereld kunnen ontsnappen.
“Voor mij wegen de voordelen van dit werk op tegen de risico’s”, zegt dr. David Reelman, een microbioloog aan de Stanford University.
forean website
Het vleermuisvirus dook op in het experimentcentrum van Dr. Elwett tijdens een expeditie naar kalksteengrotten in het noorden van Laos in de zomer van 2020. Een team van Laotiaanse en Franse onderzoekers ving vleermuizen terwijl ze uit de grotten vlogen en nam monsters van hun speeksel, bloed, urine en ontlasting.
Wetenschappers hebben genetisch materiaal gevonden van vijf coronavirussen die nauw verwant zijn aan SARS-CoV-2. In de uitwerpselen van een Marshall hoefijzervleermuis vonden ze hele virussen van een stam die ze BANAL-236 noemden (een code die aangeeft dat het virus afkomstig was van het anale uitstrijkje van een vleermuis).
Eenmaal terug in hun laboratorium ontdekten de wetenschappers dat BANAL-236 menselijke cellen kan infecteren door zich stevig te binden aan hetzelfde eiwit dat SARS-CoV-2 gebruikt om binnen te komen. In februari publiceerden onderzoekers dit de bevindingen in het tijdschrift Natuur.
Vorige maand brachten ze een De tweede golf van resultatennu beoordeeld door een wetenschappelijk tijdschrift, waarin ze het gedrag van het virus bij laboratoriummuizen en -apen onderzochten.
In één experiment injecteerden wetenschappers het virus in genetisch gemodificeerde muizen die gewoonlijk worden gebruikt om Covid te bestuderen. SARS-CoV-2 repliceert zich snel in hun longen, net als bij mensen, en veroorzaakt gewichtsverlies en de dood.
Daarentegen had BANAL-236 moeite om de longen van de dieren onder controle te houden en produceerde het slechts ongeveer 1 procent van de virussen die werden gecreëerd bij SARS-CoV-2-infecties.
De onderzoekers ontdekten dat het virus veel milder was toen ze het in de neuzen van twee apen sproeiden. BANAL-236 repliceert voornamelijk in hun ingewanden, in plaats van in hun longen.
Dr. Elwett is van mening dat BANAL-236 milder is omdat het een belangrijk kenmerk mist dat belangrijk is voor het succes van SARS-CoV-2.
Nadat een nieuw SARS-CoV-2-virus in de cel is aangemaakt, verandert de vorm van het spike-eiwit, met een effect als kruisboogbelasting. Wanneer het virus zich vervolgens hecht aan een nieuwe cel, laat het bereide eiwit met weerhaken moleculaire schroeven vrij die het naar zijn nieuwe gastheer trekken.
Dit van vorm veranderende gebied van de piek – bekend als de furaansplitsingsplaats – is essentieel voor het succes van SARS-CoV-2. wanneer geleerden Ingenieur Virussen die deze plek niet hebben, mutanten worstelen om te repliceren in de longen van proefdieren of om zich naar nieuwe gastheren te verspreiden.
seriële sectie
Het verkrijgen van de furine-splitsingsplaats kan een cruciale stap zijn in de evolutie van SARS-CoV-2. Om deze mogelijkheid te onderzoeken, voerden Dr. Eloit en collega’s laboratoriumexperimenten uit om BANAL-236 de kans te geven nieuwe eigenschappen te ontwikkelen, zoals de onmiddellijke splitsingsplaats.
Het team baseerde zijn studies op: experimenten Andere wetenschappers injecteerden vogelgriepvirussen in kippeneieren en wachtten tot ze zich vermenigvuldigden. Daarna brachten ze de nieuwe virussen over in nieuwe eieren en lieten ze zich opnieuw vermenigvuldigen. Bij elke overdracht kreeg het virus de kans om te evolueren. Na 11 transfecties ontdekten de wetenschappers dat influenzavirussen splitsingsplaatsen hadden ontwikkeld, waardoor ze dodelijker werden voor kippen.
Op een vergelijkbare manier verwijderden Pasteur-onderzoekers longweefsel van muizen die waren geïnfecteerd met BANAL-236 en gebruikten het weefsel om gezonde dieren te infecteren. Daarna herhaalden ze de cyclus en brachten de virussen over van muis op muis.
In een ander experiment infecteerden ze een schaal met menselijke darmcellen met BANAL-236 en gebruikten ze vervolgens de nieuwe virussen die door de cellen werden geproduceerd om nieuwe gerechten te infecteren.
Maar in beide onderzoeken besloten Dr. Elwett en collega’s om niet naar 11 transfusies te gaan en om zes uur te stoppen.
“Vanuit een puur wetenschappelijk oogpunt wilden we meer dan zes clips maken,” zei Dr. Elwett. “Maar we wilden niet het risico lopen om het vleermuisvirus aan te passen aan mensen.”
BANAL-236 kreeg in geen van beide onderzoeken een onmiddellijke splitsingsplaats. Het virus kreeg andere mutaties, maar die maakten het niet beter bij het infecteren van muizenlongen.
Wetenschappers hebben al meer dan een eeuw dergelijke evolutionaire experimenten uitgevoerd – bekend als “ketencorridors”. In werkelijkheid, Vaccins Een aantal virussen, zoals gele koorts, is ontstaan door ze in het laboratorium te kweken: virussen in petrischalen zijn geëvolueerd tot mildere vormen die veilig bij mensen kunnen worden geïnjecteerd.
In 2011 werd echter de controverse Het brak uit over de veiligheid van chain-pass-experimenten die nieuwe menselijke pathogenen kunnen produceren. Destijds bestudeerden onderzoekers hoe influenzavirussen die darminfecties bij vogels veroorzaken, konden evolueren naar vormen in de lucht die mensen zouden kunnen infecteren.
Twee teams van onderzoekers sproeiden vogelgriepvirussen in de neuzen van fretten, wachtten tot de virussen zich vermenigvuldigden en brachten de nieuwe virussen vervolgens over op nieuwe fretten. dus Virussen zijn geëvolueerd Om beter te worden in het fokken bij knaagdieren.
Sommige critici zeiden dat het onderzoek te roekeloos was om te publiceren, uit angst dat andere onderzoekers het werk zouden kopiëren en per ongeluk een nieuwe pandemische griep zouden vrijgeven. De regering van de Verenigde Staten Hou op Dergelijke experimenten om een nieuw beleid te ontwikkelen om hun veiligheid te beoordelen.
Sommige onderzoeken zijn de afgelopen jaren weer gestart. Maar Dr. Reelman van Stanford en anderen deden dat wel geklaagd De huidige regelgeving is niet transparant genoeg.
Dr. Elwett zei dat de commissie van het Pasteur Instituut die potentieel gevaarlijk biologisch onderzoek beoordeelt, het voorstel van zijn team toestond om nieuwe vleermuisvirussen te bestuderen. Vervolgens voerden de wetenschappers hun experimenten uit op hetzelfde veiligheidsniveau als hun andere werk met coronavirussen, bekend als Biosafety Level 3, of BSL-3.
Het is een goed idee voor wetenschappers om deze potentiële risico’s in overweging te nemen, zei dr. Tom Inglesby, directeur van het Johns Hopkins Center for Health Security aan de Bloomberg School of Public Health. Maar hij zei ook dat hij een duidelijke reden wilde zien om te besluiten dat zes rijstroken veilig waren.
“Het is niet mogelijk om te weten of deze experimenten zullen leiden tot meer overdraagbare of meer dodelijke virussen”, zei hij. “Er is geen vaste regel dat zes mensen veilig zijn en de meeste niet.”
Maar Thomas Peacock, een viroloog aan het Imperial College London, zei dat hij dacht dat dr. Elwett en zijn collega’s voorzichtig genoeg waren geweest. Hij wees erop dat onderzoekers in eerdere onderzoeken hadden ontdekt dat de antilichamen die mensen produceren tijdens infectie met het Covid-virus erg sterk waren tegen BANAL-236. Dit betekent waarschijnlijk dat als het virus uit het laboratorium lekt, het zich niet ver zal kunnen verspreiden.
“Dit virus zal waarschijnlijk een bakstenen muur raken in de algemene bevolking”, zei Dr. Peacock. “Ik heb geen groot probleem met experimenten.”
covid oorsprong
Andere onderzoekers waren het met Dr. Elwett eens dat het onderzoek licht zou kunnen werpen op hoe en wanneer SARS-CoV-2 zich naar mensen verspreidde.
Voor Dr. Elwett geeft het onvermogen van zijn team om de furine-splitsingsplaats op BANAL-236 in muizen of menselijke darmcellen te produceren aan dat de SARS-CoV-2-stam de furine-splitsingsplaats in vleermuizen heeft verworven voordat ze op mensen werd overgedragen. Hij zei dat het niet gemakkelijk was voor het virus om een plaats voor furine te krijgen nadat het naar een ander type dier was gesprongen – soms “tussengastheren” genoemd – zoals die worden verkocht in Markt in Wuhan, China. “Ik zie geen sterke argumenten voor een tussengastheer,” zei Dr. Elwett.
Maar wetenschappers die voorstander zijn van het marktscenario zien de nieuwe bevindingen in een ander licht. Als de onderzoekers BANAL-236 niet konden induceren om de furine-site te ontwikkelen tijdens chain-pass-experimenten, concludeerden ze dat het onwaarschijnlijk was dat wetenschappers in het Wuhan-lab dit met SARS-CoV-2 hadden kunnen doen, zoals sommige voorstanders van het “lab lek” deed. theorie je hebt een suggestie.
“Dit is een nieuwe spijker in de kist van de lektheorie van het laboratorium die nu in de kelder moet worden verzegeld”, zegt Edward Holmes, een viroloog aan de Universiteit van Sydney.
Dr. Peacock was terughoudend om sterke conclusies te trekken uit zulke kleine experimenten. “Ik denk dat het heel moeilijk is om na een paar passages een buitenlandse positie aan te vragen”, zei hij.
Dr. Eloit en collega’s onderzoeken nu de mogelijkheid dat de voorouders van SARS-CoV-2 de virine-splitsingsplaats hebben verkregen terwijl ze zich nog in wilde vleermuizen bevonden. Het virus kan zich vervolgens verspreiden naar een tussengastheer of rechtstreeks naar mensen die zijn blootgesteld aan vleermuizen, zoals degenen die vleermuis-guano verzamelen, op vleermuizen jagen of opeten.
Om dit idee te testen, werken wetenschappers aan het verkrijgen van meer monsters van vleermuizen in Laos en de buurlanden. Dr. Elwett kan niet zeggen of hun hypothese waarschijnlijker is dan de andere, maar het is er tenminste een die ze kunnen onderzoeken.
“Het is onze taak als wetenschappers om werkhypothesen te onderzoeken die we kunnen onderzoeken,” zei hij.