Vyvíjející se hrozby: zkoumání nových zoonóz Understand article

Přeložila Jana Hájková. V afrických pralesích hledá Fabian Leendertz a jeho tým nový infekční agens přenosný ze zvířat na člověka. Mohl by některý z nich způsobit další pandemii?

Náš moderní životní styl, při kterém můžeme procestovat během pár dnů celou Zemi, usnadnil šíření infekčních chorob. Patogeny, které se nedávno přenesly ze zvířat na člověka, mohou být obzvlášť nebezpečné, protože jsou pro lidský imunitní systém nové.

Fabian Leendertz z berlínského Ústavu Roberta Kochaw1 studuje v Africe dosud neznámé infekční mikroby. Doufá, že se podaří zabránit propuknutí nových zoonóz.

Na trzích v buši se dají jako
potraviny koupit živá divoká
zvířata. Je to jedna z cest,
kterou se mohou zoonózy
šířit.

Obrázek se souhlasem Fabian
Leendertz

Slovo zoonóza je odvozeno z řeckého slova zoon(stvoření) a nosos (choroba). Označuje infekční onemocnění, které je přenositelné ze zvířat na lidi a naopak. Dobře zavedenými příklady pro člověka potenciálně smrtelných zoonóz jsou vzteklina a dýmějový mor. Zatímco epidemiepostihuje určitou populaci, pandemie je infekce rozšířená na vícero kontinentů, případně na celý svět.

Je výmluvné, že poslední pandemie byly způsobeny živočišnými patogeny, které si teprve nedávno rozšířily spektrum svých hostitelů. Virus lidské imunodeficience (HIV) pochází od šimpanzů či goril, epidemie těžkého akutního respiračního syndromu (SARS) v roce 2003 byla způsobena ptačím koronavirem, prasečí chřipka z roku 2009 pochází – no, můžete hádat odkud.

Jak se z těchto infekcí stalo vážné a celosvětové nebezpečí? „Většina lidských patogenů pochází odněkud z živočišné říše,“ říká Fabian, což ovšem samo o sobě nic nevysvětluje. „Dnes je mnohem jednodušší, aby se nějaký patogen rozšířil ze země do země. To, co by dřív bylo jen malý incident, může dnes vyvolat celosvětovou epidemii.“ Zvýšení naší mobility není jediné vysvětlení: „Jak se rozrůstají lidmi obývaná území a člověk postupuje do odlehlejších oblastí, střetává se s novými patogeny. Změny místního ekosystému mají za následek odstranění některých druhů, jiným druhům naopak prospívají. Některé z nich mohou být nositeli zoonotických mikrobů.“

Například virus eboly se na člověka přenesl z lidoopů, pravděpodobně kvůli konzumaci „masa z buše“ (ulovených divokých zvířat jako jsou kaloni nebo opice). Tato zvířata jsou často porážena lidmi, kteří nepoužívají rukavice. Pokud jsou zvířata nakažená, snadno se může infekce rozšířit na ty, kteří je loví, porcují nebo jedí. V některých oblastech Afriky jsou divoká zvířata významným zdrojem potravy, rychlý růst populace navíc poptávku po mase z buše zvyšuje. Fabianův výzkum se zaměřil právě na tuto možnou cestu přenosu nemocí.

Sledování zdraví našich příbuzných

Při sběru vzorků oblékají
výzkumníci speciální oděv,
který je chrání před
nebezpečnými
mikroorganismy.

Obrázek se souhlasem Fabian
Leendertz

Mezi primáty nepatří jen lidé, ale také lemuři, opice a lidoopi, jako jsou gorily a šimpanzi, naši nejbližší příbuzní. Jakékoli viry či bakterie napadající naše opičí příbuzné pro nás mohou být potenciálně nebezpečné. Němečtí badatelé se spojili s vědci ze západoafrického Pobřeží slonoviny, kteří studují chování, a společně zkoumají lidoopy ve snaze identifikovat nový infekční agens překonávající mezidruhovou bariéru. Jsou součástí Jednotky monitorující zdraví velkých lidoopůw2, instituce, která pomáhá výzkumníkům z celého světa dostat se ke vzorkům z divokých lidoopů. Jakmile některý ze zkoumaných lidoopů onemocní nebo pojde, tým z něj odebere vzorky krve, výkalů a moči a pošle je Fabianově skupině do Berlína. Pokud jedinec zemře, provede veterinář na místě pitvu.

Indentifikace příslušného patogena

Když dorazí vzorek do laboratoře v Berlíně, pokusí se Fabian se svými spolupracovníky zjistit, který patogen je za vznik choroby zodpovědný a zda už byl popsaný. Několika laboratorními testy prozkoumají identitu mikrobu, sekvenci jeho genomu či typické povrchové molekuly.

Jednou z těchto metod je polymerázová řetězová reakce (PCR), která pomnožuje sekvence DNA a usnadňuje jejich identifikaci. Fabian pak hledá oblasti DNA, které jsou pro určité mikroorganismy jedinečné. Pokud se některá z těchto specifických sekvencí vyskytne ve vzorku, může tento patogen zařadit do příslušné skupiny bakterií nebo virů.

Prostřednictvím testování různých vzorků – krve, výkalů či moči – mohou vědci vyhledávat určité typy chorob, například patogeny respiračních, střevních či systémových onemocnění.

Pokud je patogenem neznámý mikroorganismus, „pokusíme se ho kultivovat a izolovat jeho genom. Pak ho představíme vědeckému světu jako nově objeveného mikroba,“ říká Fabian.

Může nás to nakazit?

V roce 1914 byl u krys v
přístavu New Orleans
objeven mor, což si vynutilo
rozsáhlou deratizaci. Tito tři
muži testují nakaženost krys.

Public domain image /
Wikimedia Commons

Napadá nově objevený mikrob pouze lidoopy, nebo se může přenést i na člověka? Onemocní infikovaní lidé? Budou tuto nemoc roznášet na další lidi? Kvůli odpovědím na tyto otázky cestovali němečtí vědci do Afriky a odebrali vzorky od lidí žijících poblíž míst, kde byl virus nalezen. Tito lidé nebyli vždy nemocní, mohli by ale mít v krvi protilátky, které by naznačovaly prodělanou infekci. Vědci také spolupracovali s místními lékaři, kteří posílali vzorky do Německa.

Výdej ochranných roušek v
Mexico City během chřipkové
pandemie v roce 2009. 

Obrázek se souhlasem
kalitemarketing.com

Pokud je v lidských vzorcích přítomen mikrob, mohl být získán buď přímo z lidoopů, nebo nepřímo z jiného hostitele. Aby vědci zjistili, zda může vyvolat epidemii či přímo pandemii, snažili se zjistit, zda se může předávat z jedné osoby na druhou. To je obtížný úkol, jehož součástí je dotazování vesničanů. Byli jste v těsném kontaktu s lidoopy nebo s nemocnými lidmi? Kde a kdy? Výzkumníci doufají, že pomocí těchto údajů nakonec určí zdroj a způsob přenosu nově objevených patogenů.

Pokud se ukáže, že je patogen nebezpečný, upozorní se zdravotnické orgány, které přijmou potřebná opatření. Nemocní lidé jsou umístěni do karantény, do oblasti vypuknutí nákazy jsou vysláni lékaři a zdravotní sestry a mohou být dočasně uzavřena tržiště v buši a veřejná doprava.

Také badatelé musí být opatrní. „Vozíme s sebou malou přenosnou laboratoř, ve které můžeme okamžitě otestovat většinu nebezpečných druhů, jako je virus Ebola,“ vysvětluje Fabian. Dokud není jasné, o jaké mikroby jde, používají speciální ochranné oděvy.

Vyhlídky

TStrategie výzkumu se ukázala být úspěšná: V uplynulých letech skupina odhalila, proč začali divocí šimpanzi umírat na anthrax (Leendertz et al., 2004). Fabian a jeho kolegové zjistili, že původně neškodná půdní bakterie (Bacillus cereus) získala – z příbuzné patogenní bakterie (Bacillus anthracis) – genetickou informaci umožňující tvorbu nebezpečného toxinu sněti slezinné. Bakteriální kmen, který vznikl tímto horizontálním přenosem genetické informace (Bacillus cereus anthracis), žije v půdě a je prudce nakažlivý, pro šimpanze znamená smrtící hrozbu. Na řadě je nyní otestovat, zda se tento kmen vyskytuje i u místních lidí. Pokud se toto potvrdí, bude se zkoumat možná ochrana před nákazou (například očkování).

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

Resources

Author(s)

Julia Heymann vystudovala biologii a na berlínském Ústavu Maxe Plancka pro infekční biologii obhájila doktorát zaměřený na infekční bakterie. Poté absolvovala jako post-doktorandka stáž v berlínském Ústavu Roberta Kocha. Zároveň získala titul z žurnalistiky. V současné době pracuje jako redaktorka časopisu Spektrum der Wissenschaft.


Review

Zevrubný a srozumitelně napsaný článek o výzkumu zoonóz se dá využít v hodinách biologie, které se dotýkají problematiky evoluce, zdraví, ekosystémů a změn klimatu. Hodí se k němu následující rozšiřující otázky a otázky kontrolující porozumění:

  1. Proč jsou zoonózy tak nebezpečné?
  2. Jak mohou v blízké budoucnosti způsobit změny životního prostředí přibývání zoonóz?
  3. Co mohou dělat vlády, aby zabránily dalším pandemiím?
  4. Jaké testy umožní vědcům určit, zda se daný jedinec nakazil zoonózou?
  5. Jak by měly úřady zasahovat v případě zoonotické pandemie?

Článek by také mohl vyvolat diskusi na téma historie infekčních chorob, interakce organismů s jejich životním prostředím nebo nedávné skandály ohledně bezpečnosti potravin. Je možné zahájit debatu problematikou známých zoonóz uvedených v článku a dále rozebrat ekonomické, sociální a politické důsledky nedávných pandemií.


Panagiotis Stasinakis, 4th Lyceum of Zografou, Řecko



License

CC-BY-NC-ND