Летучих мышей часто считают нулевым пациентом для многих смертельных вирусов, поражающих человека, включая Эболу, бешенство и, совсем недавно, штамм вируса SARS-CoV-2, вызывающий коронавирус.

Хотя люди испытывают неблагоприятные симптомы, когда поражены этими патогенами, летучие мыши замечательно способны переносить вирусы и, кроме того, живут намного дольше, чем наземные млекопитающие аналогичного размера.

Каковы секреты их долголетия и устойчивости к вирусам?

По мнению исследователей из Университета Рочестера, долговечность летучих мышей и способность переносить вирусы могут проистекать из их способности контролировать воспаление, которое является признаком болезни и старения. В обзорной статье, опубликованной в журнале Cell Metabolism , исследователи, в том числе профессора биологии Рочестера Вера Горбунова и Андрей Селуанов, рассказывают о механизмах, лежащих в основе уникальных способностей летучих мышей, и о том, как эти механизмы могут помочь в разработке новых методов лечения заболеваний у людей.

Почему летучие мыши «невосприимчивы» к вирусам?

Идея для газеты возникла, когда Горбунова и Селуанов, состоящие в браке, были в марте в Сингапуре до начала запрета на поездки COVID-19. Когда вирус начал распространяться, и Сингапур оказался в изоляции, они были помещены на карантин в доме их коллеги Брайана Кеннеди, директора Центра здорового старения при Национальном университете Сингапура и соавтора статьи.

Трое ученых, все эксперты по долголетию у млекопитающих, начали говорить о летучих мышах. Предполагается, что SARS-CoV-2 возник у летучих мышей до того, как вирус был передан человеку. Хотя летучие мыши были носителями, они, казалось, не были затронуты вирусом. Еще один сбивающий с толку фактор: как правило, продолжительность жизни вида коррелирует с его массой тела; чем меньше вид, тем короче его продолжительность жизни и наоборот. Однако многие виды летучих мышей имеют продолжительность жизни от 30 до 40 лет, что впечатляет их размерами.

«Некоторое время мы интересовались долголетием и устойчивостью к болезням у летучих мышей, но у нас не было времени сидеть и думать об этом», — говорит Горбунова, профессор биологии Дорис Джонс Черри в Рочестере. «Нахождение в карантине дало нам время обсудить это, и мы поняли, что может быть очень сильная связь между устойчивостью летучих мышей к инфекционным болезням и их долговечностью. Мы также поняли, что летучие мыши могут дать подсказки человеческой терапии, используемой для борьбы с болезнями».

В то время как были исследования иммунных реакций у летучих мышей и исследования долголетия летучих мышей, до их статьи «никто не объединил эти два явления», говорит Селуанов.

Горбунова и Селуанов изучали долголетие и устойчивость к болезням у других исключительно долгоживущих животных, включая голых родинок. Одной из общих тем в их исследованиях является то, что воспаление является отличительной чертой процесса старения и связанных с возрастом заболеваний, включая рак, болезнь Альцгеймера и сердечно-сосудистые заболевания. Вирусы, включая COVID-19, являются одним из факторов, которые могут вызвать воспаление.

«С COVID-19 воспаление становится слабым, и это может быть воспалительная реакция, которая убивает пациента, в большей степени, чем сам вирус», — говорит Горбунова. «Иммунная система человека работает так: как только мы заражаемся, наш организм издает тревогу, и у нас появляется жар и воспаление. Цель состоит в том, чтобы убить вирус и бороться с инфекцией, но это также может быть пагубной реакцией, так как наши тела слишком остро реагируют. к угрозе. «

Не так с летучими мышами. В отличие от людей, летучие мыши разработали специальные механизмы, которые снижают репликацию вируса, а также ослабляют иммунный ответ на вирус. Результатом является благоприятный баланс: их иммунная система контролирует вирусы, но в то же время не вызывает сильного воспалительного ответа.

Почему летучие мыши приобрели терпимость к болезням?

По словам исследователей, существует несколько факторов, которые могут способствовать развитию летучих мышей для борьбы с вирусами и долгой жизни. Один из факторов может быть обусловлен полетом. Летучие мыши — единственные млекопитающие, обладающие способностью летать, для чего необходимо, чтобы они адаптировались к быстрому повышению температуры тела, внезапным скачкам обмена веществ и молекулярному повреждению. Эти приспособления могут также помочь в сопротивлении болезни.

Другим фактором может быть их окружение. Многие виды летучих мышей живут в больших плотных колониях и висят близко друг к другу на потолках пещер или на деревьях. Эти условия идеально подходят для передачи вирусов и других патогенных микроорганизмов.

«Летучие мыши постоянно подвергаются воздействию вирусов», — говорит Селуанов. «Они всегда вылетают и приносят что-то новое в пещеру или гнездо и переносят вирус, потому что живут в такой непосредственной близости друг от друга».

Поскольку летучие мыши постоянно подвергаются воздействию вирусов, их иммунная система находится в бесконечной гонке вооружений с патогенами: патогенный микроорганизм попадет в организм, иммунная система разработает механизм борьбы с патогеном, патогенный микроорганизм снова будет развиваться и так далее.

«Обычно самым сильным фактором развития новых черт является гонка вооружений с патогенами», — говорит Горбунова. «Борьба со всеми этими вирусами может повлиять на иммунитет и долголетие летучих мышей».

Могут ли люди развить такую ​​же устойчивость к болезням, как летучие мыши?

Это не приглашение для людей бросать свои маски и собираться вместе в ресторанах и кинотеатрах. Эволюция происходит за тысячи лет, а не за несколько месяцев. Только в недавней истории большинство людей начало жить в непосредственной близости от городов. Или эта технология обеспечила быструю мобильность и путешествия по континентам и по всему миру. Хотя у людей могут развиваться социальные привычки, параллельные привычкам летучих мышей, мы еще не разработали сложные механизмы летучих мышей для борьбы с вирусами по мере их появления и быстрого распространения.

«Последствия могут быть в том, что наши тела испытывают больше воспаления», — говорит Горбунова.

Исследователи также признают, что старение, по-видимому, играет неблагоприятную роль в реакциях людей на COVID-19.

«У COVID-19 такой же патогенез у пожилых людей», — говорит Горбунова. «Возраст является одним из важнейших факторов между жизнью и смертью. Мы должны рассматривать старение как единый процесс, а не просто лечить отдельные симптомы».

Исследователи ожидают, что изучение иммунной системы летучих мышей предоставит новые цели для терапии человека для борьбы с болезнями и старением. Например, летучие мыши мутировали или полностью уничтожили несколько генов, участвующих в воспалении; ученые могут разрабатывать лекарства для подавления этих генов у людей. Горбунова и Селуанов надеются начать новую исследовательскую программу в Рочестере для достижения этой цели.

«У людей есть две возможные стратегии, если мы хотим предотвратить воспаление, жить дольше и избегать смертельных последствий таких заболеваний, как COVID-19», — говорит Горбунова. «Один из них — не подвергаться никаким вирусам, но это не практично. Второй — регулировать нашу иммунную систему, как летучую мышь».