Летучие мыши подсказывают, как лечить COVID-19

Летучие мыши часто являются «нулевыми пациентами» для многих смертельных вирусов, поражающих людей, включая Эболу, бешенство и, совсем недавно, штамм SARS-CoV-2, вызывающий коронавирус.

В то время как люди испытывают тяжелые симптомы при заражении этими патогенами, летучие мыши обладают удивительной способностью переносить вирусы и живут гораздо дольше, чем наземные млекопитающие схожего размера.

В чем секрет их долголетия и устойчивости к вирусам?

По мнению исследователей из Рочестерского университета, долголетие и устойчивость летучих мышей к вирусам могут быть связаны с их способностью контролировать воспаление — ключевой признак болезни и старения. В обзорной статье, опубликованной в журнале Cell Metabolism, ученые, включая профессоров биологии Веру Горбунову и Андрея Селуянова, описывают механизмы, лежащие в основе уникальных способностей летучих мышей, и то, как эти механизмы могут помочь в разработке новых методов лечения болезней человека.

Почему летучие мыши «иммунны» к вирусам?

Идея статьи возникла, когда Горбунова и Селуянов, которые являются супругами, находились в Сингапуре в марте до введения запретов на поездки из-за COVID-19. Когда вирус начал распространяться, и в Сингапуре был введен карантин, они оказались изолированы в доме их коллеги Брайана Кеннеди, директора Центра здорового старения Национального университета Сингапура и соавтора статьи.

Трое ученых, экспертов по долголетию млекопитающих, начали обсуждать летучих мышей. Считается, что SARS-CoV-2 произошел от летучих мышей, прежде чем передаться человеку. Хотя мыши были переносчиками, сам вирус, казалось, на них не влиял. Другой загадочный фактор: обычно продолжительность жизни вида коррелирует с массой его тела; чем меньше вид, тем короче его жизнь, и наоборот. Однако многие виды летучих мышей живут 30–40 лет, что впечатляет для их размера.

«Мы давно интересовались долголетием и устойчивостью к болезням у летучих мышей, но у нас не было времени, чтобы сесть и обдумать это, — говорит Горбунова. — Карантин дал нам время обсудить это, и мы поняли, что может существовать очень сильная связь между устойчивостью летучих мышей к инфекционным заболеваниям и их долголетием. Мы также осознали, что летучие мыши могут дать ключ к человеческой терапии для борьбы с болезнями».

Хотя были исследования иммунного ответа летучих мышей и их долголетия, до их статьи «никто не объединял эти два явления», говорит Селуянов.

Горбунова и Селуянов изучали долголетие и устойчивость к болезням у других исключительно долгоживущих животных, включая голых землекопов. Общая тема их исследований заключается в том, что воспаление является признаком процесса старения и возрастных заболеваний, включая рак, болезнь Альцгеймера и сердечно-сосудистые заболевания. Вирусы, включая COVID-19, — один из факторов, способных запустить воспаление.

«При COVID-19 воспаление выходит из-под контроля, и, возможно, именно воспалительная реакция убивает пациента, а не сам вирус, — говорит Горбунова. — Иммунная система человека работает так: как только мы заражаемся, наше тело подает сигнал тревоги, у нас поднимается температура и начинается воспаление. Цель — убить вирус и бороться с инфекцией, но это также может быть вредной реакцией, поскольку наши тела чрезмерно реагируют на угрозу».

У летучих мышей все иначе. В отличие от людей, они развили специфические механизмы, которые снижают репликацию вируса и одновременно ослабляют иммунный ответ на него. Результат — полезный баланс: их иммунная система контролирует вирусы, но при этом не запускает сильную воспалительную реакцию.

Почему летучие мыши приобрели толерантность к болезням?

По мнению исследователей, есть несколько факторов, которые могли способствовать эволюции летучих мышей для борьбы с вирусами и долгой жизни. Один фактор может быть связан с полетом. Летучие мыши — единственные млекопитающие, способные летать, что требует адаптации к быстрому повышению температуры тела, внезапным скачкам метаболизма и молекулярным повреждениям. Эти адаптации также могут помогать в устойчивости к болезням.

Другой фактор — их среда обитания. Многие виды летучих мышей живут большими плотными колониями, тесно сбившись на потолках пещер или на деревьях. Такие условия идеальны для передачи вирусов и других патогенов.

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

Поскольку летучие мыши постоянно сталкиваются с вирусами, их иммунная система ведет непрерывную «гонку вооружений» с патогенами: патоген попадает в организм, иммунная система развивает механизм борьбы с ним, патоген снова эволюционирует и так далее.

«Обычно самым сильным двигателем новых признаков в эволюции является гонка вооружений с патогенами, — говорит Горбунова. — Борьба со всеми этими вирусами может формировать иммунитет и долголетие летучих мышей».

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

Это не призыв к людям выбрасывать маски и толпиться в ресторанах и кинотеатрах. Эволюция происходит в течение тысяч лет, а не нескольких месяцев. Лишь в недавней истории большая часть человечества начала жить в тесной близости в городах. Или технология позволила быстро перемещаться и путешествовать между континентами и по всему миру. Хотя у людей могут развиваться социальные привычки, параллельные привычкам летучих мышей, мы еще не эволюционировали, чтобы иметь такие же сложные механизмы борьбы с вирусами по мере их появления и быстрого распространения.

«Последствием может быть то, что наши тела испытывают больше воспалений», — говорит Горбунова.

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

«COVID-19 имеет настолько разный патогенез у пожилых людей, — говорит Горбунова. — Возраст является одним из наиболее критических факторов между жизнью и смертью. Мы должны рассматривать старение как целостный процесс, а не просто лечить отдельные симптомы».

Исследователи ожидают, что изучение иммунной системы летучих мышей предоставит новые мишени для терапии человека в борьбе с болезнями и старением. Например, у летучих мышей мутировали или полностью удалены несколько генов, вовлеченных в воспаление; ученые могут разработать препараты для подавления этих генов у людей. Горбунова и Селуянов надеются начать новую исследовательскую программу в Рочестере, чтобы работать над этой целью.

«У людей есть две возможные стратегии, если мы хотим предотвратить воспаление, жить дольше и избежать смертельного воздействия таких болезней, как COVID-19, — говорит Горбунова. — Первая — не подвергаться воздействию каких-либо вирусов, но это непрактично. Вторая — регулировать нашу иммунную систему больше как у летучей мыши».