Вода — вероятный вектор передачи вирусов млекопитающих

Вода необходима для всей жизни, но её доступность может быть ограничена. В географических регионах с сухими сезонами животные скапливаются у немногих источников пресной воды, часто достигая высокой плотности. На таких участках многие животные разных видов приходят пить в одни и те же места, что потенциально делает их ключевыми точками для передачи патогенов внутри и между видами. Международная команда учёных под руководством Немецкого института исследований зоопарков и дикой природы имени Лейбница (Leibniz-IZW) предполагает, что вирусы могут использовать ограниченные источники пресной воды как вектор для распространения среди животных. Ключевое предсказание этой идеи — вирусы животных остаются стабильными и заразными в воде. Команда проверила эту гипотезу, взяв пробы воды у водопоев в экосистемах Африки и Монголии с выраженными сухими сезонами и культивировав вирусы в такой воде. Научные результаты, опубликованные в Science of the Total Environment, подтвердили, что это действительно возможно.

Распределение пресной воды варьируется географически и сезонно, в таких регионах, как Восточная Африка и Центральная Азия, наблюдаются выраженные сезонные дефициты. Нехватка воды приводит к частым, нестабильным скоплениям многочисленных видов диких животных вблизи источников пресной воды. Целью научной работы было определить, достаточно ли стабильны некоторые вирусы млекопитающих в ограниченных водных источниках, чтобы позволить им распространяться через воду. В качестве модели были выбраны вирусы герпеса лошадей (EHV), поскольку известно, что в лабораторных условиях они остаются стабильными и заразными в воде в течение недель и циркулируют среди диких животных как в Африке, так и в Монголии.

«Из нашей предыдущей работы, особенно с зебрами в Африке, мы знали, что лошадиные испытывают стресс, когда вынуждены собираться в сухой сезон. Когда мы изучили эффекты стресса у зебр в неволе, то увидели, что он связан с выделением EHV в окружающую среду. Это навело на мысль, что как раз в то время, когда животные вынуждены собираться, они с наибольшей вероятностью испытывают стресс и выделяют вирусы. Стресс действует как своего рода сигнал для вируса, чтобы попасть в воду и заразить больше особей», — говорит профессор Алекс Гринвуд, руководитель работы.

«Скопления также помогают объяснить некоторые странные результаты как у содержащихся в неволе, так и у свободноживущих диких животных, например, заражение непарнокопытных, таких как носороги, EHV», — поясняет доктор Петер Зеебер из Leibniz-IZW, собиравший пробы воды и зебр в Восточной Африке. «Если носороги делят воду с лошадиными, они, вероятно, подвергаются воздействию вируса», — добавляет доктор Санатанa Сойлеметзиду из Leibniz-IZW, собиравшая пробы воды и животных в Монголии.

Для валидации всей концепции воды как вирусного вектора было необходимо показать, что EHV остаются стабильными в природной воде. «Мы не были уверены, чего ожидать, учитывая, что культивирование вирусов из окружающей среды — сложная задача из-за всех прочих микробов, которые могут расти при попытке изолировать вирус», — комментирует доктор Аниша Даярам, ведущий автор из Leibniz-IZW. Даярам и её коллеги преуспели в этом, используя пробы воды, собранные в Африке и Монголии. В условиях клеточной культуры они продемонстрировали, что EHV действительно могут реплицироваться и оставаться заразными.

Это, по-видимому, объясняет довольно странный результат: EHV демонстрируют ограниченную вирусную эволюцию. Вирусы обычно эволюционируют быстро, но EHV со временем почти не меняются и в этом смысле удивительно стабильны. EHV, обнаруженные в Монголии и Африке, почти идентичны таковым у домашних лошадей. Это может представлять собой ограничение или состояние равновесия для EHV, находящихся в водопоях. «Наши результаты позволяют предположить, что стабильность EHV в воде может быть результатом длительного эволюционного процесса, который привёл к истинной адаптации таких вирусов к использованию воды в качестве вектора», — объясняет доктор Александр Куртиоль, ещё один учёный Leibniz-IZW, участвовавший в работе.

EHV — не единственные вирусы, которые могут выделяться в воду и распространяться через неё. Дальнейшие исследования должны выяснить, могут ли другие вирусы использовать воду аналогичным образом как вектор для распространения среди животных. Работа также предполагает, что понимание динамики вирусов в некоторых случаях потребует выхода за рамки взаимодействий «вирус-хозяин» и должно включать адаптации к передаче через окружающую среду.