ทำไม? ไวรัสในค้างคาวกลายพันธุ์เพียงเล็กน้อย ก็อาจกลายเป็นภัยคุกคามต่อมนุษย์ได้

งานวิจัยตีพิมพ์ในวารสาร Cell Host & Microbe เผยว่า นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพียงเล็กน้อย สามารถเปลี่ยนพฤติกรรมของไวรัสโคโรนาในสัตว์ต่างชนิดกันได้อย่างสิ้นเชิง เมื่อเปรียบเทียบ SARS-CoV-2 กับไวรัสที่พบเฉพาะในค้างคาว โดยนักวิทย์แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างของกรดอะมิโนเพียงตัวเดียว ส่งผลต่อว่าระบบภูมิคุ้มกันจะต่อสู้กับไวรัสหรือถูกกดไว้ ซึ่งอาจช่วยอธิบายได้ว่าทำไมไวรัสในสัตว์บางชนิดจึงแพร่ระบาดมาสู่มนุษย์และกลายเป็นอันตรายมากขึ้น

โรคระบาดส่วนใหญ่เริ่มต้นเมื่อไวรัสหรือเชื้อโรคอื่น ๆ แพร่จากสัตว์สู่คน นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่านี่คือจุดเริ่มต้นของ COVID-19 ไวรัสที่เป็นสาเหตุของโรคนี้คือ SARS-CoV-2 ซึ่งมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับไวรัสโคโรนาที่พบในค้างคาว

โดยการศึกษานี้เป็นความร่วมมือระหว่าง ทีมวิจัยจากสถาบันชีววิทยาเชิงปริมาณแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก (UCSF Quantitative Biosciences Institute : QBI), โรงเรียนแพทย์ไอคานน์แห่งเมานต์ไซนาย (Icahn School of Medicine at Mount Sinai), สถาบันปาสเตอร์ (Institut Pasteur) และศูนย์มะเร็งเฟรด ฮัทชินสัน (Fred Hutchinson Cancer Center) ได้ค้นพบความแตกต่างทางพันธุกรรมที่เล็กน้อยอย่างน่าทึ่ง ซึ่งอาจช่วยอธิบายได้ว่า ไวรัสในสัตว์บางชนิดปรับตัวเข้ากับมนุษย์ และก่อให้เกิดโรคร้ายแรงได้อย่างไร

ผลการค้นพบแสดงให้เห็นว่า การเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวในโปรตีนของไวรัสโคโรนา สามารถเปลี่ยนแปลงวิธีการที่ไวรัสมีปฏิสัมพันธ์กับระบบภูมิคุ้มกันของทั้งค้างคาวและมนุษย์ ส่งผลให้เกิดการตอบสนองต่อการติดเชื้อที่แตกต่างกันอย่างมาก ซึ่งการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพียงเล็กน้อย ส่งผลกระทบทางชีวภาพอย่างมหาศาล

ทีมวิจัยได้ตรวจสอบว่า ไวรัสแต่ละชนิดมีปฏิสัมพันธ์กับโปรตีนภูมิคุ้มกันในเซลล์ปอด ของทั้งมนุษย์และค้างคาวอย่างไร โดยการนำเซลล์ปอดมาเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการเป็นครั้งแรก ซึ่งพัฒนามาจากค้างคาวเกือกม้าใหญ่ (Greater horseshoe bat, ชื่อวิทยาศาสตร์: Rhinolophus ferrumequinum)

โปรตีนไวรัสชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ OrfB9 (โดดเด่นและมีความสำคัญมาก) แม้ว่า OrfB9 ในไวรัส SARS-CoV-2 และ RaTG13 จะเกือบเหมือนกัน แต่ก็แตกต่างกันเพียงแค่กรดอะมิโนหนึ่งตัวจากกรดอะมิโนประมาณ 100 ตัวในโปรตีนนี้

การตอบสนองที่แตกต่างกันในเซลล์ของมนุษย์และค้างคาว

ความแตกต่างเพียงเล็กน้อยนั้น กลับส่งผลให้เกิดผลลัพธ์ที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด โดยในเซลล์ปอดของมนุษย์ โปรตีน OrfB9 เวอร์ชันของ SARS-CoV-2 จะไปปิดระบบเตือนภัยภูมิคุ้มกันที่สำคัญ ทำให้ไวรัสสามารถแพร่พันธุ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่ในเซลล์ปอดของค้างคาว ไวรัส RaTG13 กลับกระตุ้นโปรตีนภูมิคุ้มกันที่ช่วยควบคุมไวรัสไว้ได้

ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่า แม้แต่การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพียงเล็กน้อย ก็สามารถส่งผลต่อว่าไวรัสจะยังคงอยู่เฉพาะในสัตว์ที่เป็นพาหะตามธรรมชาติ หรือจะสามารถเจริญเติบโตในมนุษย์ได้

Nevan J. Krogan ผู้อำนวยการ QBI และผู้เขียนหลักของการศึกษาครั้งนี้ กล่าวว่า ความแตกต่างระหว่างไวรัสที่อยู่ในค้างคาวกับไวรัสที่แพร่ระบาดมาสู่มนุษย์ และก่อให้เกิดโรคร้ายแรงนั้น อาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพียงเล็กน้อย ด้วยการทำแผนที่ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ในระดับโปรตีนของไวรัสสองสายพันธุ์ ทำให้ทีมวิจัยสามารถอ่านลักษณะเฉพาะระดับโมเลกุลที่ทำนายความเสี่ยงของการแพร่ระบาดได้ นี่คือระบบเตือนภัยล่วงหน้าที่โลกกำลังต้องการ

งานวิจัยนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุล ที่ช่วยให้ไวรัสในสัตว์ปรับตัวเข้ากับโฮสต์ที่เป็นมนุษย์ได้ โดยการระบุปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนเฉพาะที่เชื่อมโยงกับเหตุการณ์การแพร่กระจายข้ามสายพันธุ์ ทำให้นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถระบุไวรัสที่มีศักยภาพในการแพร่กระจายข้ามสายพันธุ์ได้ดียิ่งขึ้น ก่อนที่จะก่อให้เกิดการระบาดในอนาคต

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : sciencedaily

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech