Evolutionary reconstruction of bat influenza A viruses reveals segment-specific histories and host-associated selection
Questo studio rivela che i virus dell'influenza A dei pipistrelli non canonici rappresentano un lignaggio profondamente divergente che si è separato dai principali lignaggi di IAV 100–200 anni fa ed è evoluto attraverso storie complesse e specifiche per ogni segmento, coinvolgendo distinte pressioni selettive e dinamiche di transizione tra gli ospiti.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
I virus sono maestri dell'adattamento, costantemente modellati per sopravvivere in nuovi ambienti. Tra i più di successo ci sono i virus dell'influenza A, che tipicamente saltano tra uccelli, umani e suini agganciandosi a specifiche molecole di zucchero sulla superficie delle cellule. Per decenni, gli scienziati hanno creduto che questi virus fossero strettamente legati a questi recettori di acido sialico, un meccanismo chiave-serratura che dettava quali animali potessero infettare. Tuttavia, una strana scoperta ha ribaltato questa visione quando i ricercatori hanno trovato virus dell'influenza che vivono nei pipistrelli del Nuovo Mondo. Questi virus dei pipistrelli non utilizzavano le solite chiavi di zucchero; al contrario, si erano evoluti per attaccarsi a un tipo completamente diverso di proteina presente sulle cellule immunitarie, permettendo loro di entrare nelle cellule dei pipistrelli pur rimanendo invisibili alle consuete difese cellulari. Questa insolita biologia ha sollevato una domanda critica: questi virus sono saltati di recente da un altro animale ai pipistrelli e poi sono cambiati rapidamente per adattarsi al loro nuovo habitat, o vivono nei pipistrelli da molto tempo, evolvendosi silenziosamente insieme ai loro ospiti?
Per rispondere a questo, un team di ricercatori della Texas Tech University e della North Carolina State University è sceso in profondità nella storia genetica di questi virus dei pipistrelli. Hanno trattato il virus non come un'unica unità, ma come una collezione di otto segmenti genici separati, proprio come un mazzo di carte dove ogni carta racconta una parte diversa della storia. Analizzando il codice genetico di ogni segmento indipendentemente, sono riusciti a tracciare quando i virus dei pipistrelli si sono separati dai loro cugini negli uccelli e nei mammiferi e a cercare segni di come si siano adattati. Il loro obiettivo era determinare se i virus dei pipistrelli fossero il risultato di un'invasione improvvisa e recente seguita da una frenetica corsa all'adattamento, o se rappresentassero una linea evolutiva antica e nascosta che circolava nei pipistrelli da secoli.
I ricercatori hanno prima esaminato la tempistica della separazione. Misurando l'accumulo di cambiamenti genetici nel tempo, hanno stimato che i virus dell'influenza dei pipistrelli si siano diversificati dalla famiglia principale dei virus influenzali tra i 100 e i 200 anni fa. Questo reperto suggerisce una storia molto più profonda di quanto implicherebbe un recente evento di spillover. Se i virus fossero saltati nei pipistrelli solo pochi decenni fa, le differenze genetiche sarebbero molto più piccole. Invece, i dati indicano una linea evolutiva che è rimasta separata per una parte significativa della storia umana, molto prima che questi virus venissero scoperti nei pipistrelli. Questa cronologia supporta l'idea che non si tratti di nuovi arrivati, ma di una popolazione vecchia e persistente che è stata semplicemente trascurata dalla scienza fino ad ora.
Successivamente, il team ha esaminato come stavano cambiando i virus. Quando un virus salta in un nuovo ospite, spesso attraversa un periodo di evoluzione intensa e rapida mentre lotta per sopravvivere, lasciando una chiara firma di forte selezione attraverso l'intero genoma. Tuttavia, i ricercatori hanno riscontrato scarse prove di questo tipo di frenesia a livello genomico. Inveve, hanno scoperto che la pressione evolutiva era concentrata e specifica. Solo alcune parti del virus mostravano segni di intensa adattazione, mentre il resto del genoma rimaneva stabile. Questo schema suggerisce che i virus dei pipistrelli non hanno avuto bisogno di reinventarsi interamente per sopravvivere; piuttosto, hanno apportato aggiustamenti mirati a proteine specifiche, probabilmente per perfezionare la loro capacità di entrare nelle cellule ed evadere il sistema immunitario del pipistello. Questo adattamento localizzato è più coerente con una relazione a lungo termine tra il virus e il suo ospite rispetto a un salto improvviso e caotico.
Lo studio ha anche esaminato il "linguaggio" che i virus usano per costruire le loro proteine. Ospiti diversi spesso favoriscono modi differenti di scrivere le stesse istruzioni genetiche, una preferenza nota come uso dei codoni. I ricercatori hanno scoperto che i virus dei pipistrelli avevano sviluppato i propri modelli distinti di "scrittura" in diversi geni chiave, differenti da quelli presenti nei virus dell'influenza aviaria o umana. Questo sottile cambiamento nello stile genetico indica ulteriormente che i virus si sono evoluti all'interno dell'ambiente dei pipistrelli da molto tempo, adattandosi lentamente alla specifica macchina cellulare dei loro ospiti.
Infine, il team ha cercato di ricostruire l'albero genealogico per vedere da dove provenissero i virus dei pipistrelli prima di entrare nella popolazione dei pipistrelli. Poiché i diversi segmenti genici raccontavano storie leggermente diverse, la risposta non era semplice. Per alcuni geni, gli antenati sembravano essere uccelli, mentre per altri il percorso era poco chiaro o puntava verso altri mammiferi. Questo mix di storie suggerisce che il virus dell'influenza dei pipistrelli sia un mosaico, probabilmente formato attraverso un processo chiamato riassortimento, in cui diversi virus scambiano segmenti genici. È possibile che gli antenati di questi virus si siano spostati tra diverse specie nel tempo, raccogliendo nuovi geni lungo il percorso prima di stabilirsi nei pipistrelli. La mancanza di un percorso singolo e chiaro verso un antenato specifico evidenzia la complessità della storia del virus e le lacune nella nostra attuale conoscenza dei virus selvatici.
In definitiva, lo studio dipinge il ritratto dei virus dell'influenza dei pipistrelli come residenti antichi e specializzati del mondo dei pipistrelli, piuttosto che come invasori recenti. Sono evoluti insieme ai loro ospiti per secoli, apportando piccoli e precisi cambiamenti per prosperare in un ambiente unico. Sebbene il percorso esatto che hanno seguito rimanga in parte nascosto a causa della scarsità di campioni nei pipistrelli selvatici, le prove puntano a una storia lunga e complessa. Questa scoperta ci ricorda che il mondo virale è molto più diversificato e antico di quanto la nostra attuale sorveglianza riesca a catturare, e che alcuni dei virus più insoliti potrebbero essere stati lì, in piena vista, in attesa che guardassimo più da vicino.
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