Zbadali miasta na całym świecie. 77 proc. potencjalnych wirusów w ogóle nie znano

Międzynarodowy zespół naukowców stworzył największy do tej pory atlas wirusów RNA występujących w miastach i na terenach położonych w ich sąsiedztwie. Badania przeprowadzono w ramach konsorcjum MetaSUB, które od dekady zajmuje się analizowaniem mikroorganizmów obecnych w środowisku miejskim.

W projekcie uczestniczyli także obecni i byli naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Jednym ze współautorów publikacji w "Nature Communications" jest dr hab. Paweł Łabaj, prof. UJ, współtwórca MetaSUB.

Skala przedsięwzięcia była ogromna. Badacze przeanalizowali 2922 próbki zebrane w 102 miastach znajdujących się w 31 krajach. Materiał pochodził z bardzo różnych miejsc – od ulic, sklepów, banków i przystanków komunikacji publicznej po szpitale, tereny zielone, glebę, wodę, ścieki i osady denne.

Tym razem uwagę skierowano na wirusy RNA, które w poprzednich projektach konsorcjum pozostawały w dużej mierze poza zasięgiem analiz. Początkowo próbki przygotowywano pod kątem poszukiwania SARS-CoV-2. Dzięki temu możliwe było jednak przeprowadzenie znacznie szerszej analizy RNA.

– To jest bardziej nauka eksploracyjna. Nie stawiamy konkretnej hipotezy, ale obserwujemy środowisko, sprawdzamy, co się w nim znajduje i próbujemy opisać rolę odkrywanych elementów, a także ich potencjalny wpływ na zdrowie i dobrostan człowieka – powiedział PAP prof. Łabaj.

Rezultatem prac jest Urban & Peri-urban RNA Virus Atlas. Naukowcy wyodrębnili blisko 55 tys. grup sekwencji, które mogą reprezentować pojedyncze wirusy lub grupy bardzo blisko spokrewnionych wirusów. Około 77 proc. z nich nie zostało wcześniej odnotowanych.

Nie oznacza to jednak odkrycia ponad 40 tys. nowych wirusów, które mogą zagrażać człowiekowi. W wielu przypadkach naukowcy dysponują jedynie fragmentami materiału genetycznego. Konieczne są więc dalsze badania, aby dokładnie określić, z jakimi wirusami mamy do czynienia i jakie organizmy są ich gospodarzami. – Mówimy więc raczej o potencjalnych wirusach. Tylko w pojedynczych przypadkach materiału, a więc i danych, było wystarczająco dużo, aby zrekonstruować prawie całe genomy – zaznaczył naukowiec.

Badacze sprawdzili również, jak różnorodność wirusów zmienia się w zależności od badanego środowiska. Szczególną uwagę zwróciły ścieki. Ich systematyczna analiza mogłaby w przyszłości pomagać w wykrywaniu zmian zachodzących w środowisku i pojawiania się potencjalnych zagrożeń epidemicznych.

– Ścieki mają największy potencjał jako źródło informacji o tym, jakie wirusy obecnie krążą w środowisku i jakie zagrożenia mogą pojawić się w przyszłości. Dlatego ich monitorowanie może być podstawą mechanizmów wczesnego ostrzegania – zauważył prof. Łabaj.

Jednym z ciekawszych rezultatów było ustalenie potencjalnych gospodarzy części wykrytych wirusów. Udało się tego dokonać w przypadku około jednej trzeciej analizowanych grup. Ponad połowę z nich stanowiły bakteriofagi, czyli wirusy atakujące bakterie. Kolejne były wirusy związane z grzybami i roślinami. Wirusy powiązane z ludźmi oraz innymi zwierzętami stanowiły natomiast stosunkowo niewielką część.

To odkrycie może mieć znaczenie również dla medycyny. Wśród bakterii powiązanych z wykrytymi fagami znalazły się Clostridioides difficile oraz cztery gatunki należące do grupy ESKAPE. Są to drobnoustroje szczególnie istotne ze względu na problem oporności na antybiotyki i zakażeń szpitalnych. Bakteriofagi potrafią infekować i niszczyć bakterie, dlatego od lat badane są jako potencjalne narzędzie do walki z drobnoustrojami, wobec których dostępne antybiotyki okazują się nieskuteczne.

– To bardzo ważne odkrycie w dobie rosnącej lekooporności. Zgodnie z prognozami do 2050 r. miliony ludzi rocznie mogą umierać z powodu zakażeń szczepami opornymi na antybiotyki. A ponieważ fagi atakują i niszczą bakterie, otwiera to duże możliwości poszukiwania nowych terapii – zaznaczył prof. Łabaj.

Nowy atlas może być dopiero początkiem. Konsorcjum MetaSUB zgromadziło już kilkadziesiąt tysięcy próbek z różnych części świata. Większość z nich nadal czeka na przeprowadzenie sekwencjonowania. W Krakowie próbki pobierane są regularnie od 2020 roku. Ich analiza pozwoliłaby naukowcom obserwować, jak mikrobiologiczne środowisko miast zmienia się na przestrzeni kolejnych lat oraz jak urbanizacja wpływa na bakterie, grzyby, archeony i wirusy.

– Moglibyśmy sprawdzić, jak w ujęciu globalnym mikrobiom miejski zmienia się w czasie i przestrzeni oraz jak presja wynikająca z rozwoju tkanki miejskiej wpływa na ewolucję bakterii, archeonów, grzybów czy wirusów, ale brakuje na to finansowania – powiedział prof. Łabaj.

Źródło: PAP