Létající továrna na viry: Proč jsou netopýři úspěšní v boji s nebezpečnými patogeny

Pokud nás historie něco naučila, pak že nejnebezpečnějšího nepřítele představují infekční nemoci: Nezastaví je sebelepší obrana a dokážou napáchat větší škody než kdejaká přírodní katastrofa či nejschopnější protivník. Morové epidemie zapříčiněné bakterií Yersinia pestis zahubily mezi 14. a 18. stoletím jen v Evropě desítky milionů lidí a často během krátké doby vylidnily celá města. Španělskou chřipku měl pro změnu na svědomí virus a lidstvo sužovala v letech 1918–1920, přičemž se nakazila víc než čtvrtina globální populace a zemřelo až sto milionů nemocných. 

Není divu, že nás podobné nebezpečí děsí i dnes, jak aktuálně dokládá panika kolem šíření čínského koronaviru oficiálně pojmenovaného SARS-CoV-2, způsobujícího nemoc covid-19. K maximálně znepokojivým aspektům nejnovější pandemie, stejně jako téměř každé jiné, patří její nenadálé vypuknutí. Nebo zas tak nečekané nebylo?

Ve víru virů

Přestože zdroj viru stále není přesně známý, mezi žhavé kandidáty se řadí netopýři – a nikoliv náhodou. Zástupci řádu letounů Chiroptera, kam patří ještě podřád kaloňů, totiž prosluli schopností přenášet relativně velké množství různých virů, aniž by sami čelili výraznějšímu nebezpečí. Řada zmíněných mikroorganismů se navíc přenáší i na člověka, navzdory evoluční vzdálenosti obou skupin. 

Právě netopýři měli zřejmě na svědomí nedávné epidemie SARS a MERS z let 2003, respektive 2012, způsobené zástupci skupiny koronavirů, a pokládají se za potenciální šiřitele mnoha dalších nebezpečných virů, například marburgu a eboly. Čínští vědci, kteří se netopýřími koronaviry zabývali, už na počátku roku 2019 upozorňovali na hrozbu nové epidemie, s možným ohniskem v nejlidnatější zemi světa. Proč právě netopýři představují tak vhodné hostitele a často i bezpříznakové přenašeče virů? A v čem spočívá riziko, že se stanou zdrojem různých zoonóz, tedy infekcí přenosných mezi zvířaty a lidmi?

Létající savci

Rozhodující roli hraje zřejmě způsob života těchto tvorů a zejména jejich charakteristický rys, totiž schopnost letu. Díky ní mají netopýři mimo jiné poměrně velký akční rádius, takže se případné infekce mohou mezi populacemi šířit rychleji. Přenosu mezi členy jedné skupiny zas napomáhá, že netopýři i kaloni obvykle žijí v ohromných koloniích. Zásadní příčina je však méně zjevná: Fakt, že netopýři létají, totiž nutně znamená, že mají velmi rychlý metabolismus. A to s sebou nese i jistá negativa. 

Velký metabolický obrat spjatý s vysokou spotřebou kyslíku vyvolává za normálních okolností intenzivnější tvorbu volných radikálů uvnitř buněk – konkrétně v mitochondriích, tzv. buněčných elektrárnách. Vede to k jejich rychlejšímu poškozování, což ve tkáních zapříčiňuje zánětlivou reakci. Krátkodobý zánět je sice pro organismus důležitý, neboť mu pomáhá vypořádat se s různými patogeny, nicméně při dlouhodobém působení má zhoubné účinky.

V hlavní roli zánět

Aby tedy mohli netopýři a kaloni vůbec létat, musejí se silné zánětlivé reakci nějak vyhnout. A výzkumy ukazují, že to skutečně dělají: Například článek publikovaný loni v únoru v časopise Nature Microbiology upozorňuje, že imunitní systém kaloně vábivého reaguje na zánět vyvolaný RNA virem mírněji než imunita lidí či myší. O podobném oslabení zánětlivé reakce u vrápence Rhinolophus sinicus v porovnání s uvedenými hlodavci informovali také autoři studie zveřejněné roku 2018 v časopise Cell Host and Microbe. 

Zánětlivou odpověď však neoslabuje pouze nižší aktivita bílkovin, jež reakci vyvolávají. Roli hrají i dokonalejší opravné mechanismy, které napomáhají volné radikály a další cizorodé látky rychle vychytávat a ničit, takže se množství škodlivých virů i zmíněných radikálů v buňkách udržuje na přijatelné úrovni.

Virový rezervoár

Badatelé předpokládají, že všeobecné potlačení zánětlivé odezvy kvůli letu má za následek také zmírnění téže reakce vůči virům, které tak mohou v netopýrech a kaloních přežívat, aniž by v jejich tělech způsobovaly zásadní škody. Uvedení živočichové tudíž potenciálně fungují jako „virový rezervoár“.

TIP: Ebola a ti druzí: 9 nejnebezpečnějších virů světa 

Omezování zánětu či mechanismy, jež opraví jím způsobené škody, možná stojí i za abnormální dlouhověkostí netopýrů a kaloňů. Dožívají se totiž 30–40 let, což o řád předčí obdobně velké nelétavé savce: Kupříkladu myš žije obvykle asi dva roky, potkan dva až tři.

Kaloni a kočkodan

Zůstává otázkou, jak přesně imunitní systém na viry reaguje: Utlumení zánětu totiž ještě neznamená, že na hrozbu neodpoví vůbec – spíš naopak. Začátkem letošního února vyšla v časopise eLife studie, která zkoumala reakci netopýřích či kaloních imunitních buněk na napadení viry a co to prozrazuje o přenosu škodlivých mikroorganismů mezi poměrně vzdálenými druhy savců. 

Experimenty neprobíhaly na živých zvířatech, nýbrž v laboratoři s využitím buněčných kultur „in vitro“. Vědci použili buňky dvou zástupců letounů a jednoho primáta: Konkrétně šlo o kaloně egyptského, který je přirozeným hostitelem viru marburg, dále o již zmíněného kaloně vábivého, přenašeče viru hendra, a o kočkodana obecného.

Závody ve zbrojení

Všechny tři buněčné linie badatelé následně vystavili kontaktu se speciálně upravenými viry, čímž se mělo simulovat napadení ebolou a marburgem. A výsledky byly pozoruhodné: Zatímco buňky kočkodana rychle podlehly, imunitní systém obou kaloňů si s nákazou velmi dobře poradil. 

Odborníci vložili získaná data do počítačového modelu a zjišťovali, jak se viry šíří mezi buňkami. Zdá se, že i když se v případě primáta přesouvají relativně pomalu, nakonec zničí tolik buněk, že organismus umírá. U kaloňů však panuje odlišná situace: Silná imunitní odezva, jež začne viry záhy hubit, je přinutí se rychle množit – jinak riskují kompletní porážku. A protože u netopýra vyvolá reakce pouze slabou zánětlivou odezvu, nejsou následující „závody ze zbrojení“ pro jeho tělo nijak devastující. 

Vzniká jakási rovnováha mezi viry a imunitním systémem, který se s jejich překotným množením vypořádá, aniž by nastoupil nebezpečný chronický zánět. Patrně právě jeho absence umožňuje ničit mikroorganismy tak efektivně. Proto mohou v tělech netopýrů a kaloňů přežívat dlouhodobě a snad i po celý život.

Rizika přenosu

Problém nastává, když rychle se množící virus pronikne například do lidského organismu, který nemá natolik účinnou imunitu jako letouni. Pak replikaci mikroskopického nepřítele v podstatě nic nebrání, takže hostitele záhy zahubí, nebo mu přinejmenším způsobí velké potíže – odborně řečeno bude mít vysokou virulenci. 

K přenosu leckdy nedochází přímo, nýbrž skrz další mezihostitele, jako jsou velbloudi, gorily či šimpanzi. Lidé se však mohou nakazit i od netopýrů, ať už kontaktem s živými jedinci, nebo jejich konzumací, která je v mnoha částech planety běžná – a možná rovněž stála za současnou pandemií nemoci covid-19. V šíření viru hraje zřejmě roli také ničení přirozených stanovišť netopýrů a kaloňů, neboť stresovaná zvířata s oslabeným imunitním systémem mají ve slinách a jiných výměšcích větší množství virových částic než jejich „klidní“ příbuzní. 

TIP: Nepoznaní géniové nočního letu: Fakta a mýty o netopýrech

Fakt, že letouni přenášejí řadu různých virů, by každopádně neměl vyvolávat nesmyslnou averzi vůči těmto nadmíru pozoruhodným savcům. Navíc nejsou v daném „oboru“ zdaleka jediní – riziko sdílejí i s hlodavci. Naopak se jedná o zajímavou oblast pro další výzkum a o impulz k hledání možností prevence, aby se nebezpečí přenosu na člověka snížilo.