Die moderne Grippe ist ein direkter Nachkomme des Virus, das die Pandemie von 1918 verursachte

Die saisonale Grippe möglicherweise ein direkter Nachkomme der Pandemie von 1918 und nicht das Ergebnis der Kombination mehrerer Viren, wie neue Forschungsergebnisse zeigen.

So wie uns das menschliche Genom über Jahrtausende entscheidende Informationen darüber liefern kann, wo, wann und wie sich unsere Spezies entwickelt hat, können uns genomische Veränderungen in einem Virus Aufschluss über den Verlauf von Krankheitsausbrüchen geben Pandemien.

Das 1918 Pandemie Es wird geschätzt, dass weltweit zwischen 50 und 100 Millionen Menschen getötet wurden. Im Gegensatz zu unserer aktuellen Pandemie blieben viele der Fragen zur Pandemie von 1918 aufgrund technologischer Einschränkungen ein Rätsel. Virologen konnten sich insbesondere nicht sicher sein, ob die saisonale H1N1-Grippe ein direkter Nachkomme der Pandemie von 1918 ist oder eine Intra-Subtyp-Umsortierung. Mit anderen Worten, eine der größten Fragen, die Medizinhistoriker über die Pandemie von 1918 haben, ist, ob die moderne saisonale Grippe ein Urenkel des Influenzavirus ist, das die Pandemie von 1918 verursacht hat, oder ein entfernter Cousin.

Neue Forschungsergebnisse, veröffentlicht heute in Naturkommunikation, legt nahe, dass die saisonale Grippe ein direkter Nachkomme der Grippe von 1918 ist. Dies war ein Rätsel gewesen, weil Wissenschaftler es damals noch nicht getan hatten Grippeviren entdeckt, geschweige denn die Fähigkeit, das Genom eines Virus zu sequenzieren. Erst Ende der 1990er Jahre konnten Forscher mithilfe von im Permafrost konservierten Körpern feststellen, dass es sich bei der Pandemie von 1918 tatsächlich um das Influenza-A-Virus des H1N1-Subtyps handelte.

Der Hintergrund – Mit neuer Technologie, Forscher Sébastien Calvignac-Spencer und seine Kollegen am Robert-Koch-Institut in Berlin konnten sowohl bestimmen, wie eng die moderne saisonale Grippe mit dem Virus von 1918 verwandt ist, als auch wie das Virus während der Pandemie von 1918 mutierte.

Calvignac-Spencer erzählt Umgekehrt den Wert des Einsatzes neuer Technologien zum Verständnis der viralen Entwicklung vergangener Pandemien.

„Mit diesen Tools können wir rekonstruieren, wie Viren während einer Pandemie entstanden sind, sich verbreitet und angepasst haben. Die Identifizierung der Dinge, die sich bei Pandemien unterscheiden oder ähnlich sind, wird uns helfen, uns besser auf das nächste katastrophale Ereignis vorzubereiten “, sagt er.

Was sie getan haben – Die Forscher sequenzierten Viren aus 13 Lungenproben von Menschen, die zwischen 1901 und 1931 an der Grippe starben. Die Lungen waren in Museen in Berlin und Wien, Österreich, gelagert worden. Drei der Proben stammten von Menschen, die 1918 starben.

Calvignac-Spencer sagt: „Wir haben auf einer Strategie aufgebaut, die im letzten Jahrzehnt weit über den Bereich der Infektionskrankheiten hinaus sehr populär geworden ist [of] alle RNA-Moleküle in einer bestimmten Probe zu sequenzieren“, erklärt er, „weil pathologische Proben normalerweise formalinfixiert sind [a water based-solution of formaldehyde gas], führt dies dazu, dass ein Teil der RNA-Moleküle blockiert wird, indem sie mit anderen Makromolekülen verknüpft werden. Wir haben gezwickt [this] indem wir einen Schritt hinzufügen, in dem wir die Probe buchstäblich kochen – dieser Schritt befreit einen Teil der blockierten RNA.“

Eine Krankenschwester untersucht einen Patienten auf der Grippestation des Walter Reed Hospital während der Grippepandemie, Washington DC, um 1918.Getty

Letztendlich konnten die Forscher ein vollständiges und zwei Teilgenome sequenzieren. Besonders interessant für Calvignac-Spencer war, dass sich das Virus so entwickelt hat, dass es der Abwehr des Immunsystems entgehen konnte. Mit anderen Worten, das Virus hat sich wahrscheinlich entwickelt, um der menschlichen Immunabwehr zu entgehen. Insbesondere sendet das Immunsystem Interferone, um ein Virus anzugreifen, dem es ausgesetzt wurde, indem es das Nukleoprotein des Virus erkennt. Calvignac-Spencer und seine Kollegen fanden zwei Stellen im Nukleoprotein, die sich zwischen der ersten und zweiten Welle der Pandemie veränderten. Eine Veränderung dieses Nukleoproteins würde das System verwirren, eine erneute Infektion ermöglichen und zu einer zweiten Welle beitragen.

„Natürlich haben wir immer noch nur sehr wenige Genome, aber das ist ein interessanter Weg für weitere Untersuchungen“, sagt er.

Schließlich verwendeten die Forscher eine Technik namens „Molekulare Uhr Modell“ – um Änderungen am Genom des Virus im Laufe der Zeit zu bewerten. Entsprechend Pennsylvania Staatsuniversität„Evolutionsbiologen können diese Informationen verwenden, um abzuleiten, wie sich Arten entwickeln, und um das Datum festzulegen, an dem zwei Arten auf der evolutionären Zeitachse auseinandergegangen sind.“

Diese Methode ermöglichte den Forschern zu sehen, dass sich der ursprüngliche Grippestamm bei Menschen, Vögeln und anderen Säugetieren von selbst entwickelt hat, anstatt ein rekombinantes Virus zu werden, bei dem Teile des Genoms verschiedener Viren kombiniert werden, um ein eigenes Virus zu werden. wie einige postuliert hatten, die Grippe hatte es getan.

Stattdessen stellten die Forscher fest, dass das, was wir als saisonale Grippe erleben, tatsächlich ein direkter Nachkomme dieses Grippevirus von 1918 ist. Zum Glück für uns ist es eine viel schwächere Version, und eines unserer Immunsysteme hat etwas Kampferfahrung.

Was kann uns das über unsere aktuelle Covid-19-Pandemie sagen? – „Das Studium vergangener Pandemien ermöglicht es, Ähnlichkeiten und Unterschiede zu erkennen, die uns Aufschluss darüber geben, wie eine Pandemie aussehen kann. Es gibt Parallelen und Unterschiede zwischen der Grippe von 1918 und der aktuellen Pandemie“, sagt Calvignac-Spencer. „Zum Beispiel sind sie beide in Wellen aufgetreten. Doch während verschiedene Wellen der Covid-Pandemie oft durch die Verbreitung neuer Varianten getrieben wurden, sehen wir 1918 keinen solchen Linienersatz.“

Das langfristige Ziel sei es, ein solideres Verständnis von Pandemien aufzubauen, sagt er. Anstatt diese Pandemie von 1918 zu verwenden, um die aktuelle zu verstehen, ist er mehr daran interessiert, die aktuelle Pandemie zu verwenden, um die Pandemie von 1918 und Pandemien im Allgemeinen besser zu verstehen.

Was kommt als nächstes – Calvignac-Spencer sagt: „Eine große Einschränkung unserer Arbeit und dieser Art von Forschung ist wirklich die begrenzte Anzahl von Proben/Genomen, mit denen wir spielen können. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, die COVID-Pandemie mit 20 Genen zu rekonstruieren, anstatt mit den > 10 Millionen, die wir gemeinsam generiert haben.

Hätten wir für die aktuelle Pandemie so wenig Daten wie für die Pandemie von 1918, würden uns die gesamten Varianten und Phasen der Pandemie entgehen. Calvignac-Spencer geht es also darum, die genomischen Daten für die Pandemie von 1918 so weit wie möglich zu erweitern.

„Wir arbeiten hart daran, neue Exemplare für die Pandemie von 1918 zu finden. Es ist sehr schwierig, obwohl das Feld sehr kooperativ ist (viele Labore arbeiten Hand in Hand) und Museen sehr gerne bereit sind, diese Forschung zu unterstützen “, sagt er. „Wir haben auch bereits damit begonnen, unseren Geltungsbereich auf die nachfolgenden Grippepandemien 1957/58 und 1968/69 auszudehnen. Mit etwas extremem Glück finden wir vielleicht auch Exemplare früherer Pandemien, wie etwa der heute berühmten Russischen Grippe von 1889/90, deren Erreger möglicherweise eine Grippe oder eines der heute endemischen menschlichen Coronaviren (OC43) war.“

Letztendlich kann uns der Aufbau einer genomischen Geschichte vergangener Pandemien helfen, zukünftige Pandemien besser vorherzusehen, zu verstehen und uns darauf vorzubereiten.

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