Przełomowe badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców, w tym badaczy ze Szwajcarii, doprowadziły do pełnego zsekwencjonowania genomu wczesnego szczepu wirusa grypy hiszpanki (H1N1) z 1918 roku. Analiza materiału genetycznego pochodzącego z zachowanej tkanki płucnej 18-letniego mężczyzny, który zmarł w Zurychu 15 lipca 1918 roku, ujawniła, że wirus już na tym etapie posiadał kluczowe mutacje umożliwiające mu szybką adaptację do organizmu ludzkiego.
Pandemia grypy hiszpanki, która trwała od 1918 do 1920 roku, pochłonęła od 50 do 100 milionów ofiar na całym świecie. Wirus ten, w przeciwieństwie do sezonowych odmian grypy, atakował młodych, zdrowych dorosłych, prowadząc do szybkiej niewydolności oddechowej. Zrozumienie jego działania było utrudnione ze względu na delikatną strukturę genetyczną wirusów grypy opartą na RNA, które ulega szybkiej degradacji. Dodatkowym wyzwaniem było przechowywanie historycznych próbek w formalinie, co znacząco utrudniało analizę RNA.
Zespół pod kierownictwem Vereny Schünemann opracował innowacyjny protokół sekwencjonowania zdegradowanego RNA, który umożliwił odzyskanie ponad 98% genomu wirusa z tkanki płucnej pochodzącej z Zurychu. Odkrycia te stanowią przełom, ponieważ podważają dotychczasowe przekonanie, że najbardziej agresywne mutacje wirusa pojawiły się jesienią 1918 roku, podczas drugiej, bardziej śmiertelnej fali pandemii. Badanie opublikowane w BMC Biology wskazuje, że kluczowe mutacje były obecne już w lipcu 1918 roku.
Wśród zidentyfikowanych mutacji znalazły się te umożliwiające wirusowi omijanie ludzkiego białka przeciwwirusowego MxA, które jest naturalną obroną organizmu przed wirusami ptasimi. Kolejna mutacja wpłynęła na strukturę białka hemaglutyniny, ułatwiając wirusowi wnikanie do ludzkich komórek, podobnie jak w przypadku SARS-CoV-2. Te wczesne adaptacje prawdopodobnie zapewniły wirusowi znaczącą przewagę ewolucyjną, przyczyniając się do jego szybkiego rozprzestrzeniania się i zwiększenia zjadliwości w kolejnych falach.
Badanie, które analizuje dynamikę adaptacji wirusa do ludzi na wczesnym etapie pandemii, otwiera nowe perspektywy dla zrozumienia ewolucji wirusów pandemicznych i przewidywania przyszłych zagrożeń. Szybka identyfikacja kluczowych mutacji może pomóc w prognozowaniu szczytów zjadliwości i udoskonalaniu strategii zdrowotnych. Jak podkreśla Verena Schünemann, rekonstrukcja genomu wirusa z 1918 roku w Szwajcarii "otwiera nowe perspektywy na dynamikę adaptacji wirusa w Europie na początku pandemii", ukazując siłę badań archeogenetycznych w rozwiązywaniu współczesnych wyzwań zdrowia publicznego.