Yarasa Kaynaklı Virüsler Neden Bu Kadar Ölümcül?

Son yıllardaki en kötü viral hastalık salgınlarının – SARS, MERS, Ebola, Marburg ve muhtemelen yeni gelen 2019-nCoV virüsünün de– yarasalardan kaynaklanması aslında bir tesadüf değildir.

• 
• Gürkan Akçay Boğaziçi Üniversitesi – Editör / Yazar-Bilimfili

eLife‘da Şubat ayında (2020) yayımlanan yeni bir araştırmaya göre, yarasaların virüslere karşı gösterdiği aşırı bağışıklık tepkisinin, virüslerin çok daha hızlı biçimde üremesine neden oluyor olabilir. Bu yüzden de, bu virüsler, ortalama bir bağışıklık tepkisine sahip, insanlar gibi diğer memeli hayvanlara sıçradığında, ölümcül bir tahribata yol açıyor.

İnsan enfeksiyonlarının kaynağı olarak bilinen yarasalar da dahil olmak üzere, bazı yarasalar, virüslere karşı savunmayı sabit hale getirmek için sürekli hazırlanan bir bağışıklık sistemi bulunur. Bu yarasalardaki viral enfeksiyonlar, virüsü hücrelerden uzaklaştıran hızlı ve ani bir tepkiye yol açar. Bu durum, yarasayı yüksek virüs yüküne karşı korurken, aynı zamanda da savunma mekanizması aktif olmadan hemen önce virüslerin çok daha hızlı bir biçimde üremesine neden olur.

Bu da; yarasaları, hızlıca üreyebilen ve son derece bulaşıcı olan virüsler için bir kaynak haline getirir. Yarasalar bu gibi virüsleri tolere edebilirken; bu virüsler, hızlı bir bağışıklık tepkisini ortaya çıkaramayan diğer havyanlara bulaştığında, yeni konaklarının bağışıklık sisteminin kolaylıkla üstesinden gelebiliyor ve yüksek ölüm oranlarına neden olabiliyor.

Araştırmacılara göre, bazı yarasalar bu sağlam antiviral tepkiyi taşıyabilir, ancak bu tepkiyi bir anti-inflamasyon yanıtı ile dengeleyebilir. Bizim bağışıklık sistemimiz ise, aynı antiviral stratejiyi denerse yaygın inflamasyon yaratır. Görünüşe göre, yarasalar, immünopatoloji tehdidinden kaçınmak için benzersiz bir yönteme sahip.

Araştırmacılar, yarasa habitatını bozmanın hayvanları strese soktuğunu ve tükürüklerinde, idrarlarında ve dışkılarında diğer hayvanlara bulaşabilecek daha fazla virüs yaydığını ileri sürüyor. Dolayısıyla, yarasaların yaşamlarını tehdit eden çevresel faktörler arttıkça, insan da dahil olmak üzere diğer hayvanlara bulaşacak hastalık tehditi de artıyor demektir. Bu noktada da “Tek Sağlığın” bir kez daha dikkat edilmesi gereken bir önlem olarak önümüzde durduğunu söyleyebiliriz.

Sonuç olarak, virüs barındırma söz konusu olduğunda yarasalar potansiyel olarak özel bir biyolojiye sahip. Dolayısıyla da, bu ölümcül virüslerin çoğunun yarasalardan kaynaklanması bir rastlantı değildir.

Güçlü Uçuş, Uzun Yaşam Süresi ve Viral Tolerans Sağlıyor Olabilir

Yarasalar, uçabilen tek memeli hayvan türüdür. Uçuş sırasındaki metabolik hızları, yakın boyutlardaki sürüngen türlerin koşarken yakaladığı metabolik hızın neredeyse iki katı kadardır.

Güçlü fiziksel aktivite ve yüksek metabolik hızlar, başta serbest radikaller olmak üzere reaktif moleküllerin birikmesine bağlı olarak daha yüksek oranda doku hasarına yol açar. Fakat, uçuşa olanak tanımak, yarasaların bu yıkıcı molekülleri etkili bir şekilde temizlemek için fizyolojik mekanizmalar geliştirmiş olduklarını gösteriyor.

Bu durum, yarasaların, herhangi bir nedenden ötürü ortaya çıkan inflamasyonun ürettiği zararlı molekülleri etkin bir biçimde temizlemesi avantajına neden olur. Bu da yarasaların neden bu kadar uzun ömürlü olduklarının bir açıklaması olabilir. Yüksek kalp atış ve metabolizma hızına sahip küçük hayvanlar, daha yavaş bir kalp atımı ve metabolizmaya sahip daha büyük hayvanlara kıyasla daha kısa ömürlüdür. Çünkü yüksek metabolizma hızı, yıkıcı serbest radikallerin daha fazla saçılmasına neden olur. Fakat, yarasalar, kendileriyle hemen hemen aynı boyutlardaki diğer memelilere kıyasla eşsiz biçimde uzun bir yaşam süresine sahiptir. (Aynı boyutlardaki bir kemirgen 2 yıl yaşayabilirken, bazı yarasalar 40 yıl yaşayabilir.)

İnterferon Sinyali ve İnflamasyon Baskılama

Yarasalardaki bu “inflamasyonu hızlı baskılama” özelliği, başka bir avantaja daha neden oluyor olabilir: Antiviral bağışıklık tepkisine bağlı inflamasyon baskılama. Çoğu yarasanın bağışıklık sisteminin önemli bir hilesi daha vardır: Bir virüs işgalinden önce diğer hücreleri “silah başına” çağıran interferon-alpha adlı bir sinyalleme molekülünün serbest bırakılması.

Araştırmacılar, yarasaların bu hızlı immün tepkilerinin, taşıdıkları virüslerin evrimini nasıl etkilediğini merak ettiler. Araştırma kapsamında da, iki yarasadan ve kontrol grubu olarak da bir maymundan alınan hücre kültürleri üzerinde deneyler yürütüldü. Yarasalardan birisi, Marburg virüsünün doğal konakçısı olan Mısır meyve yarasıydı (Rousettus aegyptiacus). Bu yarasada, vücuda interferon taşması için interferon-alfa geni kopyalanmadan önce doğrudan viral bir saldırı olması gerekir. Bu teknik, kopyalanan ve proteine dönüşmeye hazır interferon-alfa RNA ile virüs enfeksiyonlarıyla savaşmaya hazırlanan Hendra virüsünün bir kaynağı olan Avustralya kara uçar köpek yarasasınınkinden (Pteropus alecto) biraz daha yavaştır. Afrika yeşil maymununun hücre hattı ise herhangi bir interferon üretmez.

Deneylerde, Ebola ve Marburg’u taklit eden virüsler tarafından zorlandığında, bu hücre hatlarının farklı tepkiler verdiği görüldü. Afrika yeşil maymunundan alınan hücre hattının, virüs tarafından çok hızlı bir biçimde öldürüldüğü görülürken, Mısır meyve yarasasının hücrelerinin, erken interferon uyarısı sayesinde başarılı bir biçimde viral enfeksiyondan kurtulduğu görüldü.

Avustralya kara uçar köpek yarasasının hücrelerinde ise, bağışıklık tepkisi daha da başarılıydı. Viral enfeksiyonun Mısır meyve yarasasının hücre hattındakine kıyasla önemli ölçüde yavaşladığı görüldü. Ek olarak, bu yarasa interferon tepkilerinin enfeksiyonların daha uzun sürmesine izin verdiği gözlemlendi.

Tek katmanlı hücreler üzerindeki virüsleri, ormanın içindeki bir yangın gibi düşünün. Bazı toplulukların –hücrelerin– yanmaz battaniyeleri var ve yangın onlara zarar vermeden ilerliyor, ancak günün sonunda sistemde hala yanan korlar var –hala bazı viral hücreler var–. Hayatta kalan hücre toplulukları, virüs için yeni hedefler sağlayarak ve yarasanın ömrü boyunca devam eden bir enfeksiyon oluşturarak üreyebilir.

Daha Yüksek Bağışıklık Tepkisi Virüsün Çoğalma Hızını Arttırıyor

Araştırma ekibi, deneylerini bir bilgisayarda yeniden oluşturmak için yarasaların bağışıklık sistemlerinin basit bir modelini oluşturdu. Ekibe göre, gerçekten sağlam bir interferon sistemine sahip olmak, bu virüslerin konakçı içinde kalmasına yardımcı olacağını gösteriyor. Daha yüksek bir bağışıklık tepkisine sahip olduğunuzda, enfeksiyondan korunan bu hücreleri alırsınız, böylece virüs aslında konağına zarar vermeden çoğalma hızını artırabilir. Ancak, insan gibi aynı antiviral mekanizmaya sahip olmayan diğer hayvanlara sıçradığında, pek çok hastalığa neden olabilir.

Araştırmacılar, yarasa virüslerinin çoğunun bir hayvan aracısıyla insanlara atladığını belirtiyor. SARS, Asya palmiye misk kedisinden; MERS, develerden; Ebola, goril ve şempanzelerden; Nipah, domuzlardan; Hendra, atlardan; Marburg ise Afrika yeşil maymunlarından insanlara ulaştı. Bununla birlikte, bu virüsler insanlara son atlamayı yaptıktan sonra hala aşırı derecede öldürücü ve ölümcül haldedirler.