At a Maryland country fair in 2017, the prize pigs were not looking their best. Farmers reported feverish hogs with inflamed eyes and running snouts. But while fair officials worried about the pigs, the Maryland department of health was concerned about a group of sick fairgoers. Some had pet the pigs, while others had merely been near their barns; but soon, 40 of these attendees would be diagnosed with swine flu. More often than not, sick animals don’t infect humans. But when they do, these cross-species infections, or viral host jumps, have the potential to produce deadly epidemics. So how can pathogens from one species infect another, and what makes host jumps so dangerous?
La târgul de animale din Maryland din 2017, porcii oferiți ca premiu nu arătau prea bine. Fermierii au spus că porcii aveau febră, ochii inflamați și râtul congestionat. Deși organizatorii târgului se temeau pentru porci, departamentul de sănătate din Maryland se preocupa de existența unor participanți bolnavi. Unii mângâiaseră porcii, iar ceilalți fuseseră aproape de țarcurile lor; dar curând, 40 dintre participanți au fost diagnosticați cu gripă porcină. Deseori, animalele bolnave nu sunt contagioase pentru oameni. Dar când sunt, aceste infecții transmisibile între specii, sau salturi virale între specii, au potențialul de a produce epidemii mortale. Deci, cum pot patogenii unei specii să infecteze o alta,
Viruses are a type of organic parasite infecting nearly all forms of life.
și de ce sunt atât de periculoase salturile între specii?
To survive and reproduce, they must move through three stages: contact with a susceptible host, infection and replication, and transmission to other individuals. As an example, let’s look at human influenza. First, the flu virus encounters a new host and makes its way into their respiratory tract. This isn’t so difficult, but to survive in this new body, the virus must mount a successful infection before it’s caught and broken down by an immune response. To accomplish this task,
Virusurile sunt un tip de parazit organic care infectează aproape toate formele de viață. Pentru a supraviețui și a se reproduce trebuie să treacă prin trei etape: contactul cu o gazdă susceptibilă, infecția și replicarea, și transmiterea la alte gazde. Ca exemplu, să analizăm virusul gripal. Pentru început, virusul intră în contact cu o nouă gazdă și ajunge în căile respiratorii. Până aici nu e dificil, dar pentru a supraviețui în acest nou organism, virusul trebuie să infecteze cu succes gazda, înainte să fie eliminat și distrus de sistemul imunitar.
viruses have evolved specific interactions with their host species. Human flu viruses are covered in proteins adapted to bind with matching receptors on human respiratory cells. Once inside a cell, the virus employs additional adaptations to hijack the host cell’s reproductive machinery and replicate its own genetic material. Now the virus only needs to suppress or evade the host’s immune system long enough to replicate to sufficient levels and infect more cells. At this point, the flu can be passed on to its next victim via any transmission of infected bodily fluid.
Pentru a reuși, virusurile au dezvoltat interacțiuni specifice cu speciile invadate. Virusurile gripale sunt acoperite în proteine ce se leagă de receptorii celulelor respiratorii umane. Odată intrat în celulă, virusul declanșează anumite adaptări pentru a acapara mașinăria de replicare celulară pentru a-și copia propriul material genetic. Acum virusul trebuie doar să suprime sau să se ascundă de sistemul imunitar destul de mult timp pentru a se replica suficient și a infecta mai multe celule. În acest moment gripa poate fi transmisă următoarei victime
However, this simple sneeze also brings the virus in contact with pets, plants, or even your lunch. Viruses are constantly encountering new species and attempting to infect them. More often than not, this ends in failure. In most cases, the genetic dissimilarity between the two hosts is too great. For a virus adapted to infect humans, a lettuce cell would be a foreign and inhospitable landscape. But there are a staggering number of viruses circulating in the environment, all with the potential to encounter new hosts. And because viruses rapidly reproduce by the millions, they can quickly develop random mutations. Most mutations will have no effect, or even prove detrimental; but a small proportion may enable the pathogen to better infect a new species. The odds of winning this destructive genetic lottery increase over time, or if the new species is closely related to the virus’ usual host. For a virus adapted to another mammal, infecting a human might just take a few lucky mutations. And a virus adapted to chimpanzees, one of our closest genetic relatives, might barely require any changes at all.
prin orice secreție infectată. Acest simplu strănut pune virusul în contact cu animalele, plantele sau chiar cu mâncarea. Virusurile intră în contact frecvent cu noi specii pe care încearcă să le infecteze. De cele mai multe ori nu reușesc. În majoritatea cazurilor diferențele genetice dintre cele două gazde sunt prea mari. Pentru un virus adaptat să infecteze oamenii, o frunză de salată verde va fi un mediu străin și inospitalier. Dar există un număr imens de virusuri care circulă în mediul înconjurător, toate cu potențialul de a întâlni gazde noi. Și deoarece virusurile se reproduc rapid cu milioanele, pot dezvolta rapid mutații întâmplătoare. Majoritatea mutațiilor nu vor avea niciun efect, sau chiar le vor dezavantaja; dar câteva dintre ele le pot permite să infecteze o nouă specie. Șansele de a câștiga la această loterie genetică distructivă cresc în timp, sau dacă noua specie e înrudită cu gazda obișnuită a virusului. Pentru un virus adaptat la alt mamifer, infectarea unui om ar putea avea nevoie doar de câteva mutații norocoase. Iar un virus adaptat pentru cimpanzei,
It takes more than time and genetic similarity for a host jump to be successful. Some viruses come equipped to easily infect a new host’s cells, but are then unable to evade an immune response. Others might have a difficult time transmitting to new hosts. For example, they might make the host’s blood contagious, but not their saliva. However, once a host jump reaches the transmission stage, the virus becomes much more dangerous. Now gestating within two hosts, the pathogen has twice the odds of mutating into a more successful virus. And each new host increases the potential for a full-blown epidemic.
animal foarte asemănător genetic cu noi, poate să nu aibă nevoie de nicio mutație. E nevoie mai mult decât de timp și de asemănări genetice pentru ca un salt între specii să aibă loc. Unele virusuri sunt echipate să infecteze cu ușurință celulele noii gazde, dar apoi nu se pot ascunde de sistemul imunitar. Altele au dificultăți să se transmită altor gazde. De exemplu, pot infecta sângele gazdei, dar nu și saliva. Oricum, odată ce virusul s-a transmis, acesta devine mult mai periculos. Acum că se află în două gazde, patogenul are de două ori mai multe șanse să sufere mutații care îi vor asigura succesul.
Virologists are constantly looking for mutations that might make viruses such as influenza more likely to jump. However, predicting the next potential epidemic is a major challenge.
Și fiecare gazdă infectată crește riscul apariției unei epidemii globale. Virusolgii caută constant mutațiile ce pot face virusurile, precum cel gripal, mult mai probabil să facă un salt între specii.
There’s a huge diversity of viruses that we’re only just beginning to uncover. Researchers are tirelessly studying the biology of these pathogens. And by monitoring populations to quickly identify new outbreaks, they can develop vaccines and containment protocols to stop these deadly diseases.
De asta, predicția viitoarei epidemii globale e o provocare importantă. Există o mare diversitate de virusuri pe care abia am început să le studiem. Cercetătorii studiază fără încetare acești patogeni. Și prin monitorizarea populației pentru a identifica noile focare,