Yarasalar ve Yarasa Kaynaklı Virüslerin Geçmişi

Yarasaların insan virüslerinin rezervuarı olarak rol oynadığı gerçeği, Güney ve Orta Amerika’da kuduzun bulunduğu yirminci yüzyılın ilk yarısında kabul edilmiştir. Yarasanın insanlarda EID’lere neden olan bir virüs rezervuarı görevi görebileceği hipotezi, bundan birkaç on yıl sonra, yirminci yüzyılın ikinci yarısındadır. Rhabdoviridae ailesinin Lyssavirus cinsi içindeki kuduz veya kuduzla ilişkili virüsün çoğu genotipi yarasalarda belgelenmiştir. Son yıllarda, yarasalar çok sayıda EID’ye karıştıktan sonra ün kazanmıştır. İnsanları etkileyebilen ve EID’lere neden olan yarasa kaynaklı virüsler farklı ailelere ayrılır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Hendra virüsleri dâhil paramiksovirüsler,
• Nipah virüsleri,
• Ebola hemorajik ateş filovirüsleri,
• Marburg hemorajik ateş filovirüsleri,
• Ani akut solunum sendromu benzeri koronavirüsler (SARS-CoV),
Listeleri muhtemelen tam olmaktan uzaktır ve ilginç bir şekilde, yarasaların güçlü retroviral barındırma yeteneği, memeli retro virüslerinin şekillenmesine muhtemelen katkıda bulunmuştur. Ayrıca, kuş ve insan influenza virüsü için sialik asit reseptörleri, Kuzey Amerika’daki küçük kahverengi yarasalarda bulunur. Bu da potansiyel olarak yeni zoonotik suşların ortaya çıkmasını kolaylaştırabilir. Bu bağlamda, mümkün olan en kısa sürede üç temel sorunun çözülmesi acil hale gelir.
Yarasalar, insanlarda EID’lere neden olan patojenlerle ilgili olarak hayvanlar ve insanlar için bir patojenik virüs kaynağı olarak hizmet etmeye yardımcı olur mu? Yarasalar, henüz insanlara bulaşmamış, ancak gelecekte EID’lerin kaynağı olabilecek virüsler için rezervuarlar mı? Yarasalar, genomik değişim ve genetik sürüklenme yoluyla yeni virüslerin geliştirilebileceği canlı test tüpleri olarak düşünülebilir mi? Soruların cevaplanması için yarasa popülasyonlarını izlemek ve bu popülasyonlarda dolaşan virüs çeşitliliğini analiz etmek önemlidir. Bilgilendirici olmasına rağmen, birkaç örnekte ve belirli bir ekosistemde dolaşan virüslerin incelenmesi, dünyadaki farklı yarasa ailelerinde bulunan viral popülasyonların küresel dinamiklerini açıklayamaz. Virüslerin izolasyonu ve dizilişi önemli bir adımdır, ancak olgunun kapsamını yakalamak için yeterli performans göstermemiştir. Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), primerler mevcut olduğunda, yarasa kaynaklı virüslerin insanlarda hâlihazırda EID’ler üretmiş olan virüslerle ilişkili olarak daha iyi karakterize edilmesine de katkıda bulunmuştur.
Daha yakın zamanlarda, yüksek verimli sıralama ve metagenomik yaklaşımlar, sürveyans ve bilgi arayışında bir kuantum sıçramasına yol açmıştır. Bununla birlikte, küresel bir vizyon vazgeçilmez olmaya devam etmektedir ve farklı ülkelerde çeşitli laboratuarlar verileri kapsamlı bir şekilde yarasaların kataloglamayı karşılar. Sonuçlara bakıldığında bir ülkeden diğerine çok değişken olduğunu belirtmek gerekir. Asya, Kuzey Amerika ve Afrika ile sonraki Avrupa ve Güney Amerika’nın önünde veri birikiminde büyük ölçüde başı çekiyor. Asya’nın katkısı için Çin sonuçlarının üstünlüğü daha da etkileyicidir. Asya’daki makalelerin neredeyse % 60’ı (% 58,9) Çin’den gelir ve onu % 16,8 ile Vietnam izler. Katkıda bulunan diğer tüm ülkeler % 7’nin altındadır, yani hem Tayland hem de Kamboçya için % 6,5 yayınların sayısı ile bunları yayınlayan bilimsel ekiplerin coğrafi kökenleri arasındaki ilişkiyi vurgulamak oldukça ilginçtir. Çünkü Asya / Güneydoğu Asya, yeni virüslerin ortaya çıkması için gezegendeki sıcak noktalardan biri olarak kabul edilir.

Yarasalar ve Virüslerin Birlikte Evrimi

Virüslerin ve konakçılarının biyolojik etkileşimi, konakçı bağışıklık sistemi ve virüs kaçış mekanizmaları arasında hassas bir eylem dengesi ve karşı eylemler ile genellikle antagonistiktir. Konak kondisyonunda parazit kaynaklı azalma, konakçı direnç mekanizmaları için seçimi artırır. Öte yandan, yeni konak savunmaları parazit üzerindeki seçimi artırır. Konakçı ve patojenler arasındaki sıkı bir genetik etkileşim, etkileşen konakçıların ve parazitlerin karşılıklı evrimi olarak tanımlanan süregelen konak-parazit birlikte evrimine yol açabilir. Parazit bulaşıcılığı ve konakçı direncinin antagonistik birlikte evrimsel silahlanma yarışı, birlikte evrimde adaptasyonlara ve karşı adaptasyonlara yol açar. Ayrıca mikrobiyal dünyada konak-parazit ilişkilerinin evriminde merkezi bir role sahiptir. Birlikte evrimin önemli bir sonucu, konakçı ve parazit popülasyonlarının genetik çeşitliliği üzerindeki etkisidir.
Konak-parazit birlikte evriminin, hem konakçı hem de virüs üzerinde yüksek bir seçici baskı uygulayarak biyolojik evrim üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğu yaygın bir şekilde varsayılır. Seçilen özellikler, ilgili genler ve altta yatan seçim dinamikleri, konak-parazit birlikte evrimini anlamak için ana ilgi alanlarını temsil eder. Yarasaların evrimi, büyük bir çevre yelpazesine uyarlanmış, yüksek hareket kabiliyeti ve uzun ömürlülüğü ile muazzam bir tür çeşitliliği üreten memeliler arasında çok başarılı bir tekil tarihtir. Çok daha fazla bilinen kemirgen türü olmasına rağmen, yarasalar kemirgenlerden daha fazla zoonotik virüs ve tür başına daha fazla toplam virüsü barındırır. Dahası, yarasalar diğer tüm memeli takımlarından önemli ölçüde daha yüksek oranda zoonotik virüs barındırır. Parazit bulaşıcılığı ve konakçı direncinin antagonistik birlikte evrimsel silahlanma yarışı, birlikte evrimde adaptasyonlara ve karşı adaptasyonlara yol açar. Ayrıca mikrobiyal dünyada konak-parazit ilişkilerinin evriminde merkezi bir role sahiptir. Kökeninin yaklaşık 64 milyon yıl önce veya Kretase-Tersiyer sınırını takip ettiği tahmin edilir.
Milyonlarca yıllık yarasa evrimi, konukçu ve patojen arasındaki birlikte evrim sürecine yol açmış olabilir. Virüslerin bulaşıcılığı ile yarasaların direnci arasındaki antagonistik birlikte evrim hala tam olarak bilinmez. Yarasaların, görünürde morbidite ve mortalite olmaksızın insanlar için son derece ölümcül virüsleri barındırma kabiliyeti uzun süredir tartışılan bir konudur. Virüs bulaşmış yarasalarda gözlemlenen anormal etoloji eksikliği, direnç mekanizmalarının seçiminden kaynaklanıyor olabilir. Yarasalarda uçuşun evrimine, yüksek metabolik hızlara uyum sağlamak için bağışıklık sistemlerinde genetik değişiklikler eşlik eder. Uçuşları sırasında artan metabolizmaları ve daha yüksek vücut sıcaklıkları, bağışıklık sistemlerini güçlendirmiş, direnci artırmış ve böylece barındırdıkları virüs çeşitliliğini artırmış olabilir. Yarasalarda metabolik hızdaki bu artışın, koşan kemirgenler için sadece yedi kat ve kuşlar için iki kat olduğu zaman, 15 ila 16 kat olduğu tahmin edilir.
Marburg, Angola, Ebola ve Makona-WPGC07 virüslerinin yarasaların uçuş sıcaklığında, yani 37 ve 41 ° C’de verimli bir şekilde çoğaldığı gösterilmiştir. Bu da sıcaklıktaki uçuşla ilişkili zamansal yükselmenin filovirüs replikasyonunu etkilemediğini gösterir. Dahası, birçok türü, optimal virüs replikasyonunu engelleyen bir virüse direnç stratejisi olabilecek vücut sıcaklığının düşmesiyle birlikte günlük bir uyuşma sergiler. Ayrıca, yarasaların virüslerle bir arada bulunma yeteneklerini açıklayabilen benzersiz bir interferon sistemi (IFN’ler) vardır. Memeliler, enfeksiyonun ardından ifade edilen IFN-a genlerinin bir ailesini içeren büyük bir IFN lokusuna sahiptir. Tersine, yarasalar yalnızca üç işlevsel IFN-α ile bir IFN lokusu sergiler, ancak yapısal ve kalıcı olarak ifade edilir. Bu kurucu ifade, viral replikasyonu kontrol etmek için oldukça etkili bir sisteme dönüşebilir ve yarasaların virüslere karşı direncini açıklayabilir. Aynı virüse karşı yarasa türleri arasındaki bağışıklık tepkisinde de farklılıklar gözlemlenmiştir.
Avrupa yarasa lyssavirus tip 1’e (EBLV-1) karşı serokonversiyon yüzdesinde önemli farklılıklar, iki farklı aileden iki tür arasında gözlenmiştir. Seropozitif Rhinolophus ferrumequinum yüzdesi Myotis myotis’inkinden çok daha düşük çıkmış ve farklı serokonversiyon oranları gözlemlenmiştir. Daha önce enfekte olup olmadıklarına bağlı olarak yarasalar arasında serokonversiyon oranlarında önemli farklılıklar bulunmuştur. Bu da yarasaların uzun süreli tekrarlayan enfeksiyonlarının önemli bir immünolojik hafıza kazandırabileceğini ve kuduz enfeksiyonuna duyarlılığın azaldığı ileri sürülmüştür. Yarasalarda bağışıklık yeterliliği, vücut durumuna (beslenme durumu ve stres yoluyla) ve üreme faaliyetine göre değişebilir. Sonuç olarak yarasa türleri arasında veya içinde daha düşük bir kuduz seroprevalansına yol açabilir.

Kaynakça:
researchgate.net/publication/239943700_Interspecies_transmission_and_emergence_of_novel_viruses
springer.com/article/10.1007/s11033-020-05879-5

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu