Până la pandemia de azi, doar patru coronavirusuri erau deja responsabile de până la o treime dintre infecțiile respiratorii la om. Dar când a apărut denumirea coronavirus și ce îi face pe lilieci atât de importanți în problema transmiterii acestui tip de virusuri?
Ce impact economic pot avea coronavirusurile care afectează animalele crescute industrial și cât sunt de diferite manifestările infecțiilor provocate de coronavirusuri la om vs animal? În fine, până în anul 2000, omenirea a stat liniștită. Timp de câteva decenii, oamenii crezuseră că patologiile declanșate de coronavirusuri sunt „cuminți”. Atunci, cum a apărut surpriza?
Coronavirus. Cuvântul continuă să apară în conversații, articole de presă, postări de social media, jurnale medicale. De la începutul anului, numărul publicațiilor științifice referitoare la coronavirusul SARS-COV-2 a explodat. În baza de date biomedicală PubMed, există aproape 1.800 de articole care conțin termenii coronavirus, Covid-19 sau SARS-CoV-2 în titlurile lor, scrie Le Monde.
- Publicația franceză trasează istoria descoperirilor făcute de om pe coronavirus, în ultimii aproape 100 de ani. Un articol semnat de Marc Gozlan, medic și jurnalist specializat în domeniul medical-științific.
SARS-COV-2, responsabil pentru pandemia Covid-19, aparține familiei coronavirusurilor, adică a virusurilor care poartă protuberanțe pe suprafața lor, vizibile la microscopul electronic. Învelișul coronavirusului conține într-adevăr proteine de suprafață S (de la Spike, vârfuri ascuțite) care formează protuberanțe similare unor petale. Înrădăcinate în membrana virală, proteinele S oferă virionilor un aspect de coroană. Aceasta este originea numelui atribuit acestei familii de viruși. Corona înseamnă coroană în latină.
De la Beijing la Paris, via Roma și Madrid, comunitatea internațională medicală și științifică se mobilizează împotriva SARS-CoV-2, ultimul reprezentant al familiei coronavirusurilor.
Dar care este povestea lor?
Înapoi în anii ’30
Primul coronavirus descoperit este un virus animal, responsabil, la puii de găionă, pentru o boală respiratorie acută extrem de contagioasă. Numele său: virusul bronșitei infecțioase aviare (virusul bronșitei infecțioase). Boala pe care o provoacă a fost observată pentru prima dată în 1930 în Dakota de Nord (Statele Unite).
Arthur Frederick Schalk și MC Hawn au scris, în 1931, în Journal of the American Veterinary Medical Association (JAVMA), că au identificat o nouă boală respiratorie la puii cu vârste cuprinse de la două zile până la trei săptămâni.
Titlul articolului lor: O boală respiratorie aparent nouă la puii de găină. La păsările de curte, bronșita infecțioasă se caracterizează prin detresă respiratorie acută, gemete, tuse, depunere dificilă a ouălor, deteriorarea calității ouălor, precum și prin mortalitate ridicată la puii tineri.
În 1937, doi cercetători americani de la Rutgers University (New Jersey), Fred Robert Beaudette și Charles Bannus Hudson, au arătat că reușit să cultive agentul responsabil, pe ouă de găină cu embrioni.
În 1946, a fost identificat virusul gastroenteritei porcine (Gastroenterită transmisibilă, TGE). În 1949, cercetătorii de la Rockefeller Institute (New York), apoi o echipă din Londra, în 1951, au descoperit virusul hepatitei murine (Murine Hepatitis Virus, MHV) la un șoarece paralizat.
Cu toate acestea, nu a fost stabilită relația dintre aceste boli, care afectează puii, șoarecii și porcii. Nu se știa la acea vremei că aceste trei patologii se datorează virusurilor aparținând aceleiași familii. Acest nou pas în cunoaștere urma să aștepte descoperirea primelor coronavirusuri umane, din anii ’60, ceea ce va duce la clasificarea acestor virusuri animale și umane în familia Coronaviridae.
Descoperirea primului coronavirus uman, în 1965
Descoperirea primului coronavirus uman (HCoV) datează din 1965. Cercetătorii britanici David Tyrrell și ML Bynoe (Salisbury, Anglia) izolează o tulpină virală, numită B814, din probe respiratorii recoltate de la un școlar care prezenta simptomele unei răceli obișnuite. Ei reușesc să cultive virusul, prezent în secrețiile nazale, folosind ca mediu de cultură celule embrionare de trahee umană. Experimentele au arătat că agentul patogen este rezistent la antibiotice și că este sensibil la eter, ceea ce indică faptul că este un virus (și nu o bacterie) și că are un înveliș lipidic. Într-adevăr, eterul este un solvent pentru lipide.
Pasul următor: Cercetătorii administrează voluntarilor sănătoși lichidul din acest mediu de cultură sau secrețiile nazale ale pacienților cu răceli. Rezultatul: în ambele cazuri, un număr mare de voluntari dezvoltă o răceală cu caracteristici clinice similare.
HCoV-OC43 și HCoV-229E
Anul următor, în 1966, cercetătorii de la Universitatea din Chicago, Hamre și Procknow, au raportat creșterea unui virus pe culturi umane de celule renale embrionare inoculate cu probe respiratorii de la studenți răciți de la Medicină.
Numit HCoV 229E, acest virus seamănă morfologic cu coronavirusul uman B814, precum și cu bronșita infecțioasă aviară (IBV). La fel ca B814, 229E este sensibil la eter. Materialul său genetic este compus din ARN. Virusul 229E devine o „tulpină prototip” pentru o serie întreagă de lucrări ulterioare. Tulpina B814 nu va cunoaște aceeași celebritate ca 229E. Ca și alte virusuri, acesta nu a fost conservat de-a lungul timpului, astfel ccă toate aceste tulpini virale s-au pierdut.
În 1967, o altă tulpină, numită HCoV OC43, a fost descoperită în Statele Unite de către Kenneth McIntosh și colegii de la National Institutes of Health (NIH, Bethesda, Maryland). Fusese cultivat pe celule de trahee umană. Echipa raportează, de asemenea, izolarea altor virusuri sensibile la eter, pornind de la probe prelevate din sistemul respirator. Toate aceste virusuri se numesc CO (culturi organice) pentru a indica faptul că creșterea lor a fost obținută folosind culturi celulare de la diferite organe.
În același an, aceleași coronavirusuri, HCoV-OC43 și HCoV-229E, au fost izolate de către cercetătorii britanici din Salisbury. Această echipă arată că infecția cu virusul HCoV-229E provoacă o răceală comună. Pentru a face acest lucru, echipa lui Tyrrell colectează secreții nazale de la un pacient răcit și le administrează intranazal unui voluntar. Iar secrețiile acestuia din urmă, sunt administrate apoi altui voluntar, în total, se procedează astfel de patru ori. După cele patru serii, se pare că 13 dintre cei 26 de participanți au dezvoltat o răceală. Cu toate acestea, la 20 de voluntari care au primit o soluție salină nazală nu apare răceală. Iar cercetătorii au descoperit că doi voluntari, unul infectat cu HCoV-229E, celălalt cu B814, au dezvoltat o răceală. Ei folosesc mai mult de 100 de țesuturi într-o singură zi. Alte echipe folosesc această metodă experimentală și arată că HCoV-OC43 poate provoca o răceală.
În același timp, cercetătorii britanici, June Dalziel Almeida și David Tyrrell, observă, la microscopul electronic, lichidele mediilor de cultură infectate cu tulpina B814 și remarcă faptul că particulele virale seamănă cu virusul infecțios al bronșitei infecțioase (IBV). De asemenea, au pe suprafața lor protuberanțe situate la distanțe regulate una de alta. Tulpina 229E și virusurile CO au, de asemenea, o morfologie similară.
La sfârșitul anilor ’60, s-a observat, de asemenea, că virusurile bronșitei infecțioase aviare, gastroenterite porcine și hepatite la șoareci aveau aceeași morfologie caracteristică, „într-o coroană”.
Pe 16 noiembrie 1968, termenul „coronavirus” a apărut oficial în revista Nature. Acest nou grup de viruși este definit pe baza unor criterii esențial morfologice.
Clasificarea acestor virusuri (taxonomie) va fi revizuită în mod regulat. În 1975, Comitetul internațional pentru taxonomia virusurilor (ICTV) a aprobat crearea unei noi familii de virusuri, Coronavirinae, care aparțin ei înșiși din genul Coronaviridae (coronavirus). Aceste virusuri au în comun organizarea genomului lor ARN și strategia de replicare a acestora.
În actuala taxonomie, există patru genuri de coronavirusuri: Alphacoronavirus, Betacoronavirus, Gammacoronavirus și Deltacoronavirus. În timp ce Alphacoronavirusurile și Betacoronavirusurile infectează în principal mamiferele, Gammacoronavirusurile și Deltacoronavirusurile afectează în principal păsările.
Liliecii reprezintă principalul rezervor natural al Alphacoronavirusurilor și al Betacoronavirusurilor. Acestea din urmă constituie grupul de mamifere care adăpostesc cel mai mare număr de coronavirusuri. Se estimează că aceștia din urmă reprezintă 31% din viromul lor, toate virusurile hrănite de aceste lilieci.
Cel mai mare genom al virusurilor ARN
Coronavirusurile ocupă o poziție proeminentă în virologie, în măsura în care aceste mari virusuri sferice (60-220 nm) au cel mai lung ARN genomic (de la 27.000 la 33.000 de baze).
Studiile serologice, constând în căutarea anticorpilor din sânge anti-coronavirus la persoane infectate, au acumulat treptat o cantitate considerabilă de date epidemiologice. S-a demonstrat astfel că infecțiile respiratorii datorate coronavirusurilor apar în climele temperate, mai des iarna și primăvara decât vara și toamna. De asemenea, datele au relevat că până la 35% din infecțiile cu virus respirator în timpul unei epidemii sunt cauzate de coronavirusuri. În plus, aceste virusuri sunt responsabile pentru 15% din răcelile observate la adulți. În cele din urmă, infecțiile cu coronavirus pot apărea la orice vârstă, dar sunt mai frecvente la copii.
În anii ’70, studiile epidemiologice, precum și experimentele efectuate cu voluntari sănătoși, care sunt injectați cu un preparat coronavirus intranazal, arată că coronavirusurile sunt în general asociate cu infecții respiratorii ușoare. Coronavirusurile umane (VHC) provoacă cel mai adesea infecții respiratorii superioare, ocazional pneumonie la copii și adulți tineri. Aceste virusuri pot provoca, însă, o exacerbare a astmului la copil, precum și bronșită cronică la adulți și vârstnici.
Un grup mare de virusuri care infectează mamiferele și păsările
Chiar în timp ce încercăm să identificăm toate manifestările clinice cauzate de coronavirusurile umane, medicina veterinară progresează. Importanța coronavirusurilor animale ține de faptul că ne ajută să câștigăm teren.
Se dovedește că multe specii de animale pot fi infectate cu coronavirusuri. Acesta este cazul șobolanului (șobolan Coronavirus, Sialodacryoadenitis Virus sau virus sialodacryoadenită de șobolan), al șoarecilor (Murine Hepatitis Virus, MHV), al puiului de găină (Infecțioasă Bronchită Virus, IBV), al curcanului (Turcia Coronavirus). Există și la vițel (Bovine Coronavirus), câine (Canine Coronavirus), pisică (Feline Enteric Coronavirus Cat, Feline Infecțioasă Peritonită Virus), iepure (Rabbit enteric coronavirus) și porc (Transmisible Gastroenteritis Virus, Porcine Epidemic Virus Diaree sau PEDV Virusul encefalomielitei hemaglutinante). Coronavirusurile au fost, de asemenea, descoperite în fazanul Colchis, beluga, leopardul din Bengal, etc.
În 1971, coronavirusul canin a fost izolat în timpul unui focar de boală diareică la câinii din armata Statelor Unite. La pisici, boala cauzată de virusul peritonitelor infecțioase feline a fost descrisă pentru prima dată în 1963 și transmisă experimental între o pisică bolnavă și o pisică sănătoasă în 1966.
În ceea ce privește porcul, se dovedește că infecția cu virusul diareei epidemice porcine (PEDV) are un impact economic major. În Statele Unite, acest coronavirus a condus astfel la o reducere cu peste 3% a creșterii porcilor, între septembrie 2012 și august 2014. În mod similar, bronșita infecțioasă aviară, din cauza coronavirusului IBV, are un impact economic semnificativ asupra fermei de păsări braziliene (pui broileri, de carne, și păsări pentru reproducere). Publicat în 2005, un studiu arată că pierderea totală a crescătorilor este de 3.567 de dolari la fiecare 1000 de păsări cu vârsta cuprinsă între 25 și 26 de săptămâni.
Dacă majoritatea studiilor efectuate la animale se concentrează pe manifestările respiratorii, alte activități se concentrează pe cele intestinale (gastroenterită), hepatice (hepatită) și cerebrale (encefalită) sau pe leziunile renale la șoareci ori peritonită, la pisici. Coronavirusurile animale pot fi astfel responsabile pentru manifestări diverse și complexe.
Pe de altă parte, în timp ce multe coronavirusuri (dacă nu toate) provoacă infecții ale tractului gastro-intestinal la animalele de fermă, infecțiile cu coronavirus uman cauzează în primul rând infecții respiratorii.
SARS-CoV
În medicina umană, patologiile asociate coronavirusurilor au fost apreciate, până la începutul anilor 2000, ca fiind suficient de moderate pentru a nu trezi interesul excesiv din partea comunității științifice. Astfel, secvențele genomice complete ale coronavirusurilor umane HCoV-229E și HCoV-OC43 nu vor fi cunoscute până în 2000, respectiv 2004.
Va fi necesară intrarea în anul 2003 și identificarea unui coronavirus (SARS-CoV) ca agent infecțios responsabil pentru sindromul respirator sever acut (SARS) pentru ca familia coronavirusurile să trezească din nou interesul comunitatății medicale și științifice.
Epidemia de SARS a început în Guangdong, sudul Chinei. A durat din noiembrie 2002 până în iulie 2003 și a afectat 29 de țări (din Asia, Europa, America de Nord și America de Sud). Un total de 8.098 de persoane au fost infectate cu SARS-CoV, iar 774 au murit.
Civetul de palmier mascat (Paguma larvata), un mic carnivor, a fost identificat ca animalul care a transmis coronavirusul SARS-CoV la om. Ulterior, s-a demonstrat indubitabil că liliacul este rezervorul natural al acestui virus.
HCoV-NL63 și HCoV-HKU1
După identificarea SARS-CoV, sunt descrise numeroase coronavirusuri, inclusiv două care au infectat oameni, HCoV-NL63 și HKU1, descoperite în 2004 și, respectiv, în 2005.
HCoV-NL63 coronavirus uman este izolat de cercetătorii olandezi (de unde și acronimul NL) la un copil de 7 luni, internat la Amsterdam în ianuarie 2003 pentru bronșolită și conjunctivită. Virusul este detectat folosind culturi de celule renale de la maimuță, inoculate cu probe respiratorii prelevate de la pacientul copil. Secvențializarea completă a genomului său arată că este un coronavirus.
În mod independent, o echipă olandeză izolează acest virus de culturile de celule care au fost depozitate în laborator de câțiva ani. Eșantionul provine din tampoane nazale prelevate în aprilie 1988 de la un copil de 8 ani cu pneumonie. Virusul este, de asemenea, detectat la șapte pacienți cu infecție respiratorie superioară, inclusiv un pacient imuno-compromis care a primit un transplant de măduvă osoasă. Analiza genetică a virusului HCoV-NL63 confirmă faptul că are o organizare genomică caracteristică coronavirusurilor. Cercetătorii americani de la Universitatea Yale din Connecticut identifică același virus și îl numesc HCoV-NH (pentru New Haven).
În ceea ce privește coronavirusul HCoV-HKU, acesta a fost descoperit de cercetătorii de la Universitatea Hong Kong (de unde și acronimul HKU) la un bărbat de 71 de ani, tratat în ianuarie 2004 pentru pneumonie virală. Secvențializarea genetică a virusului relevă că este un coronavirus necunoscut anterior.
MERS-CoV
În septembrie 2012, un al șaselea coronavirus uman, MERS-CoV, a apărut în Orientul Mijlociu, la zece ani după SARS-CoV. Totul a început cu apariția, în iunie 2012, a unui caz de infecție respiratorie severă în Jeddah, Arabia Saudită. Pacientul, în vârstă de 60 de ani, a murit de pneumonie, care a dus la complicații de insuficiență renală. Pe 23 septembrie 2012, Organizația Mondială a Sănătății (OMS) a raportat două cazuri ale acestui nou sindrom respirator acut, denumit MERS (Sindromul respirator din Orientul Mijlociu). O investigație epidemiologică va dezvălui existența a două cazuri anterioare, care avuseseră t loc în aprilie 2012, în timpul unei epidemii de pneumonie în rândul personalului de îngrijire medicală al unei unități de terapie intensivă din Zarqa, Iordania.
Transmiterea MERS-Cov continuă până astăzi, dar la scară mică. La sfârșitul lunii ianuarie 2020, au existat 2.519 cazuri de MERS confirmate, inclusiv 866 de decese, reprezentând o rată de deces de aproximativ 35%. Până în prezent, majoritatea cazurilor (2.121) au fost raportate în Arabia Saudită, inclusiv 778 de decese. Deși majoritatea cazurilor de MERS la om sunt atribuite transmiterii de la om la om în mediul sanitar, dromaderul pare a fi rezervorul principal de animale al MERS-CoV și sursa de infecție animală la om.
Pe baza secvențelor genetice, se pare că toate coronavirusurile umane sunt de origine animală. SARS-CoV-2, SARS-CoV, MERS-CoV, HCoV-NL63 și HCoV-229E au ca strămoși coronavirusuri de la lilieci. În timp ce gazda animală primară a SARS-CoV este formată din lilieci din genul Rhinolophus (Rhinolophidae), MERS-CoV este filogenetic legat de coronavirusurile mai multor specii de lilieci aparținând familiei Vespertilionidae. În ceea ce privește HCoV-OC43 și HKU1, acestea provin probabil din coronavirusuri de la rozătoare.
SARS-CoV-2, SARS-CoV, MERS-CoV sunt coronavirusuri epidemice. În schimb, HCoV-NL63, HCoV-229E, HCoV-OC43 și HKU1 sunt tulpini endemice, despre care se crede că sunt responsabile de răceala obișnuită la om. Se estimează că aceste patru coronavirusuri sunt responsabile de 10% până la 30% din infecțiile respiratorii superioare la adulți.
În cele din urmă, coronavirusurile CoV-229E și HCoV-NL63 aparțin genurilor Alphacoronavirus, în timp ce HCoV-OC43, HCoV-HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV și SARS-CoV-2 fac parte din Betacoronavirus.
SARS-CoV-2, al șaptelea coronavirus uman
SARS-CoV-2, responsabil pentru pandemia Covid-19, este, prin urmare, al șaptelea coronavirus uman identificat.
Dacă termenul „pandemie” nu a fost niciodată folosit la fel ca în ultimele săptămâni, este totuși cel de „coronavirusul” care va fi, fără îndoială, „cuvântul anului 2020”.
