Wiadomo, że jajo było pierwsze od kury, bowiem jaja znosiły już gady – w tym wymarłe dawno dinozaury, do których kurze jest ewolucyjnie blisko. Uczeni z Uniwersytetu w Edynburgu i Imperial College w Londynie zmodyfikowali genetycznie kurze komórki, z których potem biorą się zarodki w zapłodnionych jajach. Wykluły się z nich kury zdolne znosić zmutowane jaja i koguty ze zmutowanymi plemnikami. Skrzyżowano je, a ich potomstwo nie zarażało się ptasią grypą. Co ma i takie znaczenie, że najgroźniejsze dla ludzi warianty tego wirusa to „koktajl genetyczny” gryp ptasiej i świńskiej.

Rosół niekoniecznie zdrowy

Dawniej mawiano, że „gdy biedak je kurę to znaczy, że jedno z nich jest chore”. Fermowy kurczak stał się w XX w. synonimem niedzielnego rosołu. Dziś jest mięsem niespecjalnie pełnym własnego smaku, stąd mocno przyprawianym, ale codziennym, bo tanim i dostępnym dla wszystkich w naszym kręgu cywilizacyjnym. Nie wnikając, czy to dobrze dla naszego zdrowia, dobrostanu kur i dla planety, skupmy się teraz nad tym, jakie konsekwencje dla epidemiologii wirusowych chorób zakaźnych niesie owa masowa hodowla drobiu (tylko taka dostarcza ludziom tanie mięso).

Zarówno pandemie grypy (ze słynną „hiszpanką” na czele), jak i rozlane azjatyckie epidemie wirusów grypy u ludzi zawsze miały ów „ptasi” komponent genetyczny. Wirus grypy bowiem, jak niewiele innych, uwielbia mieszać się między wariantami. W tym celu co najmniej dwa z nich jednocześnie muszą znaleźć ciepłe miejsce w zwierzęcym lub ludzkim gospodarzu.

To tzw. ortomyksowirusy, a wśród nich najszerzej rozprzestrzeniony jest wirus influenzy A (FLUAV), zdolny zakażać ptactwo i świnie, zaś niektóre jego warianty mogą wytwarzać epidemie i pandemie u ludzi. Wirusa typuje się dzięki dwóm jego białkom, hemaglutyninie (H) i neuraminidazie (N) – dlatego symbole wirusów pandemicznych to np. H1N1 czy H5N1 etc.

Mięso drobiowe od kilku lat drastycznie drożeje nie tylko z powodu podwyżek cen energii niezbędnej do chowu tych zwierząt (kurczęta muszą mieć ciepło), ale i ze względu na dziesiątkowanie stad w fermach przez ptasią grypę. Na którą nie ma lekarstwa, zatem aby zapobiegać rozprzestrzenianiu się epidemii (panującej dziś w Eurazji), konieczne jest wybijanie i kremacja całych populacji.

Pozostawało długo zagadką, dlaczego drób jest podatny na grypę. Czyli co to za kurze, kacze czy indycze białko i jakie konkretnie mutacje w nim powodują, że dany wirus grypy się go „chwyta”, dokonuje inwazji na komórki zwierzęcia i się w nich namnaża. Po czym je niszczy i porzuca, by iść zarażać kolejne sztuki drobiu.

Bez tej wiedzy nie da się skutecznie walczyć z wirusem, wyprzedzając jego zdolność do rozprzestrzeniania się. Prosto zaś myśląc, jeśli stworzymy kurę nieprodukującą białka atrakcyjnego dla wirusa grypy, to ptak nie zachoruje, wirus się w nim nie namnoży i łańcuch infekcji zostanie przerwany. A gdyby mieć setki, tysiące, miliony takich kur…

Brytyjscy specjaliści pracowali nad tym zagadnieniem aż 30 lat. Także w słynnym ze sklonowania owcy Dolly Instytucie Roslin na Uniwersytecie Edynburskim. Wreszcie „długo oczekiwane osiągnięcie” znalazło swe miejsce na łamach „Nature Communications”. Wszystko, jak to ostatnio bywa, dzięki zastosowaniu edytora genów CRISPR/Cas-9, za którego opracowanie przyznano Nobla z chemii trzy lata temu.

Mutant goni mutanta

Oczywiście, jak to w naturze – nawet modyfikowanej genetycznie – się dzieje, działanie wywołuje przeciwdziałanie. Zatem hodowcy drobiu nieprędko będą mieli możność zakupu opornych na grypę piskląt do swoich przedsiębiorstw. Kurczaki, których genomy znodyfikowano metodą CRISPR/Cas-9 nadal bowiem ulegały zakażeniu, gdy atakował je wirus grypy w większym stężeniu. Czyli dopóki były to cząstki wirusa w ilości na ogół występujacej w zainfekowanych fermach, to wszystko było ok, ale gdy wirusa było znacznie więcej, ptaki chorowały.

Co gorsza, zawsze istnieje ryzyko, że tego typu oporność kury wywoła selekcję takich wariantów wirusa, które są jednak zdolne obejść ową barierę i zaatakować zwierzę mimo zmian w jego białku (nazywanym ANP32A). O co chodzi? Jak wyjaśniają naukowcy, aby kurę uodpornić, należało w tym białku zamienić na inne tylko dwa aminokwasy, czyli cegiełki, z których jest zbudowane. Wtedy wirus nie był w stanie się z nim wiązać, ergo – nie namnażał się i infekcja była „poronna”. Zmiany te wprowadzono zatem w komórkach rozrodczych kurczaków – prekursorów jaj i plemników, torując drogę do wyhodowania piskląt z pożądanymi mutacjami. Następnie krzyżowano ze sobą wylęgłe mutanty, aż udało się uzyskać czyste linie, w których oba warianty genu ANP32A kurczaka są zmienione, a ptaki „wyglądają na zdrowe”.

Ale tu zaszły też nieprzewidziane reakcje. Wirus grypy podany w nadmiarze (dwutygodniowym kurczętom wprowadzano go do nozdrzy) przełamywał jednak tę oporność – nie tylko dlatego, że go było dużo, ale że wewnątrz komórki kurzej sam wirus mutował. Od momentu powstania mutacji wirusa, jego gen (zwany IAV) tworzył białko zdolne wiązać się nie tylko ze zmienionym przez bioinżynierów białkiem ptaka (tym ANP32A), ale niestety także działać w sytuacji, gdy kurczak w ogóle owego białka nie produkował (czyli gdy całkiem usunięto mu ANP32A).

Oznacza to, że enzymy wirusa niezbędne mu do powielania własnego materiału genetycznego w tysiącach i milionach kopii, wiązały się z innymi, podobnymi białkami kurczaka: ANP32B i ANP32E... Aby ukrócić inwazję tego grypiego mutanta, trzeba było zatem usunąć kurom wszystkie trzy białka z genomu, całkowicie.

Tylko że białka – jeśli je mamy w komórce od czasów pradawnych, a ewolucja je oszlifowała jak diamenty – są nam potrzebne. To samo dotyczy kur. Nie jest jasne, czy tak sobie można bezpiecznie siedzieć na grzędzie bez tych wszystkich białek z rodziny ANP32. Co więcej, powstające w zmodyfikowanych genetycznie kurach wirusy-mutanty mogą być nawet bardziej niebezpieczne dla ludzi. Doświadczenie brytyjskie jest zatem raczej dowodem na to, że kurzy genom można zmienić, uodparniając ptaka na powszechny epidemiczny wirus (w pewnym zakresie), niż sposobem na uzyskanie kurczaków odpornych na grypę w fermach kurzych.

Na samym końcu przyjdzie ustalić, czy taki kurczak, któremu pozmieniamy białka, w ogóle nadal smakuje jak kurczak. Choć w sumie fermowy drób smakuje dokładnie tym, czym go (nadmiernie) przyprawiono…

ODWIEDŹ I POLUB NAS
Chińscy specjaliści od drobiu (a jest ich wielu, bo to największy na świecie producent i konsument tego mięsa), komentując opubikowane badania przypominają, że wirusy grypy często mutują, choćby przenosząc się z gospodarza do gospodarza. Bo to ich organizmy stawiają influenzawirusom największe bariery, skoro np. białko ANP32A kurczaka i człowiekam różni się nie tylko mutacjami, ale i długością, i to znacznie (30 aminokwasów różnicy).

Fakt, że jeśli organizm atakować będzie tysiąc razy większa liczba cząstek wirusa, zawsze dojdzie do „przełamania” i zakażenia – u każdego istniejącego kurczaka, także powstałego w wyniku bioinżynierii. „Mimo to infekcje rozwijały się u nich wolniej i osiągały niższy poziom wirusa niż u ptaków dzikich. Nawet w przypadku zakażenia, ptaki poddane edycji genów znacznie rzadziej przenosiły wirusa na kurczęta niezmodyfikowane” – podsumował dla portalu „Science” Wang Xiaojun, wirusolog z Instytutu Badań Weterynaryjnych Harbin przy Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych.

W epidemiologii o to właśnie czasem chodzi. O zmniejszenie skali problemu. Oczywiście marzyłby się nam system tak szczelny, by w ptakach wirus grypy w ogóle nie replikował. O ile to możliwe.

W tym pomyśle nie tworzono zwierząt transgenicznych – nie wsadzano kurczakom genów np. psa czy osła. Rozmaite zatem agencje rządowe i międzynarodowe do tego powołane, gdy taki ostatecznie oporny na grypę kurczak zostanie laboratoryjnie uzyskany i będzie w stanie żyć na kurzej farmie, nie powinny bardzo przeciw temu oponować. Choć oczywiście jawi mi się przed oczami pytanie, jakie w filmie „C.K. Dezerterzy” z uporem maniaka stawiano w szpitalu psychiatrycznym oberleutnantowi von Nogajowi: „Co to jest? Czy na pewno kura, a nie może – dajmy na to – pies? Czy twierdzi pan kategorycznie, że to jest jednak kura? A może jednak taka kura, która przypomina nieco osła?”…

– Magdalena Kawalec-Segond

TYGODNIK TVP, ul. Woronicza 17, 00-999 Warszawa. Redakcja i autorzy

Źródło: https://www.nature.com/articles/s41467-023-41476-3