Екип учени използва изкуствен интелект (AI), за да разбере къде може да се появи следващият нов коронавирус. Каква е вероятността да се появи нова коронавирусна пандемия? Много по-голяма от това, което осъзнаваме.

Изминаха почти две десетилетия, откакто опасен коронавирус заплаши с глобална пандемия. Миналата година тази заплаха се появи като смъртоносна нова версия, наречена SARS-CoV-2.

Светът все още не се е измъкнал от кризата на COVID-19, въпросът дали - и кога - ще видим как още един член на семейството се появява в близко бъдеще привлича вниманието на изследователите. Откритията им трябва да повишат нашата готовност.

Неотдавнашно изследване с помощта на машинно обучение се опита да предскаже от кои бозайници биха могли да тръгнат множество щамове коронавирус, позволявайки на патогените да се смесят и да предизвикат COVID от следващо поколение.

Констатациите говорят за близо десетина пъти повече асоциации на коронавирус-приемник, отколкото прогнозите, базирани само на наблюдения.

Те също така откриват над 30 пъти потенциалните гостоприемници, които биха могли да приютят SARS-CoV-2 и да му позволят да се рекомбинира в нещо по-страшно, и над 40 пъти повече видове от тези, за които преди се е подозирало, че са гостоприемници на няколко коронавирусни подродове.

Проучването, проведено от изследователи от Университета в Ливърпул във Великобритания, не може да ни каже къде и дори кога ще възникнат пандемии, но предполага, че настоящите ни модели на коронавирусната екосистема се нуждаят от сериозна корекция.

Макар семейството на шиповите вируси сега е синоним на локдауни и високата смъртност, повечето от членовете му са относително безобидни. Вероятно в миналото сте преживявали инфекции като сезонна хрема.

Има четири рода, съставяващи семейството на коронавирусите, озаглавени просто алфа, бета, гама и делта, които по различен начин заразяват голямо разнообразие от бозайници и птици.

От всички само алфа и бета коронавирусите съдържат варианти, които заразяват хората, като последните от тях имат тежки щамове на остър респираторен синдром (SARS).

Само върхът на айсберга

Вирусите редовно разбъркват гените си и прекодират генома си, тъй като заразяват гостоприемниците си, прибягвайки до интелигентни нови методи за проникване в клетките, избягване на защитата на имунната система или дори прескачане към нови животни, пораждайки това, което наричаме нови видове и щамове.

Само за да стане всичко по-объркващо, членовете на различни групи могат да се събират в едни и същи тъкани на гостоприемника и да обменят нови зловредни инструменти, пораждайки все по-мощни комбинации, които издигат разпространението на вируса на съвсем ново ниво.

Проследяването на тази размяна не е лесно. Изследователите все още се опитват да установят точния произход на SARS-CoV-2, като в момента повечето доказателства сочат прилепите.

Благодарение отчасти на невероятно здравата им имунна система, много видове прилепи могат да приютят редица вируси незабелязано за дълго време, като им дават шанс да смесват и съчетават своите гени.

Оттам скокът в човешкия гостоприемник изисква просто случайна среща или директно, или чрез междинен гостоприемник, като панголин, донесен в цивилизацията заради месото си.

Дали това е бил просто лош късмет или неизбежност зависи изцяло от честотата на рекомбинационните събития. И отговорът на този въпрос зависи от това какво знаем за разнообразието на вирусите, техните потенциални гостоприемници и обстоятелствата, при които се срещат.

Вирусолозите не са напълно наясно за тези неща, но също така са убедени, че са виждали само върха на епидемиологичния айсберг, когато става въпрос за вируси, които незабелязано прескачат от вид на вид, особено в дивата природа.

В този случай компютъризираните алгоритми са създадени, за да намерят модели сред три различни, но допълващи се перспективи - геномни характеристики в родословното дърво на вируса, характеристики на стотици потенциални гостоприемнибозайници и характеристики на мрежата вирус-гостоприемник.

Кредит: European Molecular Biology Laboratory

Резултатите разкриват някои тайни на членовете на семейството на коронавирусите. И тъй като все още циркулира SARS-CoV-2, е ясно, че има огромен потенциал за образуване на комбинации, които бързо могат да излязат извън контрол.

Наблюденията досега показват, че има само четири бозайници, които не са хора, за които е известно, че могат да се заразяват както SARS-CoV-2, така и един друг коронавирус.

Когато се вземат предвид данните на изследователите, има 126 гостоприемни на SARS-CoV-2 и 2544 общо уникални взаимодействия, които биха могли да научат SARS-CoV-2 как да се върнат с двойна сила.

„Всеки от тези SARS-CoV-2 гостоприемници, които са и гостоприемници на други коронавируси, са потенциални рекомбинационни гостоприемници, при които нови коронавируси, получени от SARS-CoV-2, могат да бъдат генерирани в бъдеще“, обясняват изследователите .

"Това не е причина да се демонизират тези видове", подчертава членът на екипа д-р Мая Варде (Maya Wardeh), като посочва, че "разпространението" на вирусите в човешките популации обикновено е свързано с човешки дейности като търговия с диви животни и земеделие.

"Но на практика е невъзможно да се изследват всички животни през цялото време, така че нашият подход дава възможност за определяне на приоритетите. Той показва, че това са видовете, които трябва да се наблюдават", добавя изследователят от Университета в Ливърпул.

Учените казват, че „идеалното“ използване на тази техника би било да помогне за откриването на вирусите, докато се рекомбинират.

„Ако успеем да ги намерим, преди да влязат в хората, тогава бихме могли да работим върху разработването на лекарства и ваксини и на първо място - да спрем попадането им в хората", отбелязва д-р Маркус Благроув (Marcus Blagrove), вирусолог от Университета в Ливърпул, участник в проучването.