Sau khi bị một con bọ dơi cắn tại một hội nghị gần đây, Armin Scheben rất muốn nghiên cứu về loài dơi. Côn trùng hút máu là một trong nhiều loại ký sinh trùng gây bệnh bám vào động vật có vú đang bay. Tuy nhiên, dơi hiếm khi bị bệnh giống như con người.
Hệ thống miễn dịch của động vật có vú tiến hóa nhanh chóng khi các loài luôn phải đối mặt với các mầm bệnh mới trong môi trường của họ. "Bạn cần liên tục bắt kịp với những kẻ xấu mới đang cố gắng xâm nhập và làm tổn thương bạn", như Scheben, người hiện là một nghiên cứu sinh sau đại học về gen quần thể tại Viện Nghiên cứu Harbor Lạnh (và sau đó đã hồi phục từ vết cắn). Và trong khi anh ấy đã nghiên cứu về sự thích ứng gen của một số loài động vật có vú, chúng ta còn biết rất ít về những điều này so với những điều đã giúp dơi có khả năng chiến đấu với các nhiễm trùng một cách hiệu quả đặc biệt.
Trong một nghiên cứu mới được công bố ngày hôm nay trong tạp chí Genome Biology and Evolution, Scheben và nhóm nghiên cứu của anh ấy đã xác định được những gen đã đóng góp vào hệ thống miễn dịch tiến hóa nhanh chóng của dơi và khả năng đặc biệt của chúng trong việc tránh xa các loại virus gây tử vong và thậm chí là ung thư. Hiểu cách dơi sống sót trước các bệnh tật có thể truyền cảm hứng cho các phương pháp điều trị miễn dịch mới cho con người và có thể giúp ngăn chặn một đại dịch khác.
Các tác giả đã phân tích DNA của 15 loài dơi khác nhau để có cái nhìn rõ ràng hơn về cách gen của chúng tiến hóa theo thời gian. Họ đã hoàn toàn giải trình gen của hai loài dơi, dơi ăn quả Jamaica và dơi ria mép ở Trung Mỹ, và thu thập các loài khác từ các tập dữ liệu đã tồn tại có sẵn.
Sau đó, họ đã so sánh bộ gen của dơi với bộ gen của con người, chuột và các loài động vật có có vú dễ bị ung thư khác, tập trung sự chú ý vào các chuỗi mã hóa protein chịu trách nhiệm gây ra hoặc ngăn chặn bệnh tật. Đầu tiên, họ sắp xếp các gen đồng nhóm, hoặc các gen chung giữa các loài khác nhau được thừa hưởng từ một tổ tiên tiến hóa chung. (Nó giống như so sánh táo với táo, Scheben giải thích.) Với mỗi gen đồng nhóm, họ giả thuyết hai tình huống: nếu dơi mất nó hoặc nếu nó bị đột biến. Nếu động vật có vú biết bay bị mất hoàn toàn gen, điều đó cho thấy sự thiếu sót này rất quan trọng trong việc chống lại bệnh tật. Nhưng nếu vẫn còn những thay đổi tinh tế trong trình tự DNA chỉ tìm thấy ở loài dơi, nó có thể cho thấy sự thay đổi trong chức năng gen bằng cách nào đó giúp nhóm sống khỏe mạnh.
Cuối cùng, những thay đổi đáng chú ý nhất mà nhóm nghiên cứu phát hiện là ở gen interferon loại một (IFN), có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát phản ứng viêm nhiễm đối với các nhiễm trùng. Cụ thể, họ đã quan sát thấy sự thay đổi về số lượng gen IFN-α và IFN-ω kháng virus. Ví dụ, ba loài dơi dường như đã mất toàn bộ IFN-α trong khi số lượng gen IFN-ω lại tăng lên.
Theo Scheben, điều khám phá đáng ngạc nhiên nhất là quan sát thấy mất gen IFN-α và thêm vào đó nhiều gen IFN-ω, "điều này trước đây chưa được báo cáo bao giờ." Kết quả này cho thấy rằng các gen IFN-ω mới và việc mất gen IFN-α có ý nghĩa quan trọng đối với dơi trong việc chống lại nhiễm trùng virus mà vẫn ngăn chặn phản ứng viêm nhiễm quá mạnh - một đặc điểm khiến tình trạng viêm trở thành con dao hai lưỡi ở người.
Tuy nhiên, mặc dù những phát hiện này đã đưa các nhà di truyền học tiến một bước gần hơn đến việc hiểu được cách loài dơi phát triển khả năng độc đáo của chúng để chống lại bệnh ung thư và virus, nhưng nó vẫn chưa vẽ nên một bức tranh hoàn chỉnh. Tony Schountz , giáo sư tại Trung tâm Bệnh truyền nhiễm do Vector-Borne tại Đại học bang Colorado, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết nghiên cứu này chỉ tập trung vào di truyền của khả năng miễn dịch bẩm sinh (phản ứng miễn dịch tức thời đối với các tế bào bị nhiễm bệnh) . Nó không bao gồm thông tin về khả năng miễn dịch thích ứng của dơi, bao gồm các phản ứng kháng thể và tế bào T mà nhiều động vật có vú sử dụng để chống lại bệnh tật . Schountz giải thích: “Đây là hai thành phần rất khác nhau nhưng bổ sung cho nhau của khả năng miễn dịch. “Gần như tất cả sự tập trung vào khả năng miễn dịch của dơi cho đến nay đều tập trung vào khả năng miễn dịch bẩm sinh, chủ yếu là do nghiên cứu về khả năng miễn dịch thích ứng cần đến động vật sống, điều mà ít nhóm có được và phức tạp hơn nhiều.”
Ngay cả khi không có bộ thông tin đầy đủ, việc hiểu được những thay đổi trong hệ thống miễn dịch bẩm sinh của loài dơi có thể giúp các nhà khoa học phát triển các phương pháp điều trị di truyền cho con người nhằm giảm khả năng mắc một số bệnh. Chúng ta cũng có thể tìm hiểu gen nào quyết định tuổi thọ từ 20 đến 30 năm của dơi hoặc cách cơ thể chúng thích nghi để chế biến thực phẩm giàu đường mà không gây ra hậu quả tiêu cực như ở những người mắc bệnh tiểu đường.
Và mặc dù loài dơi đã nổi tiếng với vai trò được cho là của chúng trong việc lây lan COVID , Scheben hy vọng rằng những phát hiện mới này có thể chỉ cho các nhà nghiên cứu đi đúng hướng trong việc tìm hiểu cách thức các loài động vật chứa đựng các loại virus và ký sinh trùng mạnh như vậy mà không bị bệnh nặng. Ông nói, một ngày nào đó, thông tin đó có thể được sử dụng để ngăn chặn loài người chúng ta mắc phải các triệu chứng nghiêm trọng khi bị nhiễm bệnh. “Hoàn toàn không sai khi tin rằng việc nghiên cứu loài dơi có thể giúp chúng ta ngăn chặn một đại dịch khác.”
Theo Popsci