Inilah spesies hewan yang rentan terhadap infeksi SARS-CoV-2

Sebuah tim ilmuwan internasional menggunakan analisis genom untuk membandingkan reseptor seluler utama untuk virus pada manusia – angiotensin converting enzyme-2, atau ACE2 – pada 410 spesies vertebrata yang berbeda, termasuk burung, ikan, amfibi, reptil, dan mamalia. Studi ini dipublikasikan pada 21 Agustus 2020 di Proceedings of the National Academy of Sciences.

ACE2 biasanya ditemukan di berbagai jenis sel dan jaringan, termasuk sel epitel di hidung, mulut, dan paru-paru. Pada manusia, 25 asam amino dari protein ACE2 penting bagi virus untuk mengikat dan masuk ke dalam sel.

Para peneliti menggunakan 25 urutan asam amino dari protein ACE2 ini, dan memodelkan struktur protein yang diprediksi bersama dengan protein lonjakan SARS-CoV-2, untuk mengevaluasi berapa banyak asam amino yang ditemukan dalam protein ACE2 dari spesies yang berbeda.

“Hewan dengan 25 residu asam amino yang cocok dengan protein manusia diperkirakan berada pada risiko tertinggi untuk tertular SARS-CoV-2 melalui ACE2,” kata Joana Damas, penulis pertama makalah dan rekan penelitian postdoctoral di UC Davis. “Risiko ini diperkirakan akan menurun jika residu pengikat ACE2 spesies berbeda dari manusia.”

Sekitar 40 persen spesies yang berpotensi rentan terhadap SARS-CoV-2 diklasifikasikan sebagai “terancam” oleh Persatuan Internasional untuk Konservasi Alam dan mungkin sangat rentan terhadap penularan dari manusia ke hewan.

“Data tersebut memberikan titik awal yang penting untuk mengidentifikasi populasi hewan yang rentan dan terancam yang berisiko terhadap infeksi SARS-CoV-2,” kata Harris Lewin, penulis utama studi dan profesor evolusi dan ekologi terkemuka di UC Davis. “Kami berharap ini menginspirasi praktik yang melindungi hewan dan kesehatan manusia selama pandemi.”

Beberapa spesies primata yang terancam punah, seperti gorila dataran rendah Barat, orangutan Sumatera, dan siamang pipi putih bagian utara, diperkirakan berisiko sangat tinggi tertular SARS-CoV-2 melalui reseptor ACE2 mereka.

Hewan lain yang ditandai berisiko tinggi termasuk mamalia laut seperti paus abu-abu dan lumba-lumba hidung botol, serta hamster Cina.

Hewan peliharaan seperti kucing, sapi dan domba ditemukan memiliki risiko sedang, dan anjing, kuda, dan babi ditemukan memiliki risiko rendah untuk mengikat ACE2. Bagaimana hal ini berkaitan dengan infeksi dan risiko penyakit perlu ditentukan oleh penelitian selanjutnya, tetapi untuk spesies yang mengetahui data infektivitas, korelasinya tinggi.

Dalam kasus infeksi SARS-COV-2 yang terdokumentasi pada cerpelai, kucing, anjing, hamster, singa dan harimau, virus mungkin menggunakan reseptor ACE2 atau mereka dapat menggunakan reseptor selain ACE2 untuk mendapatkan akses ke sel inang. Kecenderungan yang lebih rendah untuk mengikat dapat diterjemahkan ke kecenderungan yang lebih rendah untuk infeksi, atau kemampuan yang lebih rendah untuk infeksi menyebar pada hewan atau antar hewan setelah didirikan.

Karena potensi hewan untuk tertular virus korona baru dari manusia, dan sebaliknya, lembaga termasuk Kebun Binatang Nasional dan Kebun Binatang San Diego, yang keduanya menyumbangkan materi genom untuk penelitian tersebut, telah memperkuat program untuk melindungi hewan dan manusia.

“Penyakit zoonosis dan cara mencegah penularan dari manusia ke hewan bukanlah tantangan baru bagi kebun binatang dan profesional perawatan hewan,” kata rekan penulis Klaus-Peter Koepfli, ilmuwan peneliti senior di Sekolah Konservasi Smithsonian-Mason dan mantan ahli biologi konservasi di Smithsonian. Pusat Kelangsungan Hidup Spesies dan Pusat Genomik Konservasi Institut Biologi Konservasi. “Informasi baru ini memungkinkan kami untuk memfokuskan upaya kami dan membuat rencana yang sesuai untuk menjaga keamanan hewan dan manusia.”

Penulis mendesak agar berhati-hati agar tidak terlalu menafsirkan risiko hewan yang diprediksi berdasarkan hasil komputasi, mencatat risiko sebenarnya hanya dapat dikonfirmasi dengan data eksperimen tambahan. Daftar hewan dapat ditemukan di sini.

Penelitian telah menunjukkan bahwa nenek moyang langsung SARS-CoV-2 kemungkinan besar berasal dari spesies kelelawar. Kelelawar ditemukan berisiko sangat rendah tertular virus corona baru melalui reseptor ACE2 mereka, yang konsisten dengan data eksperimental aktual.

Apakah kelelawar secara langsung menularkan virus corona baru langsung ke manusia, atau apakah itu melalui inang perantara, belum diketahui, tetapi penelitian tersebut mendukung gagasan bahwa satu atau lebih inang perantara terlibat. Data tersebut memungkinkan para peneliti untuk membidik spesies mana yang mungkin telah berfungsi sebagai inang perantara di alam liar, membantu upaya untuk mengendalikan wabah infeksi SARS-CoV-2 di masa depan pada populasi manusia dan hewan.

Penelitian dalam studi ini dikoordinasikan sebagai bagian dari Organisasi Genom 10K, yang meliputi Bat1K, Zoonomia, Proyek Genom Vertebrata, dan Proyek BioGenom Bumi. Informasi genomik untuk penelitian ini juga disediakan oleh GenBank Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi, Kebun Binatang Beku Kebun Binatang San Diego, dan Inisiatif Genom Global Smithsonian. Pekerjaan ini didukung oleh Robert dan Rosabel Osborne Endowment.

Jurnal Referensi:

• Joana Damas, Kathleen C. Keough, Corrie A. Painter, Graham M. Hughes, Nicole S. Persky, Marco Corbo, Andreas R. Pfenning, Michael Hiller, Klaus-Peter Koepfli, Huabin Zhao, Diane P. Genereux, Ross Swofford, Oliver A. Ryder, Martin T. Nweeia, Kerstin Lindblad-Toh, Emma C. Teeling, Katherine S. Pollard, Elinor K. Karlsson, Harris A. Lewin. 2020. Broad host range of SARS-CoV-2 predicted by comparative and structural analysis of ACE2 in vertebrates. Proceedings of the National Academy of Sciences, Aug. 21, 2020; DOI: 10.1073/pnas.2010146117