Зомби вирусите се събуждат след 50 000 години със затоплянето на планетата

Две седмици на палатка на калните брегове на река Колима в Русия, които са пълни с комари, може да не звучи като най-бляскавото служебно пътуване. Но това е жертва, която вирусологът Жан-Мишел Клавери е готов да направи, за да разкрие истината за зомби вирусите - още един риск, който климатичните промени представляват за общественото здраве.

Откритията му хвърлят светлина върху мрачната реалност на глобалното затопляне, което размразява замръзнала от хилядолетия земя. 73-годишният Клавери е прекарал повече от десетилетие в изучаване на "гигантските" вируси, включително такива на близо 50 000 години, открити дълбоко в слоевете на сибирската вечна замръзналост. 

Тъй като планетата вече е с 1,2 °C по-топла в сравнение с прединдустриалния период, учените прогнозират, че до 2030 г. Арктика може да бъде без лед през лятото. Опасенията, че по-топлият климат ще доведе до отделяне на задържани парникови газове като метан в атмосферата при топенето на вечната замръзналост в региона, са добре документирани, но спящите патогени са по-малко проучена опасност. Миналата година екипът на Клавери публикува изследване, в което показва, че е извлякъл множество древни вируси от сибирската вечна замръзналост, като всички те са останали заразни.

"С изменението на климата сме свикнали да мислим за опасности, идващи от юг", казва Клавери в интервю в лабораторията си в кампуса Luminy на Университета Aix-Marseille, Франция, имайки предвид разпространението на трансмисивни болести от по-топлите тропически региони. "Сега осъзнаваме, че може да има някаква опасност, идваща от север, тъй като вечната замръзналост се размразява и освобождава микроби, бактерии и вируси."

Вирусологът Жан-Мишел Клавери и съпругата му Шантал Абержел в лабораторията за геномна и структурна информация към Университета Екс-Марсилия във Франция на 25 септември. Снимка: Джереми Сюикер/Bloomberg

Начините, по които това може да представлява заплаха, все още се изясняват. Горещата вълна в Сибир през лятото на 2016 г. активира спорите на антракса, което доведе до десетки инфекции, уби едно дете и хиляди северни елени. През юли тази година отделен екип от учени публикува констатации, показващи, че дори многоклетъчни организми могат да оцелеят в условията на вечна замръзналост в неактивно метаболитно състояние, наречено криптобиоза. Те успешно съживиха 46 000-годишен кръгъл червей от сибирската вечна замръзналост, само като го хидратираха отново.

"Това е фундаментално от гледна точка на това, че можем да спрем живота и след това да го рестартираме", казва Теймурас Курцхалия, почетен професор в Института по молекулярна клетъчна биология и генетика "Макс Планк", който е участвал в изследването. "Това означава, че на някои живи организми е присъщо по някакъв начин да намаляват или спират метаболитните процеси." 

От години световните здравни агенции и правителства следят за неизвестни инфекциозни болести, срещу които хората не биха имали нито имунитет, нито лекарствени терапии. През 2017 г. Световната здравна организация добави обща "болест Х" към кратък списък с патогени, които се считат за основен приоритет за изследване и за които има за цел да разработи пътна карта за предотвратяване или ограничаване на епидемия. След като пандемията от Covid-19 затвори света за месеци, усилията само се активизираха.

"СЗО работи с повече от 300 учени, за да проучи доказателствата за всички вирусни семейства и бактерии, които могат да причинят епидемии и пандемии, включително тези, които могат да се освободят при размразяването на вечната замръзналост", заяви говорителят на СЗО д-р Маргарет Харис.

Макар и до голяма степен несвързано, собственото изследване на Клавери е на подобна граница. Закътани в подножието на скалист хълм в покрайнините на Марсилия, Франция, рафтовете в лабораторния му комплекс на пръв поглед приличат на магазин за любопитни предмети или на дома на ексцентричен колекционер. 

Пластмасови флакони с почвени проби и стъклени колби с неописани кафяви течности се конкурират за място, а в кабинета на Клавери има прешлен от вълнест носорог и останки от мамутски бивни, които екипът му открива по време на експедиция в Сибир през 2019 г. Междувременно скъпите машини и стаята за биологична безопасност в комплекса показват, че това далеч не е лекомислено занимание.  

От години световните здравни агенции и правителства следят за неизвестни инфекциозни болести, срещу които хората не биха имали нито имунитет, нито лекарствени терапии. Снимка: Джереми Сюикер/Bloomberg

Подобно на работното му място, дружелюбният нрав и непринудената усмивка на Клавери са подплатени със смущаващо ниво и обхват на експертизата. Той идва от школата по теоретична физика на елементарните частици, приложна информатика и биохимия, без да има официално обучение по имунология - нещо, което според Клевери се е оказало предимство в кариерата му, тъй като е навлязъл в тази област без предразсъдъци. 

Клавери е роден и израснал в Париж, но кариерата му го отвежда по целия свят. За първи път навлиза в теоретичната биология през 1979 г., когато отказва място в лабораторията на известния биофизик от Масачузетския технологичен институт Александър Рич и вместо това избира да замине за Сан Диего, за да открие Франсис Крик - биологът, носител на Нобелова награда, открил молекулярната структура на ДНК. Вървейки по коридорите на Института за биологични изследвания "Салк", той се сблъсква с биолога, който, поразен от ентусиазма и устрема на Клавери, му дава препоръка за работа. 

"След това обядвахме всяка сряда", разказва Клавери. 

Мрежа от различни мутантни вируси, които чакат да бъдат определени техните свойства. Снимка: Джереми Суйкър/Bloomberg

Може би именно тази склонност към нестандартно мислене е предизвикала увлечението му по вечната замръзналост - слоеве земя, които са останали под нулата в продължение на поне две последователни години. Някои сибирски проби от вечна замръзналост датират отпреди 650 000 години.

"Той започна работа върху вечната замръзналост, след като прочете, че цъфтящо растение е било съживено от парче плод, което е било замразено в продължение на 30 000 години", казва Шантал Абержел, съпругата на Клавери и експериментален биолог, която ръководи дейността на лабораторията. "Той си помисли, че ако нещо толкова сложно като цъфтящо растение може да бъде съживено, тогава можем да очакваме да съживим и вируси от вечната замръзналост."

Клавери и Абергел работят върху устройство за рентгенова дифракция, използвано за определяне на триизмерната структура на вирусните протеини. Снимка: Джереми Сюикер/Bloomberg

Клавери за първи път показа, че "живи" вируси могат да бъдат извлечени от сибирската вечна замръзналост и успешно съживени през 2014 г. От съображения за безопасност изследванията му са съсредоточени само върху вируси, способни да заразяват амеби, които са достатъчно отдалечени от човешкия вид, за да се избегне всякакъв риск от неволно заразяване. Но той смята, че мащабът на заплахата за общественото здраве, която откритията показват, е бил недооценен или погрешно смятан за рядкост. 

Затова през 2019 г. екипът му пристъпи към изолиране на 13 нови вируса, включително един, замръзнал под езеро преди повече от 48 500 години, от седем различни древни сибирски проби от вечна замръзналост - доказателство за тяхната повсеместна разпространеност. Публикувайки откритията в изследване от 2022 г., той подчертава, че вирусна инфекция от неизвестен, древен патоген при хора, животни или растения може да има потенциално "катастрофални" последици.

"50 000 години назад във времето ни отвеждат до периода, в който неандерталецът е изчезнал от този регион", казва той. "Ако неандерталците са умрели от неизвестно вирусно заболяване и този вирус се появи отново, той може да представлява опасност за нас."

Бивни на мамути, събрани в Сибир. Снимка: Джереми Сюикер/Bloomberg

Вечната замръзналост - почвата, която някога е кипяла от животински свят, предоставя идеалните условия за запазване на органични вещества: тя е естествена, тъмна, лишена от кислород и позволява много слаба химическа активност. В Сибир тя може да достигне дълбочина до един километър - единственото място в света, където вечната замръзналост е толкова дълбока - и покрива около две трети от територията на Русия. Според статия, публикувана в списание Nature през 2021 г., само в един грам се намират хиляди спящи видове микроби. 

В продължение на 400 000 години лежащите под тях слоеве вечна замръзналост са до голяма степен стабилни. Дотолкова, че руските градове са израснали из целия Сибир, пробивайки основите си дълбоко в подобната на бетон замръзнала почва. Но сега, когато Арктика се затопля по-бързо от всеки друг район на Земята, в целия регион са се отворили огромни метанови кратери и цели градове се срутват. 

В последно време геополитиката създаде нови слепи зони. Организирането на пътувания до Сибир и сътрудничеството с руски лаборатории не беше лесно дори преди Русия да нахлуе в Украйна през февруари 2022 г. Но сега комуникациите с бивши колеги и сътрудници в страната на практика са спрели. Лабораторията на Клавери, както и много други в западния свят, се финансират от правителството. "Казаха ни да не разговаряме повече с руснаци", казва той. 

Последиците от глобалното затопляне в Сибир представляват както рискове, така и ползи за руската икономика. Смята се, че размразяването на вечната замръзналост излага на риск инфраструктура на стойност около 250 млрд. долара и вече е допринесло за екологични катастрофи като петролния разлив в Норилск през 2020 г., тъй като земята става нестабилна.

Въпреки това регионът може да се похвали и с богатство от природни ресурси - въглища, природен газ, злато, диаманти и желязна руда. За разлика от други региони, покрити с вечна замръзналост, като Аляска и Гренландия, Клавери казва, че Русия е по-активна в добива на тези почви: "Те копаят дупки навсякъде."

Някои учени се опасяват също, че технологиите - като например руската плаваща атомна електроцентрала "Академик Ломоносов" - могат да превърнат недостъпни досега райони по крайбрежието на Сибир в минни центрове, тъй като свободните от лед маршрути през Арктическия кръг увеличават достъпността. Добивът в тези дълбоки води, отвъд активния слой, който се размразява всяко лято, би увеличил възможността за взаимодействие на човека с потенциално вреден древен патоген, казва Клавери.

Това подчертава дилемата, присъща и на научните изследвания - че издирването на следващата голяма заплаха за човечеството може по невнимание да разпространи опасността.  Потенциалът за кръстосано заразяване по време на експедициите за вземане на проби е голям. Поради това някои започват да се застъпват за по-малко проактивни, изискващи много ресурси, подходи. 

"Би било добре да се създаде специализиран начин за проследяване на инуитското население, например, за да се види какви болести има при тях", казва Клавери. "И ако има нещо, идващо от вечната замръзналост, ще можем да го хванем много по-бързо".

Рафтове с типичното оборудване, използвано за молекулярно-биологични техники. Констатациите на Клавери в изследването от 2022 г. подчертават, че вирусна инфекция от неизвестен, древен патоген при хора, животни или растения може да има потенциално "катастрофални" последици. Снимка: Джереми Сюикер/Bloomberg

По-големите организации също се събуждат за този риск. По-рано този месец Агенцията за международно развитие на САЩ се отказа от проекта си на стойност 125 млн. долара за издирване на вируси в Югоизточна Азия, Африка и Латинска Америка, които потенциално биха могли да заразят хората, поради опасения, че самото изследване може да предизвика пандемия. 

Междувременно Клавери няма да се върне в Сибир, независимо от изхода на войната. Той казва, че е доказал, че опасността съществува и експедициите за разкриване на още тайни, заровени в тези замръзнали дълбини, биха били безумни.  

"Колкото по-възрастен ставаш, толкова по-добър ставаш във философската визия... Може би е по-добре просто да оставим тези неща на мира", казва той.

Още по темата

Агенция от САЩ смята, че вирусът на ковид е изпуснат от лаборатория

Китай предлага алтернативно проучване за произхода на Covid

Трябва да свикваме с идеята за постоянна пандемия