До мышей. Искусственный интеллект определил виды млекопитающих, которые могут распространить SARS-CoV-2

В работе ученых из штата Нью-Йорк использовался новый подход к моделированию для прогнозирования зоонозной способности 5400 видов млекопитающих. Многие из отмеченных видов высокого риска живут рядом с людьми.

Основным препятствием для прогнозирования видов млекопитающих с высоким риском являются ограниченные данные об ACE2, клеточном рецепторе, с которым SARS-CoV-2 связывается у животных. Вероятно, все позвоночные имеют рецепторы ACE2, но последовательности были доступны только для 326 видов.

Чтобы преодолеть это препятствие, команда разработала модель машинного обучения, которая объединила данные о биологических особенностях 5400 видов млекопитающих с доступными данными о ACE2. Цель: определить виды млекопитающих с высокой «зоонозной способностью» — способностью заразиться SARS-CoV-2 и передать его другим животным и людям.

«SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, возник у животного, прежде чем он стал распространяться среди людей. Возвратные инфекции есть у различных млекопитающих, в том числе содержащихся на фермах, в зоопарках и даже в наших домах. Знание, какие млекопитающие способны повторно заразить нас, имеет жизненно важное значение для предотвращения новых опасных вариантов», — пояснил Илья Фишхофф, научный сотрудник Института экосистемных исследований Кэри.

Когда вирус передается от людей животным и обратно к людям, это называется вторичным распространением. Это явление может ускорить появление у людей новых вариантов, которые менее чувствительны к вакцинам. О вторичном распространении SARS-CoV-2 уже сообщалось среди выращиваемых на фермах норок в Дании и Нидерландах, где он привел как минимум к одному новому варианту SARS-CoV-2.

Исследователи под руководством Барбары Хан из Института экосистемных исследований Кэри в Нью-Йорке объединили экологические и биологические характеристики видов с данными трехмерного моделирования взаимодействий вируса с ACE2 — ключевым рецептором, необходимым для проникновения вируса в клетку.

Метод машинного обучения, который применили авторы, позволил спрогнозировать результат связывания SARS-CoV-2 с рецепторами ACE2 для 5400 видов млекопитающих — на порядок больше, чем было возможно раньше. По результатам анализа ученые отобрали около 500 видов, которые регулярно контактируют с человеком, могут заражаться сами и передавать человеку вирус SARS-CoV-2, то есть могут стать потенциальным резервуаром инфекции.

Первые 10% видов с высоким риском относятся к 13 отрядам. Было предсказано, что приматы обладают самой высокой зоонозной способностью и самым сильным вирусным связыванием среди групп млекопитающих. Водяной буйвол, разводимый для молочного животноводства и сельского хозяйства, подвергался наибольшему риску среди домашнего скота. Высокий риск заражения и передачи коронавируса исследователи отметили также у ленивцев, муравьедов, панголинов и домашних кошек.

Кромен того, варианты вируса, которые мутировали в человеческой популяции, могут стать опасными для тех видов животных, которые были устойчивы к исходному штамму. Авторы приводят в пример случай, когда два новых варианта коронавируса преодолели видовой барьер и заразили лабораторных мышей, которые не инфицировались во время предыдущих испытаний.

SARS-CoV-2 также создает проблемы для сохранения дикой природы. Инфекция уже подтверждена у западных низинных горилл. Для видов высокого риска, таких как горные гориллы, обратная инфекция может произойти через экотуризм.

«Мы обнаружили, что наиболее опасными видами млекопитающих часто являются те, которые живут рядом с нами. Решающее значение имеет нацеливание на эти виды для дополнительной лабораторной проверки и полевого наблюдения. Нам также следует изучить недостаточно используемые источники данных, такие как коллекции естественной истории, чтобы заполнить пробелы в данных о особенности животных и патогенов», — подчеркнула старший автор исследования, эколог Института Кэри, Барбара Хан.

Ранее НВ писал, что в сентябре 2021 года в США зафиксировали первый случай коронавируса у хорька. Как сообщили в Министерстве сельского хозяйства США, положительный результат на COVID-19 обнаружили во Флориде.

Образцы были исследованы после того, как у животного появились симптомы, включая чихание и кашель. По мнению чиновников, хорек заразился от человека, инфицированного COVID-19.

Маленьких хорьков обычно держат в качестве домашних животных. В США заявили, что риск распространения вируса животными среди людей невелик, специалисты не рекомендуют проводить рутинное тестирование животных.