Ilmuwan Menemukan Nidovirus Baru yang Dapat Menyebabkan Pandemi Berikutnya

Tiba-tiba mereka muncul dan — seperti SARS-CoV-2 virus corona — dapat memicu epidemi besar: Virus yang tidak disadari oleh siapa pun. Mereka sebenarnya bukan hal baru, tetapi telah berubah secara genetik. Analisis genetik baru yang dilakukan oleh tim peneliti internasional menunjukkan bahwa terjadi pertukaran materi genetik yang berbeda virus jenis dapat menciptakan patogen baru dengan karakteristik yang berubah secara signifikan dan berpotensi lebih mengancam. Penelitian berskala besar ini dipimpin oleh ahli virologi dari Pusat Penelitian Kanker Jerman (DKFZ).

“Dengan menggunakan metode analisis baru dengan bantuan komputer, kami menemukan 40 nidovirus yang sebelumnya tidak dikenal di berbagai negara vertebrata dari ikan hingga hewan pengerat, termasuk 13 virus corona,” lapor pemimpin kelompok DKFZ Stefan Seitz. Dengan bantuan komputer berperforma tinggi, tim peneliti, yang juga mencakup kelompok kerja Chris Lauber dari Pusat Penelitian Infeksi Helmholtz di Hanover, telah menyaring hampir 300.000 kumpulan data. Menurut ahli virologi Seitz, fakta bahwa kita sekarang dapat menganalisis data dalam jumlah besar sekaligus membuka perspektif baru.

Penelitian mengenai virus ini masih dalam tahap awal. Hanya sebagian kecil dari seluruh virus yang ditemukan di alam yang diketahui, terutama virus yang menyebabkan penyakit pada manusia, hewan peliharaan, dan tumbuhan. Oleh karena itu, metode baru ini menjanjikan lompatan besar dalam pengetahuan mengenai reservoir virus alami. Stefan Seitz dan rekan-rekannya memasukkan data genetik dari vertebrata yang disimpan dalam database ilmiah melalui komputer berperforma tinggi dengan pertanyaan-pertanyaan baru. Mereka mencari hewan yang terinfeksi virus untuk mendapatkan dan mempelajari materi genetik virus dalam skala besar. Fokus utamanya adalah pada apa yang disebut nidovirus, yang termasuk dalam keluarga virus corona.

Penemuan dan Analisis Nidovirus

Nidovirus, yang materi genetiknya terdiri dari RNA (ribonukleat kecut), tersebar luas di vertebrata. Kelompok virus yang kaya spesies ini memiliki beberapa karakteristik umum yang membedakannya dari semua virus RNA lainnya dan mendokumentasikan hubungannya. Namun selain itu, nidovirus sangat berbeda satu sama lain, yaitu dari ukuran genomnya.

Salah satu penemuan menarik berkaitan dengan munculnya virus baru: Pada hewan inang yang terinfeksi virus berbeda secara bersamaan, rekombinasi gen virus dapat terjadi selama replikasi virus. “Rupanya, nidovirus yang kami temukan pada ikan sering kali bertukar materi genetik antar spesies virus yang berbeda, bahkan melintasi batas keluarga,” kata Stefan Seitz. Dan ketika kerabat jauh “berkawin silang”, hal ini dapat menyebabkan munculnya virus dengan sifat yang benar-benar baru. Menurut Seitz, lompatan evolusioner ini tidak hanya berdampak pada agresivitas dan bahaya virus, namun juga keterikatannya pada hewan inang tertentu.

“Pertukaran genetik, seperti yang kami temukan pada virus ikan, mungkin juga terjadi pada virus mamalia,” jelas Stefan Seitz. Kelelawar, yang – seperti tikus – sering kali terinfeksi sejumlah besar virus berbeda, dianggap sebagai tempat peleburan virus. Virus corona SARS-CoV-2 mungkin juga berkembang pada kelelawar dan berpindah ke manusia.

Setelah pertukaran gen antar nidovirus, protein lonjakan yang digunakan virus untuk menempel pada sel inangnya sering kali berubah. Chris Lauber, penulis pertama studi tersebut, mampu menunjukkan hal ini melalui analisis silsilah keluarga. Memodifikasi molekul-molekul jangkar ini dapat secara signifikan mengubah sifat-sifat virus demi keuntungannya – dengan meningkatkan daya menularnya atau memungkinkannya berpindah inang. Perubahan inang, terutama dari hewan ke manusia, dapat memfasilitasi penyebaran virus, seperti yang telah ditunjukkan dengan jelas oleh pandemi virus corona. Virus yang “mengubah keadaan” ini dapat muncul secara tiba-tiba kapan saja, menimbulkan ancaman besar dan – jika ada tekanan – dapat memicu pandemi. Titik awalnya bisa berupa satu hewan inang yang terinfeksi ganda.

Proses komputer baru yang berkinerja tinggi dapat membantu mencegah penyebaran virus baru. Hal ini memungkinkan pencarian sistematis untuk varian virus yang berpotensi berbahaya bagi manusia, jelas Stefan Seitz. Dan para peneliti DKFZ melihat potensi penerapan penting lainnya terkait bidang penelitian khusus mereka, yaitu karsinogenesis terkait virus: “Saya dapat membayangkan bahwa kita dapat menggunakan High Performance Computing (HPC) baru untuk memeriksa virus secara sistematis pada pasien kanker atau orang dengan gangguan sistem kekebalan tubuh. Kita tahu bahwa kanker dapat dipicu oleh virus, contoh paling terkenal adalah human papillomavirus. Namun sejauh ini kita mungkin hanya melihat puncak gunung es. Metode HPC menawarkan peluang untuk melacak virus yang sebelumnya tidak terdeteksi bersarang di tubuh manusia dan meningkatkan risiko tumor ganas.”

Referensi: “Penambangan mendalam pada Sequence Read Archive mengungkap inovasi genetik utama pada virus corona dan nidovirus vertebrata akuatik lainnya” oleh Chris Lauber, Xiaoyu Zhang, Josef Vaas, Franziska Klingler, Pascal Mutz, Arseny Dubin, Thomas Pietschmann, Olivia Roth, Benjamin W . Neuman, Alexander E. Gorbalenya, Ralf Bartenschlager dan Stefan Seitz, 22 April 2024, Patogen PLOS.
DOI: 10.1371/journal.ppat.1012163