Nova uspešna metoda, ki sočasno prepoznava znane in neznane viruse

Kot poudarjajo na Nacionalnem inštitutu za biologijo (NIB), so virusi zelo raznoliki. Zaradi te raznolikosti pa strokovnjaki ne poznajo skupnih ohranjenih genov, ki bi lahko omogočili njihovo hkratno, neciljano diagnostiko v vzorcih.

Za raziskovanje celotne raznolikosti virusov zato potrebujejo popolnoma netarčne pristope. Tak pristop po besedah vodje delovne enote Mikrobiologija na Oddelku za biotehnologijo in sistemsko biologijo Denisa Kutnjaka predstavlja visokozmogljivo sekvenciranje, s katerim lahko natančneje preučujejo viruse v organizmih in okolju, brez predhodnega znanja ali pričakovanja o tem, kakšne bodo našli v vzorcu.

"Prepoznamo lahko že znane škodljive viruse v rastlinah, živalih ali v okolju, odkrivamo pa tudi velike količine novih virusov, takih, ki jih znanost prej sploh ni poznala. Prav zaradi teh metod smo se zdaj naučili, da je raznolikost virusov na Zemlji res zelo velika in da nas pri odkrivanju novih čaka še veliko dela," je dejal.

Na NIB so se z razvojem te metode in raziskavami, ki jih omogoča, ukvarjajo že več kot 10 let. Pri tem so uvedli pionirske postopke zlasti na področju diagnostike rastlinskih povzročiteljev bolezni in uporabe metode za raziskave rastlinskih virusov v kompleksnih okoljskih vzorcih.

Zadnje obsežnejše raziskave so raziskovalci z inštituta skupaj opravili v okviru evropskega projekta MSCA ITN INEXTVIR, ki so ga vodili na inštitutu in s katerim so raziskovali viruse nasadov različnih kmetijsko pomembnih rastlin, na primer paradižnika, tako v rastlinah paradižnika kot v plevelnih rastlinah in vzorcih vode v bližini. "Presenetilo nas je, da je bila velika večina odkritih virusov še ne poznanih," je dejal.

Po besedah direktorice NIB Maje Ravnikar, so nekatere znane viruse določili tako v rastlinah paradižnika kot v plevelnih rastlinah in vzorcih vode v okolici nasadov. S tem so ugotovili, da lahko z analizo vodotokov ob nasadih zasledijo virusno epidemijo na rastlinah in ponovno dokazali da je analiza mikrobov v vodah izredno močno orodje za posnetek stanja v območju vodotoka. Kot je dejala Ravnikarjeva, so na primer virus rjave grbančavosti plodov paradižnika kar nekaj let prej zasledili v vodotokih kot v nasadih. Rezultate raziskav so raziskovalci objavili v znanstvenih revijah Microbiome in Water Research.

Metoda ima po njenih besedah velik potencial za raziskave povzročiteljev različnih bolezni, vpeljavo metode v uradno diagnostiko bolezni in za sledenje, kaj se dogaja v okolju in družbi. Z njo so raziskovalci NIB tudi raziskali virus sars-cov-2 in sledili epidemiji covida-19 v odpadnih vodah čistilnih naprav. Podobne metodologije so uvedli za virus opičjih koz, trenutno pa skupaj z Veterinarsko fakulteto začenjajo projekt z Evropsko agencijo za varno hrano na področju virusov, ki povzročajo ptičjo gripo.

V letu 2023 so na NIB preverili ustreznost uporabe visokozmogljivega sekvenciranja z nanoporami, da bi ugotovili prisotnosti karantenskih virusov, ki lahko okužijo paradižnik, papriko in bučevke, in ki na območju EU še niso prisotni, bi pa v primeru vnosa povzročili veliko gospodarsko škodo. Celoten postopek so validirali v skladu s smernicami evropske in mediteranske organizacije za zaščito rastlin (EPPO) na primeru enega virusa in nato v začetku leta 2024 prejeli akreditacijo po ISO 17025, kar predstavlja prvi primer takega tipa akreditacije v globalnem merilu.