El virus de la gripe aviar está a una mutación de adaptarse a las células humanas

El virus de la gripe aviar está a una mutación de unirse más eficientemente a las células humanas

Por Lauren J. joven

Los científicos han descubierto que el H5N1, la cepa del virus de la gripe aviar altamente patógena que actualmente se propaga entre las vacas lecheras de EE. UU., sólo necesita una única mutación para adherirse fácilmente a las células humanas que se encuentran en las vías respiratorias superiores. Los hallazgos, publicados hoy en Ciencia, ilustran un posible camino de un solo paso para que el virus se vuelva más efectivo en la transmisión humana, y podría tener importantes implicaciones para la salud. una nueva pandemia si tal mutación se generalizara en la naturaleza.

Los virus de la influenza aviar están dotados de proteínas de superficie que les permiten unirse a los receptores de las células de las aves, lo que permite que el virus ingrese a las células. Los receptores celulares de las aves son diferentes de los de los humanos, pero esa variación es “muy sutil”, dice James Paulson, coautor del estudio y bioquímico de Scripps Research. “Para un nuevo virus pandémico H5N1, sabemos que tiene que cambiar la especificidad del receptor del tipo aviar al tipo humano. Entonces, ¿qué se necesita?” Para sorpresa suya y de sus coautores, ese cambio sólo necesitaba una alteración genética.

El grupo o clado particular de H5N1 responsable del brote actual se detectó por primera vez en América del Norte en 2021 y ha afectado una amplia gama de poblaciones animalesincluidas aves silvestres, osos, zorros, una variedad de mamíferos marinos y, más recientemente, vacas lecheras. Desde que comenzaron los brotes de H5N1 en rebaños lecheros de EE. UU. esta primavera, los casos humanos se han relacionado principalmente con aves de corral o vacas enfermas, y la mayoría de las infecciones humanas se han producido. los suaves entre trabajadores agrícolas en alto riesgo de exposición (con algunos notable excepciones). No ha habido signos de transmisión entre personas, y la preferencia de unión al receptor del virus es una barrera clave para ello.

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“Es obviamente especulativo, pero cuanto mejor se una el virus a los receptores humanos, no es bueno porque probablemente conducirá a la transmisión de persona a persona”, dice Jenna Guthmiller, inmunóloga del Campus Médico Anschutz de la Universidad de Colorado. , que no participó en la nueva investigación.

Los autores del estudio se centraron en alterar una de las proteínas de superficie del H5N1, la hemaglutinina, que contiene el sitio de unión que permite que el virus se adhiera a los receptores de la célula huésped e inicie la infección. Los investigadores generaron proteínas virales a partir de secuencias genéticas del virus aislado de el primer caso humano en Texasque ocurrió en una persona que desarrolló gripe aviar después de la exposición a una vaca infectada. No se utilizó ningún virus vivo en el experimento. Luego, los científicos diseñaron una variedad de diferentes mutaciones en la cadena de aminoácidos de la hemaglutinina, o componentes básicos de las proteínas. Una única mutación que intercambió el aminoácido 226 de la secuencia por otro permitió que el H5N1 cambiara su afinidad de unión de receptores en células de aves a receptores en células humanas en el tracto respiratorio superior.

Pasado investigación ha demostrado que varias mutaciones de la influenza, incluidas las probadas en el nuevo artículo, son importantes en la unión al receptor humano, dice Guthmiller. Estos cambios genéticos se han señalado en subtipos de virus de influenza anteriores que causaron pandemias humanas, como las de 1918 y 2009. Pero los virus anteriores generalmente requerían al menos dos mutaciones para cambiar con éxito su preferencia por los receptores humanos, explica el coautor Ian Wilson. biólogo estructural y computacional en Scripps. “Esto fue sorprendente. Fue solo esta única mutación. [that] fue suficiente para cambiar la especificidad del receptor”, dice.

Paulson añade que la mutación particular que los científicos probaron en el nuevo estudio había sido investigada previamente durante los brotes de H5N1 en aves de corral y algunos humanos en 2010, pero no afectó la unión del virus al receptor humano. “Pero el virus ha cambiado sutilmente”, dice Paulson. “Ahora bien, esa mutación sí causa el cambio”.

Wilson y Paulson señalan que la proteína H5N1 mutada en su estudio se unió débilmente a los receptores humanos, pero con más fuerza que el virus H1N1 de 2009, que causó la pandemia humana de “gripe porcina”. “La infección inicial es lo que nos preocupa para iniciar una pandemia, y creemos que la unión débil que vemos con esta única mutación es al menos equivalente a un virus pandémico humano conocido”, dice Paulson. El estudio identificó una segunda mutación en otra área de la hemaglutinina, el aminoácido en la posición 224, que podría mejorar aún más la capacidad de unión del virus en combinación con la mutación 226.

A Guthmiller no le sorprenden los hallazgos, dada la importancia conocida de la mutación 226 en la preferencia del receptor de la gripe, pero añade: “Nunca es genial ver que en realidad sólo se necesita una mutación”. El estudio “también nos proporciona una idea de lo que deberíamos buscar y en qué sitios de la proteína hemaglutinina deberíamos centrarnos para comprender su potencial para cambiarnos e infectarnos mejor”.

Un adolescente en Canadá Recientemente fue hospitalizado en estado crítico por gripe aviar con una exposición desconocida. La secuenciación genética, que mostró una cepa de H5N1 similar a una que circulaba en las aves de corral canadienses, detectó mutaciones en dos posiciones, uno de los cuales estaba en 226—La misma posición estudiada en el nuevo artículo. Los científicos no saben si alguna de las mutaciones fue responsable de la grave condición del adolescente, pero algunos expresaron su preocupación de que los cambios pudieran ser una señal de que el virus se está adaptando potencialmente a las células humanas.

Paulson dice que es demasiado pronto para sacar conclusiones o paralelismos entre el caso del adolescente y los hallazgos del estudio. Los aminoácidos que los investigadores modificaron en el estudio no eran los mismos que los de la secuencia viral del caso canadiense, por ejemplo, dice. “Se habla mucho de ‘oh, Dios mío, ese aminoácido está mutando’, pero aún no hay evidencia de que eso realmente nos dé la especificidad que se requeriría para la transmisión humana”, dice Paulson. Pero añade que el caso sigue siendo importante.

La mayoría de los casos de gripe aviar en humanos reportados este año han sido leves. En brotes anteriores, el H5N1 ha causado enfermedades respiratorias graves debido a su preferencia por unirse a las células del tracto respiratorio inferior, explica Guthmiller. “Básicamente estás causando una neumonía viral”, dice. “Pero si aumentas la unión a los receptores humanos que se encuentran en el tracto respiratorio superior”, como lo hizo este estudio, “es más probable que se parezca más a un resfriado común. como síntomas”. Dicho esto, los virus que prefieren el tracto respiratorio superior, incluidas la nariz y la garganta, tienen más probabilidades de propagarse al toser y estornudar, dice, lo que podría provocar una mayor propagación a través del contacto humano.

Una mejor unión al receptor no necesariamente causa enfermedad por sí sola. Varios otros factores son importantes, como la capacidad del virus para replicarse y proliferar en el cuerpo. Pero adherirse a las células es un paso inicial, dice Paulson. “La magia que esperamos que no suceda es que todas esas cosas se unan para que tengamos esa primera [human-to-human] transmisión y eso se convierte en un virus pandémico”, afirma.