Riesgo de mutación de la gripe aviar
Modelo tridimensional del virus de la gripeWIKIPEDIA, M EICKMANNTos tipos de gripe aviar, H5N1 y H7N9, han despertado preocupaciones sobre una posible pandemia. Ambos virus pueden causar enfermedades graves y la muerte en las personas, pero afortunadamente, ninguno puede propagarse fácilmente de persona a persona.
Sin embargo, eso podría cambiar pronto. Según un estudio publicado hoy (6 de junio) en Cell, algunas cepas de ambos virus están a solo una mutación de lograr un mejor control sobre las células de nuestras vías respiratorias superiores. Si los virus salvajes acumulan esas mutaciones, es posible que les resulte mucho más fácil propagarse de personas infectadas a personas no infectadas, lo que aumenta el riesgo de una pandemia.
Ram Sasisekharan, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, que dirigió el estudio, espera que los hallazgos ayudarán a los funcionarios de salud pública a monitorear los virus salvajes, así como a ayudar en el desarrollo de vacunas. «Estos virus están evolucionando rápidamente y nuestras reservas de vacunas se basan en gran medida en cepas obsoletas»…
Las infecciones gripales comienzan cuando la proteína hemaglutinina (HA) en la superficie del virus reconoce las moléculas de glicano en el huésped. células. Las aves y los mamíferos tienen diferentes receptores de glicanos, y los virus salvajes H5N1 y H7N9 se unen más fuertemente a las versiones de las aves. Esto crea una barrera natural que evita que los virus se propaguen fácilmente entre humanos.
El año pasado, Ron Fouchier del Centro Médico Erasmus en Rotterdam, Países Bajos, y Yoshihiro Kawaoka de la Universidad de Wisconsin-Madison identificaron dos conjuntos de mutaciones de cambios de aminoácidos en HA que permiten que H5N1 se propague por el aire entre hurones enjaulados. Ambos conjuntos incluían mutaciones que ayudan a que la HA se adhiera a los receptores humanos.
Sin embargo, estos estudios comenzaron con cepas antiguas de H5N1 de 2004 y 2005. Cuando Kannan Tharakaraman, un postdoctorado en el equipo de Sasisekharans, analizó las HA de cepas más recientes, descubrió que las mutaciones de unión al receptor que identificaron Fouchier y Kawaoka no eran suficientes para hacer que los virus se unieran preferentemente a los receptores humanos. Si esas mutaciones se incorporaron a las cepas circulantes actuales, no vimos ese cambio, dijo Sasisekharan.
Por lo tanto, en lugar de centrarse en estas mutaciones previamente identificadas, el equipo adoptó un nuevo enfoque. Modelaron la forma en que la HA interactúa con diferentes glucanos e identificaron cuatro características estructurales que otorgan a la proteína una preferencia por los receptores humanos sobre los de las aves.
A continuación, calificaron cada uno de los aminoácidos de la HA de acuerdo con la fuerza con la que actúan. interactúa con el resto de la proteína y los receptores del huésped. Pagas una multa enorme por mutar un aminoácido con muchas redes, explicó Sasisekharan, pero los menos conectados tienen más flexibilidad para cambiar. Al estudiar estas redes, el equipo determinó una lista de mutaciones que tenían más probabilidades de producir un cambio de receptor.
Finalmente, analizaron la diversidad de las cepas H5N1 existentes y descubrieron que muchos virus salvajes ya están tentadoramente cerca de volverse potencialmente contagioso entre humanos. Casi todos los linajes de H5N1 ya tienen al menos una de las cuatro características estructurales clave que podrían permitir que el virus se una más fácilmente a los glicanos humanos, y algunas cepas tienen dos o incluso tres de estas características. Una cepa, que se aisló en Egipto en 2010, preferirá los receptores humanos a los de las aves si un solo aminoácido cambiara de glicina a leucina.
El equipo aplicó el mismo enfoque a la cepa H7N9a recientemente surgida de gripe que ha infectado a más de 130 personas en China este año. Las proteínas del virus muestran muchos signos de adaptación a los humanos, y estudios previos predijeron que su HA debería unirse fuertemente a los receptores humanos.
Pero eso es ahora lo que encontró Sasisekharan. El virus salvaje [H7N9] se unió muy mal a los tejidos de las vías respiratorias superiores humanas, dijo. Esto es consistente con un informe reciente que sugiere que el virus puede propagarse por el aire entre los hurones, pero de manera ineficiente. Sin embargo, el equipo también descubrió que un solo cambio, cambiar el aminoácido 228 de glicina a serina, fue suficiente para dar a la HA viral una afinidad por los receptores humanos. Si ocurriera esta mutación, esperaríamos que el virus se transfiriera entre humanos de manera más eficiente, dijo Sasisekharan.
Los análisis estructurales de HA han tenido un tremendo impacto en nuestra comprensión de la adaptación de la influenza, dijo Fouchier. Sin embargo, advirtió que sabemos muy poco sobre los receptores reales en las vías respiratorias humanas que son relevantes para los virus de la gripe. Incluso los llamados receptores humanos pueden variar significativamente, y no está claro cuáles se encuentran en diferentes partes de las vías respiratorias, o qué tan comunes son.
Sasisekharan sugirió que los virus que portan las mutaciones que identificó deberían analizarse. en experimentos con hurones para ver si realmente son más eficientes para propagarse entre los mamíferos. Sin embargo, dada la controversia que rodea el desarrollo de cepas de gripe potencialmente contagiosas, Fouchier se pregunta si se nos permitiría probar empíricamente este conocimiento recién adquirido en modelos animales.
K. Tharakaraman et al., Determinantes estructurales para que la hemaglutinina H5N1 de evolución natural cambie su especificidad de receptor, Cell, doi:10.1016/j.cell.2013.05.035, 2013.
K. Tharakaraman et al., Unión al receptor de glicanos de la hemaglutinina H7N9 del virus de la influenza A, Cell, doi:10.1016/j.cell.2013.05.034, 2013.
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