Oamenii de ştiinţă au identificat, într-un studiu recent, o mutaţie care ar putea facilita infectarea cu virusul H5N1 al „gripei aviare” şi posibila transmitere de la om la om. Noile constatări subliniază importanţa supravegherii continue a mutaţiilor virusului gripei aviare H5N1 care pot prezenta riscuri pentru sănătatea publică.
În prezent, nu există cazuri documentate de transmitere a virusului gripei aviare H5N1 între oameni: cazurile de gripă aviară la oameni au fost legate de contactul apropiat cu medii contaminate, precum şi cu păsări infectate (inclusiv păsări de curte), vaci de lapte şi alte animale. Cu toate acestea, oficialii din domeniul sănătăţii publice sunt îngrijoraţi de posibilitatea ca virusul să evolueze pentru a se transmite eficient între oameni, ceea ce ar putea duce la o nouă pandemie, potenţial mortală.
Având în vedere că virusul H5N1 al gripei aviare se răspândeşte rapid printre animalele din Statele Unite, experţii sunt în alertă maximă pentru a detecta semne de transmitere de la om la om. Un astfel de salt ar putea deveni mult mai uşor cu o singură mutaţie, potrivit unei noi cercetări.
Virusurile gripei aviare au nevoie, de obicei, de mai multe mutaţii pentru a se adapta şi a se răspândi printre oameni, dar ce se întâmplă atunci când o singură modificare poate creşte riscul de a-l transforma într-un virus pandemic? Un studiu recent condus de oamenii de ştiinţă americani de la Institutul Scripps Research, din California, arată că o singură mutaţie în virusul H5N1 al „gripei aviare”, care a infectat recent vacile de lapte din Statele Unite, ar putea spori capacitatea patogenului de a se lega de celulele umane, crescând astfel riscul de transmitere de la o persoană la alta.
Descoperirile - publicate în revista Science, evidenţiază necesitatea monitorizării evoluţiei virusului H5N1.
Virusul gripal se ataşează de gazda sa prin intermediul unei proteine numite hemaglutinină care se leagă de receptorii glicani de pe suprafaţa celulelor gazdă. Glicanii sunt lanţuri de molecule de zahăr de pe proteinele de pe suprafaţa celulelor care pot acţiona ca locuri de legare pentru unele virusuri.
Virusurile gripei aviare precum H5N1 infectează în primul rând gazdele cu receptori glicanici care conţin acid sialic şi care se găsesc la păsări (receptori de tip aviar). Deşi virusurile se adaptează rar la oameni, dacă evoluează pentru a recunoaşte aceşti receptori găsiţi la oameni (receptori de tip uman), aceştia ar putea dobândi capacitatea de a infecta şi, eventual, de a se transmite între oameni.
„Monitorizarea modificărilor în specificitatea receptorilor (modul în care un virus recunoaşte celulele gazdă) este crucială, deoarece legarea receptorilor este un pas cheie spre transmisibilitate”, spune Ian Wilson, DPhil, coautor principal şi profesor Hansen de biologie structurală la Scripps Research. „Acestea fiind spuse, mutaţiile receptorilor singure nu garantează că virusul se va transmite între oameni”.
Virusul are o rată de mortalitate de 50 % la om, astfel încât infecţiile la animale trebuie monitorizate cu atenţie şi controlate strict pentru a împiedica tulpina H5N1 care se răspândeşte să se adapteze şi să fie transmisibilă de la o persoană la alta.
Pentru a pune omenirea în pericol, virusurile trebuie să sufere mai multe mutaţii, dar în cazul gripei aviare procesul de transformare ar putea fi mai rapid, au constatat oamenii de ştiinţă de la Scripps Research.
„Descoperirile demonstrează cât de uşor ar putea evolua acest virus pentru a recunoaşte receptorii de tip uman”, a declarat într-un comunicat Ting-Hui Lin, cercetător în domeniul bolilor infecţioase, primul autor al noului studiu.
Un virus trebuie să localizeze receptori compatibili pe celulele gazdă pentru a declanşa o infecţie - ceea ce H5N1 a găsit la păsări şi animale, dar nu şi la oameni.
Cercetătorii au investigat tulpina H5N1 2.3.4.4b a virusului găsit în infecţiile umane recente, descoperind că o singură mutaţie a aminoacizilor într-o proteină cheie ar fi suficientă pentru a schimba ţinta virusului de la receptorii de tip aviar la receptorii de tip uman.
Această mutaţie, etichetată Q226L, ar putea acţiona ca o nouă armă a virusului, permiţându-i să recunoască punctele de legare de pe celulele umane.
„Experimentele noastre au arătat că mutaţia Q226L ar putea creşte semnificativ capacitatea virusului de a ţinti şi de a se lega la receptorii de tip uman”, spune biochimistul James Paulson.
„Această mutaţie oferă virusului un punct de sprijin pe celulele umane pe care nu îl avea înainte, motiv pentru care recenta descoperire este un semnal de alarmă pentru o posibilă adaptare la oameni”, a subliniat acesta.
Site-ul de legare a receptorului mutantului Leu226 al hemaglutininei (galben) în complex cu analogul receptorului uman LSTc (cian). (Scripps Research, 5 decembrie 2024)
Recent au fost semnalate cazuri de persoane care au contractat această gripă de la animale după ce au fost în contact strâns cu acestea. Dacă virusul se poate lega de celulele specifice căilor respiratorii umane, ar fi mult mai uşor ca agentul patogen să treacă de la o persoană la alta prin intermediul aerosolilor răspândiţi prin vorbire sau strănut.
Descoperirea evidenţiază necesitatea de a urmări îndeaproape virusul H5N1 şi de a continua monitorizarea noilor tulpini.
Deşi capacitatea de a se lega de receptorii umani este esenţială pentru răspândirea virusului printre oameni, nu se exclude posibilitatea ca şi alte modificări să fie necesare pentru transmitere.
„Rezultatele demonstrează cât de uşor ar putea evolua acest virus pentru a recunoaşte receptorii de tip uman”, spune primul autor Ting-Hui Lin, asociat postdoctoral la Scripps Research. „Cu toate acestea, studiul nostru nu sugerează că o astfel de evoluţie a avut loc sau că actualul virus H5N1 cu doar această mutaţie ar fi transmisibil între oameni”, spune Lin.
Vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a înţelege pe deplin modul în care o tulpină interumană a acestui virus s-ar descurca în ceea ce priveşte mecanismele sale de transmitere şi stabilitatea sa în gazdele umane, spun cercetătorii de la Scripps.
Acest lucru ar trebui să ofere o mai bună înţelegere a modului în care virusul poate fi ţinut sub control - şi a modului în care o potenţială pandemie la nivel global poate fi cel mai bine prevenită.
„Continuarea urmăririi modificărilor genetice pe măsură ce acestea au loc ne poate oferi un avantaj în pregătirea pentru semnele de transmisibilitate crescută”, spune biologul Ian Wilson.
„Acest tip de cercetare ne ajută să înţelegem la ce mutaţii să fim atenţi şi cum să reacţionăm corespunzător”, a mai adăugat acesta.
Descrierea studiului
Cazurile anterioare în care virusurile aviare s-au adaptat pentru a infecta şi a se transmite între oameni au necesitat mutaţii multiple, de obicei cel puţin trei. Însă în cazul tulpinii H5N1 2.3.4.4b (A/Texas/37/2024) izolată de la prima infecţie umană cu un virus H5N1 bovin în Statele Unite, cercetătorii au constatat că o singură mutaţie a aminoacizilor din hemaglutinină poate schimba specificitatea pentru a lega receptorii de tip uman. Aici, bovină se referă la specia vacilor de lapte care au fost sursa imediată a virusului pentru infecţia umană. Important este faptul că mutaţia nu a fost introdusă în întregul virus, ci doar în proteina hemaglutinină, pentru a studia proprietăţile sale de legare de receptori.
Pentru studiul lor, echipa de cercetare a introdus mai multe mutaţii în proteina hemaglutinină H5N1 2.3.4.4b care au fost implicate în modificări ale specificităţii receptorilor în virusurile aviare anterioare. Aceste mutaţii au fost selectate pentru a imita modificările genetice care ar putea apărea în mod natural. Atunci când echipa a evaluat impactul uneia dintre aceste mutaţii, Q226L, asupra capacităţii virusului de a se lega de receptorii de tip uman, a constatat că mutaţia respectivă a îmbunătăţit semnificativ modul în care virusul s-a legat de receptorii glicani, găsiţi în celulele umane.
Echipa de cercetare s-a concentrat pe înţelegerea modului în care mutaţiile naturale, precum Q226L, ar putea apărea şi care ar putea fi impactul lor. Pentru a investiga mutaţiile potenţiale care ar putea permite hemaglutininei H5N1 2.3.4.4b să se lege la receptorii umani, echipa a utilizat teste avansate în colaborare cu laboratorul coautorului principal James Paulson, de la catedra de chimie a Scripps Research. Aceste teste, care sunt efectuate pentru a imita cât de bine se leagă un virus la o celulă, au permis cercetătorilor să urmărească cu precizie modul în care hemaglutinina H5N1 modificată a interacţionat cu receptorii de tip uman.
Cu toate acestea, este posibil ca doar această schimbare să nu fie suficientă pentru a permite transmiterea de la om la om.
Alte modificări genetice - cum ar fi mutaţiile din polimeraza de bază 2 (E627K) care sporesc replicarea virală şi stabilitatea în celulele umane - ar fi probabil necesare pentru ca virusul să se răspândească eficient printre oameni.
Concluziile studiului
Având în vedere numărul tot mai mare de cazuri de gripă umană H5N1 care rezultă din contactul direct cu animale infectate, constatările evidenţiază necesitatea unei supravegheri proactive a evoluţiei virusului H5N1 şi a tulpinilor similare de gripă aviară. Deşi nu există motive imediate de alarmă, cercetătorii subliniază că nici măcar o singură mutaţie care schimbă modul în care H5N1 se leagă de celulele umane nu ar trebui să fie neglijată.
