Oamenii de știință au identificat, într-un studiu recent, o mutație care ar putea facilita infectarea cu virusul H5N1 al „gripei aviare” și posibila transmitere de la om la om. Noile constatări subliniază importanța supravegherii continue a mutațiilor 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 și cu păsări infectate (inclusiv păsări de curte), vaci de lapte și alte animale. Cu toate acestea, oficialii din domeniul sănătății publice sunt îngrijorați de posibilitatea ca virusul să evolueze pentru a se transmite eficient între oameni, ceea ce ar putea duce la o nouă pandemie, potențial mortală.
Având în vedere că virusul H5N1 al gripei aviare se răspândește rapid printre animalele din Statele Unite, experții sunt în alertă maximă pentru a detecta semne de transmitere de la om la om. Un astfel de salt ar putea deveni mult mai ușor cu o singură mutație, potrivit unei noi cercetări.
Virusurile gripei aviare au nevoie, de obicei, de mai multe mutații pentru a se adapta și a se răspândi printre oameni, dar ce se întâmplă atunci când o singură modificare poate crește riscul de a-l transforma într-un virus pandemic? Un studiu recent condus de oamenii de știință americani de la Institutul Scripps Research, din California, arată că o singură mutație 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, evidențiază necesitatea monitorizării evoluției virusului H5N1.
Virusul gripal se atașează de gazda sa prin intermediul unei proteine numite hemaglutinină care se leagă de receptorii glicani de pe suprafața celulelor gazdă. Glicanii sunt lanțuri de molecule de zahăr de pe proteinele de pe suprafața celulelor care pot acționa ca locuri de legare pentru unele virusuri.
Virusurile gripei aviare precum H5N1 infectează în primul rând gazdele cu receptori glicanici care conțin acid sialic și care se găsesc la păsări (receptori de tip aviar). Deși virusurile se adaptează rar la oameni, dacă evoluează pentru a recunoaște acești receptori găsiți la oameni (receptori de tip uman), aceștia ar putea dobândi capacitatea de a infecta și, eventual, de a se transmite între oameni.
„Monitorizarea modificărilor în specificitatea receptorilor (modul în care un virus recunoaște celulele gazdă) este crucială, deoarece legarea receptorilor este un pas cheie spre transmisibilitate”, spune Ian Wilson, DPhil, coautor principal și profesor Hansen de biologie structurală la Scripps Research. „Acestea fiind spuse, mutațiile receptorilor singure nu garantează că virusul se va transmite între oameni”.
Virusul are o rată de mortalitate de 50 % la om, astfel încât infecțiile la animale trebuie monitorizate cu atenție și controlate strict pentru a împiedica tulpina H5N1 care se răspândește să se adapteze și să fie transmisibilă de la o persoană la alta.
Pentru a pune omenirea în pericol, virusurile trebuie să sufere mai multe mutații, dar în cazul gripei aviare procesul de transformare ar putea fi mai rapid, au constatat oamenii de știință de la Scripps Research.
„Descoperirile demonstrează cât de ușor ar putea evolua acest virus pentru a recunoaște receptorii de tip uman”, a declarat într-un comunicat Ting-Hui Lin, cercetător în domeniul bolilor infecțioase, primul autor al noului studiu.
Un virus trebuie să localizeze receptori compatibili pe celulele gazdă pentru a declanșa o infecție – ceea ce H5N1 a găsit la păsări și animale, dar nu și la oameni.
Cercetătorii au investigat tulpina H5N1 2.3.4.4b a virusului găsit în infecțiile umane recente, descoperind că o singură mutație a aminoacizilor într-o proteină cheie ar fi suficientă pentru a schimba ținta virusului de la receptorii de tip aviar la receptorii de tip uman.
Această mutație, etichetată Q226L, ar putea acționa ca o nouă armă a virusului, permițându-i să recunoască punctele de legare de pe celulele umane.
„Experimentele noastre au arătat că mutația Q226L ar putea crește semnificativ capacitatea virusului de a ținti și de a se lega la receptorii de tip uman”, spune biochimistul James Paulson.
„Această mutație 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 ușor ca agentul patogen să treacă de la o persoană la alta prin intermediul aerosolilor răspândiți prin vorbire sau strănut.
Descoperirea evidențiază necesitatea de a urmări îndeaproape virusul H5N1 și de a continua monitorizarea noilor tulpini.
Deși capacitatea de a se lega de receptorii umani este esențială pentru răspândirea virusului printre oameni, nu se exclude posibilitatea ca și alte modificări să fie necesare pentru transmitere.
„Rezultatele demonstrează cât de ușor ar putea evolua acest virus pentru a recunoaște 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 evoluție a avut loc sau că actualul virus H5N1 cu doar această mutație ar fi transmisibil între oameni”, spune Lin.
Vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a înțelege pe deplin modul în care o tulpină interumană a acestui virus s-ar descurca în ceea ce privește mecanismele sale de transmitere și stabilitatea sa în gazdele umane, spun cercetătorii de la Scripps.
Acest lucru ar trebui să ofere o mai bună înțelegere a modului în care virusul poate fi ținut sub control – și a modului în care o potențială 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 înțelegem la ce mutații să fim atenți și cum să reacționăm corespunzător”, a mai adăugat acesta.
Descrierea studiului
Cazurile anterioare în care virusurile aviare s-au adaptat pentru a infecta și a se transmite între oameni au necesitat mutații multiple, de obicei cel puțin trei. Însă în cazul tulpinii H5N1 2.3.4.4b (A/Texas/37/2024) izolată de la prima infecție umană cu un virus H5N1 bovin în Statele Unite, cercetătorii au constatat că o singură mutație 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 infecția umană. Important este faptul că mutația nu a fost introdusă în întregul virus, ci doar în proteina hemaglutinină, pentru a studia proprietățile sale de legare de receptori.
Pentru studiul lor, echipa de cercetare a introdus mai multe mutații în proteina hemaglutinină H5N1 2.3.4.4b care au fost implicate în modificări ale specificității receptorilor în virusurile aviare anterioare. Aceste mutații au fost selectate pentru a imita modificările genetice care ar putea apărea în mod natural. Atunci când echipa a evaluat impactul uneia dintre aceste mutații, Q226L, asupra capacității virusului de a se lega de receptorii de tip uman, a constatat că mutația respectivă a îmbunătățit semnificativ modul în care virusul s-a legat de receptorii glicani, găsiți în celulele umane.
Echipa de cercetare s-a concentrat pe înțelegerea modului în care mutațiile naturale, precum Q226L, ar putea apărea și care ar putea fi impactul lor. Pentru a investiga mutațiile potențiale 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 interacționat 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 mutațiile din polimeraza de bază 2 (E627K) care sporesc replicarea virală și 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 evidențiază necesitatea unei supravegheri proactive a evoluției virusului H5N1 și a tulpinilor similare de gripă aviară. Deși nu există motive imediate de alarmă, cercetătorii subliniază că nici măcar o singură mutație care schimbă modul în care H5N1 se leagă de celulele umane nu ar trebui să fie neglijată.