Los virus de la gripe aviar generalmente necesitan varias mutaciones para adaptarse y propagarse entre humanos, pero un reciente estudio liderado por científicos de Scripps Research advierte sobre el peligro de un único cambio genético. Según los hallazgos, publicados en Science, una sola mutación en el virus H5N1 de la gripe aviar, detectado recientemente en vacas lecheras en Estados Unidos (EE. UU.), podría mejorar significativamente su capacidad de unirse a células humanas. Esto incrementaría el riesgo de transmisión entre personas, convirtiéndolo en una amenaza potencialmente pandémica.
Estos resultados subrayan la importancia de vigilar estrechamente la evolución del H5N1 para anticiparse a posibles riesgos globales. El estudio resalta que incluso pequeños cambios genéticos en los virus de alta patogenicidad pueden tener implicaciones graves para la salud pública.
Desde su aparición en 1996, el virus de influenza aviar altamente patógena (HPAI) H5N1 ha mostrado una notable capacidad de propagación, extendiéndose a través de aves migratorias por Europa, África, América del Norte y Asia. Este fenómeno ha dado lugar a la formación de diversos clados y subclados filogenéticos del subtipo H5. A finales de 2021, se detectó en América del Norte un virus H5N1 del clado 2.3.4.4b, capaz de infectar no solo a una amplia variedad de aves, sino también a mamíferos marinos, terrestres e incluso a seres humanos.
A principios de 2024, el estado de Texas reportó el primer caso documentado de infección humana con un virus H5N1 asociado al ganado lechero, tras el contacto estrecho con rebaños infectados, marcando el inicio del actual brote de HPAI H5N1 en el ganado lechero de Estados Unidos. Desde entonces, el virus ha sido identificado en al menos 282 rebaños lecheros en 14 estados del país, con evidencias de transmisión entre especies, incluyendo aves de corral, gatos de granja y humanos. Además, cabe destacar que los análisis genéticos de la hemaglutinina del virus confirmaron que pertenecía al clado 2.3.4.4b
Estos hallazgos subrayan la creciente capacidad del H5N1 para adaptarse y propagarse entre diferentes huéspedes, lo que plantea serias preocupaciones sobre su potencial para desencadenar una pandemia.
Infecciones en humanos
Según los últimos datos de octubre de 2024, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés) de EE. UU. han registrado 15 infecciones en humanos en todo el mundo causadas por el virus H5N1 del clado 2.3.4.4b y 17 casos de infecciones humanas con subtipos H5 en Estados Unidos desde 2022, de lo cuales, algunos estuvieron vinculados al clado 2.3.4.4b, originados por exposición a vacas y aves de corral infectadas. Las personas afectadas por estas exposiciones presentaron principalmente conjuntivitis leve y síntomas respiratorios.
Históricamente, los casos esporádicos de infección humana con clados anteriores de H5N1, debido al contacto con aves de corral infectadas, han mostrado una alta tasa de mortalidad en pacientes hospitalizados, estimada en torno al 30%. Sin embargo, esta cifra probablemente sea una sobreestimación, aseguran en el estudio, ya que no considera infecciones leves o no reportadas. Si bien hasta la fecha no se ha documentado transmisión sostenida de humano a humano, existe una preocupación creciente de que el virus pueda adquirir mutaciones que faciliten esta transmisión, aumentando el riesgo de una posible pandemia de gripe.
Los casos esporádicos de infección humana con clados anteriores de H5N1 han mostrado una alta tasa de mortalidad en pacientes hospitalizados, estimada en torno al 30%. Sin embargo, esta cifra probablemente sea una sobreestimación, ya que no considera infecciones leves o no reportadas.
Una de las principales barreras para la transmisión de los virus de influenza aviar a humanos es la especificidad del receptor de hemaglutinina (HA), que determina la unión del virus a las células huésped. En los virus de influenza aviar, la HA se une preferentemente a receptores de “tipo aviar”, que contienen ácido siálico con un enlace α2-3 (Neu5Acα2-3Gal). Por otro lado, en los virus de influenza humana, la HA tiene afinidad por receptores de “tipo humano”, que contienen ácido siálico con un enlace α2-6 (Neu5Acα2-6Gal). Estos receptores de tipo humano están abundantemente presentes en las vías respiratorias superiores, facilitando la transmisión entre personas.
Se considera que la capacidad de un virus aviar para adaptarse y adquirir afinidad por receptores de tipo humano es un requisito clave para la transmisión sostenida de humano a humano. Por este motivo, los CDC evalúan esta característica como uno de los factores principales al determinar el riesgo pandémico de nuevas cepas de origen animal.
Mutación en la hemaglutinina
Hasta ahora se había comprobado que los virus de la influenza aviar necesitaban varias mutaciones, por lo general un mínimo de 3, para adaptarse y transmitirse entre los humanos. Sin embargo, en el caso de la cepa H5N1 2.3.4.4b los investigadores descubrieron que una sola mutación en la proteína hemaglutinina (HA) podría alterar la especificidad de la unión a los receptores de tipo humano. Es importante destacar que la mutación se introdujo exclusivamente en la proteína hemaglutinina para estudiar cómo afectaba la unión a los receptores, sin modificar el resto del virus. Estos resultados ponen de relieve la posibilidad de que el virus pueda adaptarse rápidamente para facilitar la transmisión entre personas.
En el caso de la cepa H5N1 2.3.4.4b los investigadores descubrieron que una sola mutación en la proteína hemaglutinina (HA) podría alterar la especificidad de la unión a los receptores de tipo humano.
Varios estudios realizados en la última década han mostrado que las sustituciones Gln 226 Leu y Gly 228 Ser en la hemaglutinina (HA) H5 aviar pueden favorecer la unión a los receptores humanos, aunque manteniendo una cierta capacidad de unión a los receptores de tipo aviar. Asimismo, los investigadores subrayan que estudios de transmisión por aerosol en hurones han demostrado que mutaciones adicionales junto con Leu 226 o Ser 228 pueden incrementar la unión a los receptores humanos y, al mismo tiempo, reducir la unión a los receptores aviares. Sin embargo, ninguno de estos mostró una adaptación completa a los receptores humanos.
En este caso, para evaluar el potencial de los virus 2.3.4.4b actuales para adquirir especificidad hacia los receptores humanos, se introdujeron mutaciones en el sitio de unión al receptor (RBS) de la proteína hemaglutinina del clado de Texas. Posteriormente, se evaluó la unión al receptor utilizando técnicas como resonancia de plasmón de superficie (SPR), ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) y análisis de matriz de glicanos. Además, se determinaron las estructuras cristalinas de la hemaglutinina H5 y su mutante Gln 226 Leu con análogos de receptores aviares y humanos, con el fin de obtener información sobre la base molecular de la preferencia del receptor de la HA de H5.
Los análisis realizados por los investigadores proporcionan información clave sobre la interacción del receptor de la hemaglutinina (HA) del virus H5 bovino y las mutaciones que podrían modificar su especificidad de los receptores aviares a los humanos. En particular, una única mutación, Gln 226 Leu, tiene la capacidad de cambiar por completo la especificidad del receptor HA H5 bovino a uno de tipo humano.
Sin embargo, aunque estudios previos mostraron que la mayoría de las cepas H5 anteriores requerían 3 o más mutaciones en la HA para modificar la preferencia de los receptores de tipo aviar a humano, los nuevos datos revelan que una sola mutación podría ser suficiente para cambiar la especificidad del receptor en el HA del clado de Texas, lo que aumenta significativamente la probabilidad de que se logre este fenotipo, necesario para la transmisión humana.
Además, se han identificado mutaciones potencialmente capaces de afectar la especificidad de unión al receptor en las posiciones RBS, incluidas las posiciones 135, 160 y 222. No obstante, estas mutaciones ocurrieron en muy pocas ocasiones en las 900 secuencias recientes de HA H5 bovino. Por lo tanto, los investigadores destacan que es esencial continuar monitoreando los signos de tales cambios en los virus H5N1 que están circulando actualmente.
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