Una sola mutación genética podría permitir que el H5N1 se propague entre personas, revela un estudio

Docenas de personas en los Estados Unidos han contraído gripe aviar de animales este año, pero no hay evidencia de que la enfermedad viral se haya propagado de una persona a otra. Sin embargo, una sola mutación en el virus podría hacer posible la transmisión de humano a humano, según un nuevo estudio.

Este cambio genético haría que el virus se adaptara mucho mejor a las células en las vías respiratorias humanas; permitiría que una proteína en la superficie del virus encajara perfectamente en un receptor presente en las células humanas. Esto facilitaría la infección de esas células y aumentaría la probabilidad de que se desencadenara una pandemia.

"Para lograr una infección suficiente, el virus necesita unirse de manera muy eficiente a las células en las vías respiratorias", dijo Jim Paulson, bioquímico en el Instituto de Investigaciones Scripps en La Jolla, California. "De hecho, se cree que la transmisión [entre personas] no puede ocurrir hasta que el virus haya adquirido la especificidad del receptor tipo humano".

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Una sola mutación podría desencadenar una contagión catastrófica de aves a humanos

Actualmente, el virus de gripe aviar que circula, llamado H5N1, es un mejor ataque para los receptores de aves. El nuevo estudio, publicado en la revista Science, exploró qué se necesitaría para que el virus cambiara su preferencia hacia los seres humanos.

Potencial pandémico

A partir del 4 de diciembre, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades han confirmado 58 infecciones de H5N1 entre personas en EE. UU. El virus también ha estado circulando entre aves silvestres, aves de corral y ganado en el país. La mayoría de las infecciones humanas confirmadas, alrededor del 60%, se han vinculado a la exposición a ganado infectado, mientras que el 36% ha estado asociado con aves. Las dos infecciones restantes no tienen una fuente conocida, pero también se sospecha que se originaron en animales.

Hasta ahora, los casos humanos en EE. UU. han sido leves, causando enrojecimiento ocular o tos en el mejor de los casos. Sin embargo, un adolescente infectado en Canadá ha tenido síntomas más severos, y históricamente, las infecciones por H5N1 han sido mortales en cientos de casos. Por lo tanto, existe preocupación de que la cepa que circula en EE. UU. podría evolucionar para volverse más mortal, más transmisible, o ambas.

Pero, ¿cómo está infectando H5N1 a las personas ahora, si no es un buen partido para los humanos? "Cuando el virus proviene de un animal infectado, como aves o de vacas, es una concentración muy alta de virus", dijo Paulson. Así que, incluso si el virus no es un partido perfecto, la gran cantidad de partículas virales que entran en el cuerpo de una persona aún puede llevar a la infección, explicó.

Sin embargo, para saltar a otra persona, el virus necesita ser un mejor partido. Esto se debe a que, cuando un virus respiratorio se propaga entre personas, generalmente se transmite en pequeñas gotas que expulsa la boca de la persona infectada. Estas gotas llevan una concentración relativamente baja de virus.

Para investigar cómo H5N1 podría convertirse en un buen partido, los investigadores examinaron el código genético del virus que infectó a la primera persona conocida en contraer gripe aviar de una vaca. Se centraron en el código para hemaglutinina (HA), una proteína que el virus necesita para infectar células.

Cuando los investigadores observaron cuán bien la proteína HA aislada se conectaba a los receptores de aves en comparación con los humanos, encontraron que la versión existente tenía una "fuerte especificidad tipo aviar". Luego introdujeron mutaciones, provocando cambios en la parte de HA que interactúa directamente con los receptores.

Descubrieron que una sola mutación — llamada sustitución Gln226Leu — puede "cambiar completamente" la preferencia del virus, haciéndolo adecuado para humanos en lugar de aves. El virus mutante aún no se unía a las células humanas tan bien como lo hacía a las células de ave, pero el cambio en su preferencia era "sin embargo claro y pronunciado" en diferentes pruebas. Agregar una segunda mutación — Asn224Lys — sí ajustaba el agarre del virus.

La mutación Gln226Leu ya había sido resaltada en estudios previos sobre H5N1, que también sugirieron que podría aumentar la capacidad del virus para infectar humanos. Sin embargo, la mayoría de los estudios anteriores encontraron que el HA necesitaría múltiples mutaciones para cambiar completamente su preferencia, señalaron los investigadores en su informe. En este caso, parece que una sola mutación es suficiente.

El cambio a los receptores humanos es un factor importante que podría dar a un virus animal el potencial de desencadenar una pandemia humana, señalaron los autores. Por esa razón, los científicos deben estar atentos a la mutación Gln226Leu mientras continúan rastreando la propagación de H5N1.

Por ahora, "la mutación particular sobre la que estamos informando en este artículo aún no se ha reportado en una base de datos", dijo Wilson. El caso reciente en Canadá podría tener algunas mutaciones notables en la proteína HA, al menos según discusiones informales entre científicos en redes sociales, dijo Paulson. Sin embargo, por ahora, "es un poco prematuro hablar de ese caso en particular", agregó.

En última instancia, más infecciones humanas de H5N1 aumentarían la probabilidad de que la mutación Gln226Leu surja. "Cuantas más personas se infecten, mayor es la probabilidad de que esa mutación sea seleccionada", dijo Wilson. "Cuando hay muy pocas personas infectadas, hay menos probabilidad de que surja esa mutación".

El estudio no consideró todos los factores que podrían dar a H5N1 potencial pandémico. Una segunda proteína viral, llamada neuroaminidasa, también juega un papel importante, así como el pH que el virus necesita para fusionarse e ingresar a las células. Con la temporada de gripe del hemisferio norte en aumento, existe la posibilidad de que H5N1 podría infectar a una persona que ya esté infectada con gripe estacional. Desde allí, esos dos virus podrían intercambiar genes, abriendo así la puerta para que H5N1 adquiera genes que podrían ayudarlo a adaptarse a los humanos.

"Los genes del virus humano anterior ya están adaptados a los humanos", dijo Paulson. "Por lo tanto, la mutación de la hemaglutinina se convierte en un factor clave en el éxito del virus".