Novas descobertas ressaltam a importância da vigilância contínua das mutações do H5N1 que representam riscos para a saúde pública.
Por Instituto de Pesquisa Scripps com informações de Science Daily.
Os vírus da gripe aviária normalmente requerem várias mutações para se adaptar e se espalhar entre humanos, mas o que acontece quando apenas uma mudança pode aumentar o risco de se tornar um vírus pandêmico? Um estudo recente liderado por cientistas da Scripps Research revela que uma única mutação no vírus H5N1 “gripe aviária” que recentemente infectou vacas leiteiras nos EUA pode aumentar a capacidade do vírus de se ligar a células humanas, aumentando potencialmente o risco de transmissão de pessoa para pessoa. As descobertas — publicadas na Science em 5 de dezembro de 2024 — destacam a necessidade de monitorar a evolução do H5N1.
Atualmente, não há casos documentados de transmissão do H5N1 entre pessoas: casos de gripe aviária em humanos foram associados ao contato próximo com ambientes contaminados, bem como com aves infectadas (incluindo aves domésticas), vacas leiteiras e outros animais. No entanto, autoridades de saúde pública estão preocupadas com o potencial do vírus evoluir para se transmitir eficientemente entre humanos, o que poderia levar a uma nova pandemias potencialmente mortal.
O vírus da gripe se liga ao seu hospedeiro por meio de uma proteína chamada hemaglutinina que se liga aos receptores de glicano nas superfícies das células hospedeiras. Os glicanos são cadeias de moléculas de açúcar em proteínas da superfície celular que podem atuar como locais de ligação para alguns vírus. Os vírus da gripe aviária como o H5N1 infectam principalmente os hospedeiros com receptores de glicano contendo ácido siálico encontrados em aves (receptores do tipo aviário). Embora os vírus raramente se adaptem aos humanos, se eles evoluírem para reconhecer receptores de glicano sialilados encontrados em pessoas (receptores do tipo humano), eles podem ganhar a capacidade de infectar e possivelmente transmitir entre humanos.
“Monitorar mudanças na especificidade do receptor (a maneira como um vírus reconhece células hospedeiras) é crucial porque a ligação do receptor é um passo fundamental para a transmissibilidade”, diz Ian Wilson, DPhil, coautor sênior e Professor Hansen de Biologia Estrutural na Scripps Research. “Dito isso, mutações no receptor por si só não garantem que o vírus será transmitido entre humanos.”
Casos anteriores em que os vírus aviários se adaptaram para infectar e transmitir entre pessoas exigiram múltiplas mutações, geralmente pelo menos três. Mas para a cepa H5N1 2.3.4.4b (A/Texas/37/2024) isolada da primeira infecção humana com um vírus H5N1 bovino nos Estados Unidos, os pesquisadores descobriram que apenas uma única mutação de aminoácido na hemaglutinina poderia mudar a especificidade para a ligação de receptores do tipo humano. Aqui, bovino se refere à espécie de vacas leiteiras que foram a fonte imediata do vírus para a infecção humana. É importante ressaltar que a mutação não foi introduzida no vírus inteiro — apenas na proteína hemaglutinina para estudar suas propriedades de ligação ao receptor.
Para seu estudo, a equipe de pesquisa introduziu várias mutações na proteína hemaglutinina H5N1 2.3.4.4b que estava envolvida em mudanças de especificidade do receptor em vírus aviários anteriores. Essas mutações foram selecionadas para imitar mudanças genéticas que poderiam ocorrer naturalmente. Quando a equipe avaliou o impacto de uma dessas mutações, Q226L, na capacidade do vírus de se ligar a receptores do tipo humano, eles descobriram que essa mutação melhorou significativamente como o vírus se ligava aos receptores de glicano, que representam aqueles encontrados em células humanas.
“As descobertas demonstram quão facilmente esse vírus poderia evoluir para reconhecer receptores do tipo humano”, diz o primeiro autor Ting-Hui Lin, um associado de pós-doutorado na Scripps Research. “No entanto, nosso estudo não sugere que tal evolução tenha ocorrido ou que o atual vírus H5N1 com apenas essa mutação seria transmissível entre humanos.”
Em vez disso, a equipe de pesquisa se concentrou em entender como mutações naturais, como Q226L, poderiam surgir e qual seria seu impacto. Para investigar as mutações potenciais que poderiam permitir que a hemaglutinina H5N1 2.3.4.4b se ligasse a receptores humanos, a equipe usou ensaios de ligação avançados em colaboração com o laboratório do coautor sênior James Paulson, PhD, da Cátedra Cecil H. e Ida M. Green de Química na Scripps Research. Esses ensaios, que são testes para imitar o quão bem um vírus se liga a uma célula, permitiram que os pesquisadores rastreassem precisamente como a hemaglutinina H5N1 alterada interagia com receptores do tipo humano.
“Nossos experimentos revelaram que a mutação Q226L poderia aumentar significativamente a capacidade do vírus de atingir e se ligar a receptores do tipo humano”, explica Paulson. “Essa mutação dá ao vírus uma posição nas células humanas que ele não tinha antes, e é por isso que essa descoberta é um sinal de alerta para uma possível adaptação às pessoas.”
A mudança sozinha, no entanto, pode não ser suficiente para permitir a transmissão de humano para humano. Outras mudanças genéticas – como mutações na polimerase básica 2 (E627K) que aumentam a replicação viral e a estabilidade em células humanas – provavelmente seriam necessárias para que o vírus se espalhasse eficientemente entre as pessoas.
No entanto, dado o número crescente de casos humanos de H5N1 decorrentes do contato direto com animais infectados, as descobertas destacam a necessidade de vigilância proativa da evolução do H5N1 e de cepas semelhantes de gripe aviária. Embora não haja motivo imediato para alarme, os pesquisadores enfatizam que mesmo uma única mutação que altere a forma como o H5N1 se liga às células humanas não deve ser ignorada.
“Continuar a rastrear mudanças genéticas conforme elas acontecem nos dará uma vantagem na preparação para sinais de maior transmissibilidade”, acrescenta Wilson. “Esse tipo de pesquisa nos ajuda a entender quais mutações observar e como responder apropriadamente.”
Além de Lin, Paulson e Wilson, os autores do estudo ” Uma única mutação na hemaglutinina da gripe bovina H5N1 muda a especificidade para receptores humanos” incluem Xueyong Zhu, Shengyang Wang, Ding Zhang, Ryan McBride, Wenli Yu e Simeon Babarinde da Scripps Research.
Este trabalho foi apoiado pelo financiamento dos Centros de Excelência para Pesquisa e Resposta à Gripe do Instituto Nacional de Saúde (NIAID), contrato 75N93021C00015 / PENN CEIRR.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo Scripps Research Institute . Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do periódico :
Ting-Hui Lin, Xueyong Zhu, Shengyang Wang, Ding Zhang, Ryan McBride, Wenli Yu, Simeon Babarinde, James C. Paulson, Ian A. Wilson. A single mutation in bovine influenza H5N1 hemagglutinin switches specificity to human receptors. Science, 2024; 386 (6726): 1128 DOI: 10.1126/science.adt0180
