Potencial pandémico de la gripe aviar H5N1 revelado

Dos artículos publicados esta semana, y uno el mes pasado, revelan la potencial pandémico de la "gripe aviar" H5N1. Uno identifica cuatro, otro identifica cinco, cambios genéticos que el virus tendría que sufrir antes de que se propague fácilmente en humanos, y el tercer artículo sugiere que algunos de estos cambios ya son evidentes en las cepas circulantes.
Los documentos fueron escritos el año pasado, pero fueron retenidos por las preocupaciones internacionales de que hacer públicos esos datos facilitaría a los terroristas hacer armas biológicas.
Actualización, 7 de junio de 2013 - Investigadores del MIT informaron en la revista Celda (Número de junio de 2013) que las cepas del virus de la gripe aviar H5N1 y H7N9 necesitan solo una o unas pocas mutaciones genéticas para convertirse fácilmente en transmisibles por el hombre, lo que aumentaría la probabilidad de que haya una pandemia de gripe.

H5N1 actualmente no es una pandemia en humanos

H5N1o "gripe aviar" es un subtipo del virus de la influenza A que puede causar enfermedades en humanos y en muchos otros animales. Ha matado a decenas de millones de pájaros y ha estimulado el sacrificio de cientos de millones de otros para evitar que se propague.
Desde 2003, más de la mitad de los 606 casos de infección humana por H5N1 informados a la Organización Mundial de la Salud en todo el mundo han dado como resultado la muerte. La mayoría de los casos en humanos parecen haber ocurrido como resultado del contacto con aves infectadas.
Hasta ahora, el H5N1 no ha desencadenado una pandemia en humanos porque no se propaga fácilmente entre los mamíferos, y algunos científicos creen que nunca lo hará. Para propagarse fácilmente de una persona a otra, el virus debería volarse, es decir, desarrollar la capacidad de propagarse a través de pequeñas gotas que la gente rocía de la boca y la nariz cuando tosen y estornudan. Así es como se propagaron otros virus de la gripe, como el H1N1, la "gripe porcina", que causó una pandemia leve en 2009.
Los virus como H5N1 y H1N1 están mutando todo el tiempo. Si el H5N1 tuviera la oportunidad de adquirir algunas de las propiedades del H1N1, se propagaría más fácilmente en los mamíferos. Una manera de hacerlo es acumulando mutaciones fortuitas, otra forma es intercambiando genes con otros virus, por ejemplo, mientras coinfecta a un huésped intermedio ("reordenamiento" genético).
Gran parte del enfoque de la investigación H5N1, en medio de las preocupaciones sobre el riesgo de bioterrorismo, ha sido investigar qué tan fácil podría ser para el H5N1 mutar a una forma fácilmente transmisible, y si es así, qué genes estarían involucrados. Esta información es útil para la vigilancia, por lo que los investigadores saben qué cambios observar en las cepas emergentes al evaluar el riesgo de una pandemia.

Un puñado de mutaciones sería suficiente

Los documentos publicados esta semana y el mes pasado muestran que se necesitarían unos cuatro o cinco cambios genéticos para que el H5N1 mute en una forma que pueda desencadenar una pandemia en humanos, y que algunas de estas mutaciones ya se han producido en la naturaleza.

Micrografía electrónica de transmisión coloreada de los virus de la gripe aviar A H5N1En Ciencia Esta semana, un artículo describe cómo el virólogo Ron Fouchier de Erasmus MC en Rotterdam, Holanda, y sus colegas, compararon la estructura genética del H5N1 con las cepas de gripe que han causado pandemias humanas e identificaron algunos genes candidatos.
El equipo de Fouchier insertó los genes candidatos uno por uno en una cepa real de H5N1 que se aisló de un paciente indonesio, y probó las cepas mutadas artificialmente en hurones para ver con qué facilidad se propagarían (los hurones son un modelo popular para la investigación de la gripe humana). Llegaron a la conclusión de que el H5N1 necesitaría tan solo cinco cambios genéticos para transformarlo en una forma que pudiera extenderse fácilmente y comenzar una pandemia humana.
(En realidad, la "conclusión" de cinco mutaciones no es estrictamente precisa, es una taquigrafía de los medios que da una esencia razonable de una historia más complicada. El equipo de Fouchier probó varias cepas y descubrió que hasta nueve mutaciones en cada cepa transmisible eran relevantes , pero todos tenían cinco mutaciones en común, así que así es como surgió el número cinco. Pero aún existe la posibilidad de que algunas de las otras mutaciones desempeñen un papel).
Fouchier y sus colegas también concluyen que el virus podría adquirir la capacidad de transmisión aérea entre mamíferos sin tener que intercambiar genes con otro virus de la gripe mientras coinfecta a un huésped intermedio (es decir, por acumulación dentro de la cepa, sin la ayuda de un reordenamiento genético).
En Naturaleza el mes pasado, otro documento, de un grupo dirigido por Yoshihiro Kawaoka de la Universidad de Wisconsin, Madison en los EE. UU. y la Universidad de Tokio en Japón, utilizando un enfoque diferente para el equipo de Fouchier, describe cómo solo se necesitarían cuatro cambios genéticos, para transformar el virus de la gripe aviar en una cepa aerotransportada.
En lugar de tomar una cepa real de H5N1 y luego insertar genes uno por uno como lo hizo el equipo holandés, el equipo de Kawaoka creó una cepa híbrida del virus de la gripe aviar y el virus de la gripe porcina H1N1, que ya tiene capacidad aerotransportada. (En teoría, una cepa de este tipo podría producirse mediante "reasignación" o intercambio de genes entre virus).
Luego demostraron, también utilizando hurones, que el híbrido, gracias a cuatro mutaciones delicadamente equilibradas, podría unirse más fuertemente a las células de los mamíferos y replicarse en cantidad suficiente para poder diseminarse a través de las gotas respiratorias.
En el otro Ciencia Documento publicado esta semana, los investigadores (incluidos Kawaoka y Fouchier) dirigido por el matemático Derek Smith de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, explican cómo investigaron la probabilidad de la aparición de una cepa pandémica de H5N1 y cómo el uso de datos de vigilancia, buscaron evidencia de si algunas de las mutaciones descritas en los documentos Kawaoka y Fouchier ya han ocurrido en la naturaleza.
Descubrieron que varias cepas salvajes de H5N1 Hay tres mutaciones más allá de las cuatro descritas en el artículo de Kawaoka, y las cinco en el trabajo de Fouchier. Y también encontraron algunos casos raros donde la cepa está a solo dos mutaciones de distancia.
Utilizando algunas matemáticas inteligentes que desarrollaron ellos mismos, Smith y sus colegas crearon un modelo para simular "evolución viral dentro del huésped" para estudiar los factores que aumentarían o disminuirían la probabilidad de que un virus con algunas de las mutaciones pudiera evolucionar a las restantes después de había infectado a un huésped mamífero.
El primer autor Colin Russell de la Universidad de Cambridge, dijo en un comentario reportado en una Ciencia El artículo de News and Analysis señala que un virus que está a solo tres mutaciones de adquirir la capacidad de volar en el aire es "probable" que lo haga, pero hay tantas incógnitas que no podrían ponerle una cifra. El principal valor del documento es que apunta a otros en la dirección correcta:
"Estos factores, combinados con la presencia de algunas de estas sustituciones en cepas circulantes, hacen que un virus que evoluciona en la naturaleza constituya una amenaza potencialmente grave. Estos resultados resaltan áreas críticas en las que se necesitan más datos para evaluar y potencialmente evitar esta amenaza". escribe los autores.

Cómo se refiere la bioseguridad a la publicación retrasada

Estos documentos han aparecido después de meses de debate internacional sobre si esta información debe hacerse pública, y si los investigadores deberían haber hecho los experimentos en primer lugar.
En diciembre del año pasado, la Junta Nacional de Asesoramiento Científico de Estados Unidos para Bioseguridad (NSABB) recomendó que los estudios Kawaoka y Fouchier, debido a que revelan tantos detalles sobre cómo podrían introducirse las mutaciones, no deberían publicarse en su totalidad. La preocupación era que la información podría ser utilizada por los terroristas para crear un arma biológica, y este riesgo pesaba más que los beneficios para la salud pública.
Luego, unos meses más tarde, después de examinar versiones revisadas de los documentos, el NSABB cambió su posición y recomendó al gobierno de los EE. UU. Que los documentos se publicaran en su totalidad.
En una declaración emitida a fines de marzo, el directorio dijo que aunque los documentos aún contienen información que podría ser útil para quienes la usarían para hacer daño, la nueva información que recibieron les hizo cambiar su cálculo de riesgo-beneficio de tal manera que el los beneficios ahora superan los riesgos.
Un panel de expertos que asesoraba a la Organización Mundial de la Salud (OMS) llegó a una conclusión similar un mes antes.
Esto despejó el camino para Naturaleza publicar el documento de Kawaoka el mes pasado, y para Ciencia para publicar el estudio Fouchier este mes.
Mientras tanto, mientras todo esto sucedía, los científicos de la influenza respondieron imponiéndose una moratoria, deteniendo de hecho algunos tipos de investigación del H5N1, y el gobierno de EE. UU. Trajo una nueva legislación para controlar los estudios financiados por el gobierno que usan patógenos peligrosos.
Después de la decisión inicial de NSABB, el gobierno holandés también trató de restringir la publicación del documento de Fouchier al insistir en que solicite una licencia de exportación, lo que finalmente hizo y recibió.
Fouchier dijo esta semana, que publicar el trabajo completo les da a los científicos la mejor oportunidad posible de luchar contra futuras pandemias de gripe.
"Esperamos saber qué virus pueden causar pandemias y sabiendo que podríamos evitarlos aplicando estrictos programas de erradicación", dijo a BBC News.
Las actividades que rodearon la publicación de estos documentos también han servido para centrar la atención en lo que se debe hacer para tratar de manera más efectiva las investigaciones que podrían ser mal utilizadas, la llamada "investigación de doble uso de interés" o DURC.
Dr. Bruce Alberts, Ciencia Editor en Jefe, dijo en un comunicado de la BBC que parece que tenemos que desarrollar un "sistema internacional completo para evaluar DURC". Dijo que dicho sistema debería permitir a las personas que necesitan saber tener un "acceso seleccionado" a la información omitida de un informe científico publicado.
Pero Fouchier dijo que duda de que dicho sistema sea viable, no importa lo apropiado.
"No se puede compartir información con tanta gente en el campo y mantener la confidencialidad", dijo a la BBC.
Fouchier dijo que la regla general debería ser hacer que la información de investigación esté disponible libremente, para que los científicos puedan basarse en ella.
Escrito por Catharine Paddock