A biologia do vírus da gripe aviária H5N1 é repleto de paradoxos. O vírus é difundido, mas difícil de detectar. Ela mata mais de metade das pessoas sabidamente infectadas, mas milhares de pessoas expostas não têm problemas aparentes. Parece ser apenas algumas mutações longe de ganhar a capacidade de se propagar de pessoa para pessoa, mas apesar de mais de 16 anos de ritmo acelerado da evolução, não conseguiu fazê-lo.
Esta semana vi a publicação do segundo de dois artigos que identificam mutações que dão H5N1 a capacidade de se espalhar através do ar entre furões. Os documentos, a última 1 a partir de um grupo liderado por Ron Fouchier no Erasmus Medical Center, em Roterdã, na Holanda, e do anterior 2 por Yoshihiro Kawaoka, da Universidade de Wisconsin-Madison e seus colegas, têm sido controversos, porque eles oferecem o que alguns vêem como uma receita para o desastre - que aumentam o risco de liberação acidental ou intencional de um agente patogênico mortal humano. Mas o que é mais perturbador sobre eles, dizem que muitos na comunidade da gripe, é a evidência que prevê que o vírus selvagem poderia provocar uma pandemia por conta própria. Essa ameaça faz com que os mistérios pendentes científicos sobre o vírus RNA pequeno - seu genoma apenas 14.000 letras - ainda mais premente. Aqui estão cinco dos maiores quebra-cabeças, e que os pesquisadores estão fazendo para resolvê-los.

Por que é tão bem sucedido?

Influenza H5N1 recebe o seu nome a partir da combinação de duas proteínas em sua superfície: hemaglutinina (HA) e neuranimidase. Mas existem muitas cepas diferentes do H5N1. A estirpe altamente patogénica que ocupou as manchetes durante mais de uma década foi identificado pela primeira vez em 1996. Chamado Gs / Gd porque ele foi encontrado em gansos domésticos em Guangdong China da província, é "totalmente diferente de qualquer outro vírus da gripe aviária no passado", diz Robert Webster, um virologista do Hospital Infantil St Jude Research em Memphis, Tennessee. Vírus da gripe aviária mais andar sem causar danos a bordo de aves selvagens, ocasionalmente queima em surtos letais mas de curta duração em aves domésticas. A linhagem Gs / Gd, no entanto, saltou para trás de aves em aves selvagens. Também infecta mamíferos, incluindo humanos, tigres, Pikas, gambás e muito mais. Ela se espalhou para 63 países, e é endêmica em populações de aves em seis deles.

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"O que há de tão especial sobre este vírus que permite que ele se espalhou pelo mundo animal de forma tão eficaz?", Pergunta Jeremy Farrar, um especialista em medicina tropical da Universidade de Oxford, Reino Unido. Não existem respostas firmes.
Fazendas lotadas da China e dos mercados, que oferecem uma miscelânea de hospedeiros em potencial, podem ter selecionado para vírus que são adeptos a cruzar a barreira das espécies. O vírus evoluiu rapidamente em 1999 e 2000, a sua árvore genealógica brotando muitos ramos novos após os esforços para eliminá-lo entre as aves domésticas não. Durante este tempo, uma clado da linhagem Gs / Gd, conhecido como 2,2, recolheu uma mutação no PB2 , um dos três genes de polimerase que permitem que o vírus para copiar o seu genoma. A mutação é amplamente considerado ser uma adaptação a hospedeiros mamíferos.
Em 2002, por razões que ainda são pouco conhecidos, os vírus começou a pular de volta para as aves selvagens e matá-los. No início, havia apenas algumas mortes isoladas, mas em maio de 2005, clado 2.2 vírus matou mais de 6.000 gansos, patos e gaivotas em Qinghai Lake - o maior lago da China, e um ponto importante para a criação de aves migratórias. Este surto marcou o início de uma turnê mundial na qual o vírus se espalhou através do comércio de aves selvagens e as migrações para o resto da Ásia, Europa e África. Vacinação controlada do vírus em Hong Kong e no Vietnã, mas quando aplicado a esmo, ele ajudou a acelerar a evolução do vírus. No Egito, que levou ao nascimento de várias novas sub-clades 3 , eo país teve mais novos casos humanos do que qualquer outra nação a cada ano desde 2009.
Há algumas boas notícias: infecções em aves selvagens caíram acentuadamente desde 2006. Mas mesmo com linhagens antigas diminuir, novos surgem, como clado 2.3.2.1, que varreu através de aves na Ásia desde o início de 2011. "Isso é o que é de grande preocupação para mim", diz Webster. "Parece estar se tornando dominante e ele entra em aves selvagens prontamente". H5N1 pode estar evoluindo mais rápido do que nossa capacidade de compreendê-lo.

Onde ele está agora?

H5N1 parece ser tanto em todos os lugares e em nenhum ao mesmo tempo, tornando-se difícil prever quando, onde e se ele vai florescer em uma pandemia humana.
As aves selvagens carregam o vírus H5N1, mas o vírus pode ser difícil de detectar porque muito poucos adoecem. Ninguém sabe quão difundida está nos seres humanos, também.A partir de 7 de Junho, a Organização Mundial da Saúde contava 606 infecções por H5N1 em humanos, 357 deles fatais. Muitos pensam que o número real é muito maior, o que significaria que a taxa de mortalidade seria muito inferior a 60%. Peter Palese, um virologista do Mount Sinai School of Medicine, em Nova York, olharam um número de estudos que encontraram evidência de infecção pelo vírus H5N1 no sangue de pessoas saudáveis. Ele estima que 1-2% das pessoas em populações expostas ao vírus infectar, mas a maioria tem apenas sintomas leves ou não 4 .
"Em princípio, o H5N1 pode tornar-se no ar. O criticando cal sobre questi é wheth er que vai. "
Palese argumentos são controversos. Farrar, que já tratou de pacientes na Ásia, diz que a maioria dos casos que ele viu foram graves. "Se muitas infecções ligeiras foram ocorrendo, nós esperamos ver alguns pacientes menos graves no hospital, dada a maior consciência no público e da profissão médica", diz ele.
Subjacente ao debate sobre a taxa de infecção é uma má compreensão de como o sistema imunitário responde ao vírus. Pessoas infectadas produzem anticorpos e células T que reconhecem o vírus, mas ninguém sabe como estas respostas subir e descer ao longo do tempo, ou como elas se manifestam em pessoas que não apresentam sintomas. Os sinais podem também ser falsos alarmes. "Se você entrar em galinheiros todos os dias para limpar fezes de pássaros que são carregados com antígeno do vírus, você pode obter uma resposta de anticorpos sem ser infectado", diz Fouchier. Fiscalização mais rigorosa dos casos suspeitos serão necessários para resolver o debate sobre a freqüência de pessoas estão infectadas, diz Fouchier. Farrar acrescenta que a compreender como respostas imunes mudar com o tempo, tais estudos terá de ser feito ao longo de vários anos. Muitos pesquisadores têm chamado para uma melhor vigilância dos animais domésticos e selvagens, também.
Para Ilaria Capua, um virologista veterinária na Experimental Animal Health Care Institute de Veneza em Legnaro, Itália, a distribuição do vírus H5N1 é a questão mais importante e mais difícil de trabalhar fora."Qualquer previsão sobre se este vírus vai pandemia é uma função de onde está, como muito do que existe e como possível, os contatos humanos e animais são. Mas há grandes buracos negros da informação ".

Como se matar?

Pouco a pouco, os cientistas estão trazendo à tona os fatores genéticos que tornam tão mortal H5N1. O vírus tem várias mutações nos seus três genes de polimerase que permitem que se replicar de forma agressiva, e os pacientes que morrem transportar os mais altos níveis de RNA viral. Determinadas alterações HA , que codifica para uma proteína que se agarra células hospedeiras, também permitem que o vírus para infectar tecidos para além dos pulmões e do intestino, incluindo o cérebro. Esta passagem todo-o acesso ajuda o vírus para matar furões, ratinhos e pássaros, mas é aparentemente menos importante em primatas. "Nos seres humanos, ele ainda parece predominantemente como uma doença respiratória mata os pacientes", diz Malik Peiris, virologista clínico da Universidade de Hong Kong. As autópsias podem pintar um quadro mais claro, mas Peiris diz que estes raramente são permitidos na Ásia por causa das exigências culturais para todo o corpo enterros.
H5N1 também impulsiona o berserk sistema imunológico. Células imunes migram para locais de infecção e produzem substâncias químicas inflamatórias chamadas citocinas, que atraem mais células imunes. O resultado, "tempestade" uma citocina que inunda os pulmões com fluido e tecidos circundantes fatalmente danos, muitas vezes é o que mata pessoas. H5N1 desencadeia uma tempestade mais extensa do que o ser humano de gripe vírus H1N1 ou H3N2 (ref. 5 ).
Estes fatores podem explicar a gravidade dos casos registrados, mas por que não infecções são tão raros."Por que é que há dezenas de milhares de garotos correndo em torno de jogar com frangos doentes, mas só tivemos 600 infecções mais de nove anos?", Pergunta imunologista Anthony Fauci, diretor do Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas em Bethesda, Maryland.

Notavelmente, os casos são muitas vezes agrupadas dentro de famílias, especificamente parentes de sangue. Essas pessoas podem ser geneticamente suscetíveis à infecção pelo vírus H5N1, ou outros podem ter variantes genéticas que os protegem. Identificar tais variantes vai ser difícil porque menos de 300 pessoas em todo o mundo ter sobrevivido à infecção, mas os estudos estão começando a revelar pistas.Palese suspeita que os casos graves simplesmente inaladas doses elevadas do vírus. Mas Peiris diz que isso não pode ser a única explicação. "Infecção e doença não são diretamente proporcionais à exposição. Noventa e nove vírgula nove por cento das pessoas que estão maciçamente expostos não têm a doença, e não têm anticorpos em seu sangue. Mas em pessoas que ficam doentes, o vírus se replica como um louco. "
Poucos meses atrás, um grupo do Instituto Wellcome Trust Sanger em Hinxton, Reino Unido, descobriram que o gene IFITM3 desempenha um papel fundamental na resposta a algumas infecções de gripe 6 . Uma variante do gene, que codifica uma proteína atrofiado, foi super-representados em pessoas que haviam sido hospitalizados com estirpes de gripe pandémica e sazonal, e até mesmo um vírus H3N2 leve funcionou amok nos pulmões de camundongos sem o gene 6 . Farrar acaba de concluir um estudo similar, de 67 pacientes asiáticos que haviam sido hospitalizados com H5N1. Os resultados, que foram apresentados para publicação, identificar variantes em dois outros genes que parecem conferir susceptibilidade ao vírus.

Será que vai se tornar transmissível em humanos?

Até agora, as pessoas parecem infectados pelo H5N1 apenas através do contato próximo com aves infectadas. Para propagar de pessoa para pessoa, o vírus teria de se tornar transmissível através de gotículas no ar. Os dois artigos publicados apenas 1 , 2demonstraram que isso é possível.
Estratégia Fouchier era de ajustar HA modo que a sua proteína reconhecida receptores nas vias aéreas superiores dos mamíferos, em vez do que aqueles na superfície de células de aves 1 . Ele, então, permitiram que o vírus passar entre furões até que evoluiu de tal forma que começou a se espalhar através da tosse e espirros. Kawaoka usou uma abordagem semelhante 2 , mas ele fundiu um mutante HA de H5N1 com outros genes de uma cepa pandêmica H1N1 2009. "Em princípio, o H5N1 pode tornar-se no ar", diz Fouchier. "A questão crucial é se ele vai."
Uma das maiores questões sobre o vírus H5N1 é por isso que não se tornou transmissível após circular por tantos anos -, mas ninguém tem uma boa resposta. Muitas das mutações que Fouchier e Kawaoka identificados já são encontrados na natureza. Ao pesquisar bancos de dados de vigilância, Derek Smith, um bioinformata da Universidade de Cambridge, Reino Unido, descobriu que muitos clados selvagens já são dois a quatro mutações longe dos sets que Fouchier e Kawaoka identificados 7 .
Smith foi incapaz de determinar o risco real porque os dados de vigilância máscaras sobre a diversidade genética do vírus. H5N1 se reproduz com erros, de modo que qualquer um paciente carrega um enxame de vírus com sutis diferenças genéticas. Os bancos de dados contêm apenas o 'consenso' seqüência, essencialmente, um mash-up da variante mais comum em todas as posições no genoma. Sequência apenas mais profundo, em que cada posição é lido muitas vezes, irá revelar todas as variantes.
"Nas pessoas que ficam doentes, o vírus se replica como um louco."
Mesmo se a mesma combinação de HA mutações que Fouchier e Kawaoka identificado surge naturalmente, ninguém sabe se o vírus se espalharia resultantes entre os seres humanos tão facilmente como fazem entre furões no laboratório. Também não é claro como é H5N1 outros genes contribuir para a transmissibilidade, ou se diferentes combinações de mutações seria obter o mesmo efeito. "Esses caras têm apenas arranhamos a superfície", diz Webster.
Fouchier e Kawaoka dizer que o valor do seu trabalho está em identificar as características físicas que tornam H5N1 transmissível. Algumas mutações permitiu HA para reconhecer os receptores de mamífero, enquanto que outros estabilizado a proteína. "Se você pegar essas características, você pode então fazer qualquer vírus da gripe ir no ar?" Pede Fouchier. A virulência de uma cepa transmissível é outro desconhecido. Uma hipótese sugere que, como transmissibilidade sobe, virulência será silenciado. Um H5N1 no ar pode reconhecer receptores nas vias aéreas superiores, por exemplo, mas é menos provável a descer para os pulmões para causar extensos danos causados ​​por cepas selvagens. "Teoricamente, pode-se imaginar um cenário como esse", diz Pereis. "Mas eu não gostaria de apostar minha vida nisso."
Fouchier e vírus mutantes Kawaoka causou doença mais branda em furões que os seus homólogos selvagens, mas ambos os homens notar que tais comparações são enganador porque H5N1 selvagem tem de ser administrado aos animais directamente, a qual pode introduzir doses elevadas de profundidade dentro dos pulmões. E, observa Kawaoka, cepas transmissíveis não tem que ter uma taxa de letalidade de 60% para matar milhões de pessoas: a pandemia de H1N1 de 1918 teve uma taxa de mortalidade de 2,5%, ainda reivindicou cerca de 50 milhões de vidas.

O que mais poderia causar uma pandemia?

A estirpe Gs / Gd é o que é conhecido como um recombinante. Ele nasceu de uma versão da gripe do sexo, em que vírus que infectam os diferentes genes de swap mesmos celulares, e provavelmente inclui genes dos vírus H6N1 e H9N2 8 . Desde então, H5N1 de descendentes foram trocados genes principalmente com o outro. "H5N1 não é muito sexualmente promíscuo", diz Capua. "Ela gosta de recombinar dentro de sua própria linhagem." Mas o vírus H1N1 responsável pela pandemia de 2009 poderia abalar H5N1 da sua insularidade. Que a estirpe é em si um cocktail de genes de H1N1, H1N1 e H3N2 aviária humano, e inclui um conjunto de genes chamou o gene recombinante triplo-interno (TRIG) cassete, o que parece fazer os vírus da gripe mais propenso a rearranjo. "O vírus gosta de acasalar", diz Webster.
Equipa Kawaoka revelou que os dois vírus são compatíveis, e recombinar espontaneamente quando infectam as mesmas células 9 . Isto é feito mais provável pela sua capacidade para infectar partilhada porcos. Além disso, Stacey Schultz-Cherry, um virologista do Hospital Infantil St Jude Research, descobriu que os vírus recombinantes naturais contendo HA de genes do H5N1 e outros de H1N1 são melhores em se replicar em células pulmonares humanas do que qualquer um dos pais é, e que eles se tornem mais virulento depois de algumas rodadas de replicação 10 .
Wendy Barclay, um virologista do Imperial College London, alerta que embora essas experiências revelam que é possível rearranjo, não quantificar as chances de que isso acontecerá. "Se você forçar o evento, que vai acontecer, mas eu não vi ninguém fazer o experimento de uma forma mais natural", diz ela. Isso envolveria porcos habitação não infectados com aqueles que transportam a pandemia de H1N1, e as aves carregando o vírus H5N1. "Será que eles pegar ambos os vírus e não os vírus misturar?", Pergunta Barclay."É uma incógnita e um muito importante."
A vantagem de um rearranjo H5N1-H1N1 é que muitas pessoas já foram infectadas com o H1N1 e por isso pode ter alguma imunidade. Mas poucas pessoas têm encontrado qualquer um dos vírus da gripe que circulam em aves. "Acho que a grande preocupação é que um vírus puramente aviária de alguma forma cruza para nós", diz Farrar. Topos H5N1 da lista de preocupações devido à natureza grave das infecções conhecidas, mas outros subtipos poderia se transformar em pandemia primeiro.
"H9N2 pode ser um candidato pandemia igualmente plausível", diz Peiris. Ele geralmente passa despercebido, mas agachou-se entre as aves da Ásia, causou surtos ocasionais em seres humanos e pode recombinar com a gripe sazonal. Algumas estirpes já têm mutações que estão associados com maior transmissibilidade em mamíferos. H7N7 é igualmente difundida e sub-relatada. Em 2003, irrompeu na Holanda, infectando 89 pessoas e matando um veterinário. Os virologistas esperam que, ao compreender os segredos que permitem que o vírus H5N1 se espalhar e matar, eles estão em uma melhor posição para avaliar o risco representado por outros subtipos. "Com a gripe, nada é previsível", diz Capua
Fonte: nature.com