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Os pesquisadores encontram uma outra parte de enigma em relação aos vírus da gripe das aves

Normalmente, os vírus da gripe das aves não espalham facilmente de pessoal. Mas se isto acontece, poderia provocar uma pandemia. Os pesquisadores do CDM e do RKI têm explicado agora nas comunicações da natureza do jornal o que faz o pulo dos animais aos seres humanos menos provavelmente.

Sempre que os povos se tornam de repente contaminados com um vírus da gripe das aves tal como H5N1, H7N9, e H5N6, a Organização Mundial de Saúde (WHO) tem que avaliar o risco: São estes os primeiros sinais de uma pandemia? Ou é apenas algum dúzia ou cem casos que elevararam somente através do contacto próximo com aves domésticas contaminadas? Os pesquisadores conduzidos pelo professor Matthias Selbach do centro máximo de Delbrueck para a medicina molecular (CDM) têm encontrado agora uma outra parte do enigma que pode ser importante nesta avaliação inicial. Em um papel publicado em comunicações da natureza, os pesquisadores explicam que os vírus da gripe das aves A (IAVs) são incapazes de transformar pilhas humanas contaminadas em fábricas eficazes do vírus, porque não produzem bastante da proteína M1 da matriz depois da infecção. O vírus exige esta proteína, contudo, para exportar suas muitas cópias de seu material genético do núcleo de pilha - uma condição prévia para construir vírus novos.

Não toda a gripe é a mesma - o nome refere uma grande família dos vírus. Cada membro desta família é nomeado depois que dois crescimentos espinhosos na superfície do vírus: hemagglutinin (h), que permite o vírus de contaminar as pilhas humanas e animais onde pode multiplicar, e neuraminidase (N), que ajuda a prole do vírus a se extrair da pilha contaminada. Nas aves aquáticas, há 16 subtipos conhecidos do hemagglutinin e nove subtipos conhecidos do neuraminidase. Isso conduz pelo menos a 144 combinações possíveis que são constantemente em mudança e de adaptações aos anfitriões novos - como galinhas, por exemplo, mas igualmente mamíferos que incluem cavalos, porcos, e seres humanos.

Tais variações novas do vírus são frequentemente mais perigosas do que a gripe sazonal, porque o sistema imunitário humano as tem encontrado nunca antes. Alguns povos encontram-se indefesos, quando o sistema imunitário de outro reagir tão violentamente que própria resistência da pessoa danifica o corpo. Na pior das hipóteses a encenação, uma pandemia podia custar milhões de vidas. A gripe espanhola de 1918, por exemplo, reivindicou mais de 50 milhão vítimas. Os pesquisadores em todo o mundo estão tentando conseqüentemente compreender as regras que determinam quando há a possibilidade de uma pandemia, e quando não há.

Por que são as pilhas humanas fábricas ruins do vírus para a gripe das aves?

“Hemagglutinin nos seres humanos e nos pássaros tem uma estrutura química ligeira diferente, por exemplo, que faça mais difícil para que um vírus de gripe das aves infiltre uma pilha humana do que a pilha de um pássaro,” explica Selbach. Boris Bogdanow, um aluno de doutoramento no grupo de investigação e no autor principal de Selbach do estudo actual, focalizou sua pesquisa especificamente sobre o que outras barreiras de espécie naturais existem em vírus da gripe.

O grupo de Matthias Selbach analisa proteínas usando a espectrometria em massa quantitativa. Em colaboração com o instituto de Robert Koch (RKI), Boris Bogdanow e seus colegas contaminaram pilhas epiteliais pulmonaas humanas separada com um vírus da gripe das aves e um vírus humano da gripe. Mediram então a quantidade de todas as proteínas recentemente produzidas no espectrómetro em massa. O Dr. Katrin Eichelbaum do pesquisador pos-doctoral tinha desenvolvido igualmente um método que permitisse a diferenciação precisa de proteínas novas e velhas. “Na primeira análise, nós não encontramos nenhuma diferenças principal entre as duas tensões,” relata Boris Bogdanow. “À primeira vista, o vírus da gripe aviária e o vírus humano indicaram pouca diferença no que diz respeito à produção da proteína, que era bastante surpreendente.”

Mas o diabo está no detalhe, assim que nas análises mais detalhadas executadas Bogdanow para olhar um olhar mais atento a distribuição da proteína. Em fazê-lo, veio através da proteína M1 da matriz, quantidades muito maiores de que foram produzidos nas pilhas do pulmão contaminadas com o vírus humano. A proteína M1 é responsável, entre outras coisas, para exportar o RNA viral replicated do núcleo das pilhas contaminadas e então montá-lo com outras proteínas virais recentemente produzidas para formar a prole do vírus da gripe. Poderia ser, conseqüentemente, que o RNA viral de vírus da gripe das aves nas sobras das pilhas humanas prendidas no núcleo de pilha porque demasiado pouca proteína M1 esta presente?

Uma outra parte do enigma

As investigações microscópicas da fluorescência confirmaram estas suspeitas. O material genético do vírus da gripe das aves era distante menos capaz do estoiro do núcleo de pilha do que o RNA do vírus humano da gripe. Mas por que? Com a ajuda da plataforma do CDM e do professor arranjando em seqüência Irmtraud Meyer, descobriram um segmento pequeno no RNA viral do vírus da gripe aviária que afecta a emenda alternativa. “Nós chamamos este um elemento cis-regulador,” diz Bogdanow. Da “a emenda alternativa regula que proteínas são feitas finalmente de um único gene, porque código de muitos genes para mais de uma proteína. Quando as pilhas humanas são atacadas pela gripe das aves, este elemento assegura-se de que mais M2 um pouco do que a proteína M1 esteja produzido.”

A fim avaliar a importância deste resultado, o professor Thorsten Wolff e sua equipa de investigação do instituto de Robert Koch transferiram o elemento cis-regulador do vírus do pássaro ao vírus humano. Isto conduziu certamente ao vírus humano da gripe que replicating menos eficazmente em pilhas humanas do pulmão. A equipe de Selbach conduziu mesmo uma experiência similar com os vírus espanhóis da gripe, cujo o material genético foi isolado nos anos noventa das sepulturas no solo do permafrost de Alaska. Contudo, usaram somente uma parte pequena do RNA viral e não do vírus inteiro para a experiência. Não obstante, podiam igualmente confirmar sua teoria no elemento cis-regulador para este vírus.

“Como patogénico um vírus da gripe aviária é e mesmo se tem pandémico potencial depende, naturalmente, em muitos factores,” diz Selbach. “Um estudo em culturas celulares não pode cobrir todos estes factores. Não obstante, pôde ser útil no futuro incluir uma análise deste segmento do RNA na avaliação de risco de vírus de gripe das aves.”

Source:
Journal reference:

Bogdanow, B. et al. (2019) The dynamic proteome of influenza A virus infection identifies M segment splicing as a host range determinant. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-13520-8