La Amenaza Silenciosa de la Influenza A
El virus de la influenza A sigue siendo un riesgo constante para la salud humana y necesita investigación urgente.
Jordan T. Becker, Clayton K. Mickelson, Lauren M. Pross, Autumn E. Sanders, Esther R. Vogt, Frances K. Shepherd, Chloe Wick, Alison J. Barkhymer, Stephanie L. Aron, Elizabeth J. Fay, Reuben S. Harris, Ryan A. Langlois
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
- Influencia de las Aves en la Salud Humana
- El Ciclo de las Pandemias
- Piezas que Faltan en la Investigación
- El Papel de las Proteínas en el Virus
- ZAP y KHNYN: Jugadores Clave en la Lucha Contra los Virus
- El Experimento
- Más Allá de los Pollos: Otros Animales y Virus
- La Imagen Más Grande
- Conclusión
- El Futuro de la Investigación Viral
- Pensamientos Finales
- Fuente original
El Virus de la Influenza A (IAV) es un virus común que afecta a muchas especies, incluyendo aves salvajes, animales de granja y humanos. Es conocido por sus brotes estacionales en humanos, donde puede causar enfermedades significativas. Aunque el IAV generalmente se queda dentro de especies específicas, hay momentos en que salta de aves a humanos. Cuando eso pasa, puede llevar a problemas de salud graves y, en algunos casos, Pandemias mortales.
Influencia de las Aves en la Salud Humana
Las aves son hospederos naturales del IAV, y el virus a menudo circula entre estos animales sin causarles mucho daño. Sin embargo, de vez en cuando, el virus puede propagarse a animales domésticos y humanos. Aunque estas infecciones normalmente no se transmiten fácilmente de persona a persona, aún pueden ser peligrosas. Registros históricos muestran que han ocurrido pandemias importantes cuando el IAV aviar llegó a la población humana, causando enfermedades generalizadas y, desafortunadamente, una alta tasa de muertes.
El Ciclo de las Pandemias
Se han documentado brotes importantes de IAV en humanos en años como 1918, 1957, 1968 y 2009. Cada una de estas pandemias vio un aumento significativo en las tasas de infecciones y mortalidad. Los investigadores han aprendido mucho sobre cómo el IAV aviar necesita adaptarse para infectar células humanas de manera efectiva, incluyendo cambios en cómo el virus se une a las células, cómo libera su material genético y cómo utiliza ciertas proteínas para replicarse.
Piezas que Faltan en la Investigación
A pesar del conocimiento adquirido sobre el IAV, los investigadores todavía no están seguros acerca del papel de ciertas proteínas llamadas factores de restricción. Estas son las mecanismos de defensa naturales del cuerpo contra el virus. Aunque se ha puesto mucho enfoque en cómo operan las proteínas a una escala muy pequeña, como los cambios en sus bloques de construcción, se ha prestado menos atención a cómo el material genético del virus se adapta durante infecciones entre diferentes especies.
El Papel de las Proteínas en el Virus
La estructura y secuencia del material genético del virus juegan un papel crucial en su capacidad para causar enfermedad. Varios factores influyen en cómo actúa el virus e interactúa con su hospedador. Por ejemplo, los humanos tienen menos de una característica genética específica llamada dinucleótidos CpG en su ADN. Esto es en parte porque las células humanas han desarrollado formas de regular ciertos genes, lo que las hace menos propensas a permitir que los virus prosperen.
Sorprendentemente, el IAV aviar tiene una mayor cantidad de estos dinucleótidos CpG en comparación con las cepas que infectan a humanos. Esto plantea una gran pregunta: ¿puede el sistema inmunológico humano detectar y combatir virus que son ricos en CpG?
ZAP y KHNYN: Jugadores Clave en la Lucha Contra los Virus
Dos proteínas importantes en la respuesta inmunitaria humana son ZAP y KHNYN. Se sabe que ZAP atrapa y suprime el ARN viral que tiene un alto contenido de CpG. Se cree que KHNYN ayuda a ZAP en sus esfuerzos. Ambas proteínas son importantes para restringir la replicación de virus que intentan infectarnos. Curiosamente, especies aviares como pollos y patos no tienen versiones efectivas de estas proteínas, lo que podría hacerlas más vulnerables a ciertos virus.
El Experimento
Para descubrir cómo funcionan estas proteínas, los científicos realizaron pruebas utilizando células de pollo. Descubrieron que los pollos tienen una forma de ZAP que parece no hacer mucho bien cuando se trata de restringir el IAV. En contraste, cuando se introdujeron las versiones humanas de ZAP y KHNYN en células de pollo, pudieron restringir la replicación de cepas virales que son ricas en CpG.
Cuando los científicos eliminaron tanto ZAP como KHNYN de células humanas, el resultado fue un aumento en la replicación del virus. Este hallazgo reafirmó la idea de que ambas proteínas son vitales en la defensa contra ciertos tipos de IAV.
Más Allá de los Pollos: Otros Animales y Virus
Los científicos no se detuvieron en los pollos. Miraron varias especies de mamíferos e incluso descubrieron una versión única de KHNYN en el ornitorrinco. Esta proteína particular podría combatir varios virus diferentes, mostrando que puede tener raíces evolutivas profundas que son difíciles de rastrear. Este hallazgo subraya cómo diferentes especies tienen métodos únicos de defensa contra virus.
La Imagen Más Grande
La interacción continua entre aves y humanos permite que los virus se adapten y cambien con el tiempo. Es concebible que los cambios en las proteínas y estructuras virales puedan dar lugar a nuevas cepas de IAV que puedan evadir las defensas del cuerpo. Comprender estas interacciones podría ayudar a prever posibles brotes y mejorar las respuestas de salud pública.
Conclusión
El virus de la influenza A representa un desafío significativo para la salud humana. La interacción entre los hospederos aviares y las poblaciones humanas sigue siendo un terreno fértil para la evolución y adaptación viral. Aunque se han logrado grandes avances en la comprensión de cómo el IAV afecta a los humanos y cómo proteínas como ZAP y KHNYN contribuyen a combatirlo, todavía hay mucho que no sabemos. La investigación futura seguirá explorando estos misterios, potencialmente llevando a mejores estrategias para prevenir y tratar infecciones por influenza.
El Futuro de la Investigación Viral
Aunque los científicos han aprendido mucho, el trabajo está lejos de terminar. La investigación futura debería involucrar diferentes cepas de influenza de varias especies. También es esencial explorar células primarias de fuentes aviares y humanas para obtener una visión más profunda. Comprender cómo estos virus interactúan con diferentes membranas y responden a varios factores ambientales podría llevar a nuevas vacunas y métodos de tratamiento.
Pensamientos Finales
El mundo de los virus es complejo y está en constante evolución. Al igual que un baile, las interacciones entre los hospederos y los patógenos son intrincadas y requieren una observación cuidadosa. Con un esfuerzo continuo en la investigación, podemos esperar estar un paso adelante, reduciendo los riesgos que presentan virus como la influenza A. Y quién sabe, tal vez algún día descubramos cómo tener un debate amistoso con un virus o, al menos, mantenerlo alejado de la fiesta.
Fuente original
Título: Mammalian ZAP and KHNYN independently restrict CpG-enriched avian viruses
Resumen: Zoonotic viruses are an omnipresent threat to global health. Influenza A virus (IAV) transmits between birds, livestock, and humans. Proviral host factors involved in the cross-species interface are well known. Less is known about antiviral mechanisms that suppress IAV zoonoses. We observed CpG dinucleotide depletion in human IAV relative to avian IAV. Notably, human ZAP selectively depletes CpG-enriched viral RNAs with its cofactor KHNYN. ZAP is conserved in tetrapods but we uncovered that avian species lack KHNYN. We found that chicken ZAP does not affect IAV (PR8) or CpG enriched IAV. Human ZAP or KHNYN independently restricted CpG enriched IAV by overexpression in chicken cells or knockout in human cells. Additionally, mammalian ZAP-L and KHNYN also independently restricted an avian retrovirus (ROSV). Curiously, platypus KHNYN, the most divergent from eutherian mammals, was also capable of direct restriction of multiple diverse viruses. We suggest that mammalian KHNYN may be a bona fide restriction factor with cell-autonomous activity. Furthermore, we speculate that through repeated contact between avian viruses and mammalian hosts, protein changes may accompany CpG-biased mutations or reassortment to evade mammalian ZAP and KHNYN. SIGNIFICANCEViruses adapt to hosts to replicate successfully. We show that two mammalian proteins, ZAP and KHNYN, restrict CpG-enriched avian viruses. Mammalian KHNYN may be a bona fide restriction factor with cell-autonomous activity. We also identified a platypus KHNYN with potent and broad antiviral activity highlighting a significant need to investigate antiviral mechanisms in novel and understudied species. Ongoing efforts to understand viruses with zoonotic potential will benefit from further identification of species-/class-specific restriction factors and their antiviral preferences. Furthermore, we speculate that evolving viral nucleotide composition indicates zoonotic potential and adaptation to mammals requires dinucleotide and amino acid changes. HIGHLIGHTSCpG content is depleted in human and swine IAV relative to avian IAV Human ZAP-S and KHNYN but not chicken ZAP independently restrict CpG-rich IAV. Mammalian ZAP-L and KHNYN but not chicken ZAP independently restrict ROSV. Platypus KHNYN potently restricts retroviruses, including IAV, HIV-1, MLV, and ROSV.
Autores: Jordan T. Becker, Clayton K. Mickelson, Lauren M. Pross, Autumn E. Sanders, Esther R. Vogt, Frances K. Shepherd, Chloe Wick, Alison J. Barkhymer, Stephanie L. Aron, Elizabeth J. Fay, Reuben S. Harris, Ryan A. Langlois
Última actualización: 2024-12-23 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.629495
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.629495.full.pdf
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