Henipavirus: Amenazas Emergentes para la Salud
Un estudio revela los peligros y desafíos que presentan los Henipavirus.
Aaron J. May, Muralikrishna Lella, Jared Lindenberger, Alex Berkman, Moumita Dutta, Maggie Barr, Rob Parks, Amanda Newman, Xiao Huang, Ujjwal Kumar, Kijun Song, Victor Ilevbare, Salam Sammour, Chan Soo Park, Radha Devkota Adhikari, Priyanka Devkota, Katarzyna Janowska, Yanshun Liu, Garrett Scapellato, Taylor N. Spence, Katayoun Mansouri, Robert J Edwards, Barton F. Haynes, Priyamvada Acharya
― 8 minilectura
Tabla de contenidos
- Transmisión Zoonótica y Riesgos
- La Importancia de las Proteínas G y F
- Anticuerpos y Reactividad
- Identificación y Clasificación de Henipavirus
- Entendiendo la Estructura de las Proteínas G y F
- La Antigenicidad de las Proteínas G y F
- Estabilidad y Comportamiento de las Proteínas de Henipavirus
- Estructuras de Proteínas de Henipavirus por Cryo-EM
- Purificación y Caracterización de Proteínas G
- El Futuro de la Investigación sobre Henipavirus
- Conclusión
- Fuente original
Los henipavirus (HNV) son un grupo de virus de ARN de cadena simple que pueden causar enfermedades graves en humanos. Los más conocidos de este grupo son el Virus Nipah (NiV) y el virus Hendra (HeV). Estos virus son conocidos por su capacidad de propagarse rápido y causar enfermedades serias, llevando a brotes. El grupo de henipavirus está relacionado con otros virus que también pueden infectar a humanos, como los que causan sarampión y paperas. Con el potencial de rápida expansión y altas tasas de fatalidad, los investigadores están interesados en estudiar estos virus para prepararse para futuros brotes.
Transmisión Zoonótica y Riesgos
Los henipavirus pueden saltar de animales a humanos, un fenómeno conocido como transmisión zoonótica. Se encuentran en una variedad de animales, especialmente murciélagos frutales y musarañas. El potencial de estos virus para entrar en humanos desde reservorios animales presenta un riesgo notable, sobre todo porque actualmente no hay vacunas o tratamientos aprobados para infecciones por HNV en personas.
En los últimos años, los científicos han identificado más especies dentro del grupo de henipavirus. Aunque el estudio de los virus Hendra y Nipah comenzó en los años 90, el descubrimiento del virus Langya (LayV) en 2022 amplió el alcance de los HNV conocidos que afectan a humanos. LayV es único porque se descubrió que se originó en musarañas, a diferencia de otros henipavirus conocidos, que típicamente provienen de murciélagos frutales.
La Importancia de las Proteínas G y F
Para crear vacunas o tratamientos contra los henipavirus, dos proteínas—la proteína de adhesión (G) y la proteína de fusión (F)—son cruciales. Estas proteínas son las únicas partes del virus que están expuestas en su superficie, convirtiéndose en objetivos para el sistema inmunológico. La Proteína G ayuda al virus a unirse a las células huésped, mientras que la proteína F está involucrada en fusionar la membrana del virus con la de la célula huésped.
Cuando estas proteínas interactúan, experimentan cambios significativos, que son críticos para que el virus entre en la célula huésped. Sin embargo, los detalles exactos de cómo estas proteínas cambian de forma y los pasos involucrados en este proceso siguen siendo algo misteriosos para los científicos.
Anticuerpos y Reactividad
La mayoría de los estudios se han centrado en entender cómo los anticuerpos—proteínas que pueden combatir infecciones—reaccionan a estas proteínas de henipavirus. Algunos anticuerpos pueden neutralizar con éxito tanto al virus Nipah como al Hendra. Sin embargo, los investigadores han encontrado que ciertos anticuerpos no reaccionan con el virus Langya, lo que indica vacíos en nuestro conocimiento sobre la reactividad cruzada entre varias especies de henipavirus.
Para abordar estos vacíos, los científicos han recopilado una colección diversa de secuencias de proteínas G y F de diferentes henipavirus. Este esfuerzo tiene como objetivo entender mejor cómo varían las proteínas y cómo estas variaciones influyen en el diseño de vacunas y tratamientos.
Identificación y Clasificación de Henipavirus
Para organizar la amplia variedad de cepas de henipavirus, los investigadores han escaneado las secuencias disponibles y creado un sistema de nomenclatura basado en dónde se detectó el virus. Por ejemplo, las cepas de Bangladés y Malasia se etiquetan como NiV-B y NiV-M, respectivamente. Este sistema ayuda a aclarar las relaciones entre cepas y proporciona una comprensión más clara de su diversidad.
El sistema de clasificación también distingue entre los henipavirus conocidos y aquellos recientemente descubiertos, como varios virus asociados a musarañas. Al categorizar estas cepas, los investigadores pueden evaluar su potencial riesgo para la salud humana de manera más efectiva.
Entendiendo la Estructura de las Proteínas G y F
Para desarrollar vacunas y terapias efectivas, los científicos se enfocaron en la estructura de las proteínas G y F. Expresaron los ectodominios de estas proteínas—regiones fuera de la célula que son importantes para la función—usando células en el laboratorio.
Los científicos midieron la cantidad de proteínas que podían producir y cómo se comportaban diferentes cepas durante la purificación. Resultó que incluso pequeños cambios en las secuencias de proteínas podían llevar a grandes diferencias en los rendimientos, mostrando la complejidad de estas proteínas.
La Antigenicidad de las Proteínas G y F
Luego, los investigadores dirigieron su atención a la antigenicidad de las proteínas G y F. Evaluaron qué tan bien los anticuerpos podían reconocer y unirse a estas proteínas. Esto es esencial para el desarrollo de vacunas, ya que el objetivo es inducir al sistema inmunológico a reconocer estas proteínas y responder efectivamente al virus.
A través de sus estudios, los científicos descubrieron que algunos anticuerpos previamente reconocidos también podían unirse a proteínas de diferentes especies de henipavirus, indicando una posible reactividad cruzada entre estas proteínas. Esta información es valiosa para el diseño de vacunas, ya que resalta áreas donde una sola vacuna podría apuntar a múltiples cepas.
Estabilidad y Comportamiento de las Proteínas de Henipavirus
Para entender cuán estables son estas proteínas, los científicos utilizaron un método llamado Fluorimetría de Escaneo Diferencial (DSF). Esta técnica ayuda a revelar cómo las proteínas cambian con la temperatura y cuán bien pueden mantener su estructura bajo diversas condiciones.
Los resultados indicaron diferentes patrones de estabilidad entre las diversas proteínas. Algunas proteínas mostraron una fuerte estabilidad, mientras que otras exhibieron debilidades inesperadas. Tales hallazgos podrían afectar cómo se utilizan estas proteínas en el desarrollo futuro de vacunas.
Estructuras de Proteínas de Henipavirus por Cryo-EM
Uno de los desarrollos más emocionantes en el estudio de los henipavirus fue el uso de microscopía electrónica criogénica (cryo-EM) para visualizar las estructuras de estas proteínas. Este método permite a los investigadores ver las proteínas en su estado natural, facilitando la comprensión de cómo funcionan y cómo interactúan con otras moléculas.
A través de cryo-EM, los científicos capturaron imágenes de la proteína F del virus Angavokely. Encontraron que forma estructuras únicas, incluyendo redes hexaméricas de trímeros de proteínas. Este hallazgo sugiere que las interacciones entre proteínas pueden desempeñar un papel significativo en el comportamiento del virus durante las infecciones.
Purificación y Caracterización de Proteínas G
Así como lo hicieron con las proteínas F, los investigadores también purificaron y caracterizaron las proteínas G de varios henipavirus. Las proteínas G tienen una estructura diferente a las proteínas F y mostraron una inmensa variabilidad. Comprender estas diferencias es crucial ya que pueden afectar cómo el virus interactúa con las células huésped.
Los científicos observaron que las diferencias en las proteínas G podrían llevar a variaciones en qué tan bien estas proteínas pueden unirse a posibles receptores. Esto sugiere que diferentes cepas pueden tener perfiles de unión únicos y podrían responder de manera diferente a los tratamientos.
El Futuro de la Investigación sobre Henipavirus
El cuerpo de investigación sobre los henipavirus está en rápida expansión, y la identificación de nuevas cepas resalta la necesidad de vigilancia continua. A medida que los científicos aprenden más sobre estos virus, también deben considerar cuán rápido pueden evolucionar. Las experiencias pasadas con otros virus muestran que las mutaciones pueden permitirles evadir la inmunidad de infecciones o vacunaciones anteriores.
Entender la diversidad de los henipavirus y sus proteínas sienta las bases para la preparación ante pandemias. Al desarrollar vacunas que puedan atacar un amplio rango de cepas, los funcionarios de salud pública pueden proteger mejor a las comunidades de posibles brotes en el futuro.
Conclusión
Los henipavirus presentan un desafío único debido a su rápida transmisión y su potencial para riesgos graves para la salud. Sin embargo, la investigación continua proporciona información esencial sobre la estructura y el comportamiento de estos virus. Con este conocimiento, los científicos pueden trabajar para desarrollar vacunas y tratamientos efectivos para salvaguardar la salud pública.
Recuerda, la próxima vez que oigas sobre un nuevo virus, ¡podría ser otro henipavirus intentando unirse a la fiesta! Así que, mantente informado y ¡cuídate!
Fuente original
Título: Structural and antigenic characterization of novel and diverse Henipavirus glycoproteins
Resumen: Henipaviruses (HNVs), a genus within the Paramyxoviridae family, includes the highly virulent Nipah and Hendra viruses that cause yearly reoccurring outbreaks of deadly disease. Recent discoveries of several new Henipavirus species, including the zoonotic Langya virus, have revealed much higher antigenic diversity than currently characterized. Here, to explore the limits of structural and antigenic variation in HNVs, we construct an expanded, antigenically diverse panel of HNV fusion (F) and attachment (G) glycoproteins from 56 unique HNV strains that better reflects global HNV diversity. We expressed and purified the F ectodomains and the G head domains, characterized their biochemical, biophysical and structural properties. We performed immunization experiments in mice leading to the elicitation of antibodies reactive to multiple HNV F proteins. Cryo-EM structures of diverse F proteins elucidate molecular determinants of differential pre-fusion state metastability and higher order contacts. A crystal structure of the Gamak virus G head domain revealed an additional domain added to the conserved 6-bladed, {beta}-propeller fold. Taken together, these studies expand the known structural and antigenic limits of the Henipavirus genus, reveal new cross-reactive epitopes within the HNV genus and provide foundational data needed for the development of broadly reactive countermeasures.
Autores: Aaron J. May, Muralikrishna Lella, Jared Lindenberger, Alex Berkman, Moumita Dutta, Maggie Barr, Rob Parks, Amanda Newman, Xiao Huang, Ujjwal Kumar, Kijun Song, Victor Ilevbare, Salam Sammour, Chan Soo Park, Radha Devkota Adhikari, Priyanka Devkota, Katarzyna Janowska, Yanshun Liu, Garrett Scapellato, Taylor N. Spence, Katayoun Mansouri, Robert J Edwards, Barton F. Haynes, Priyamvada Acharya
Última actualización: 2024-12-11 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.11.627382
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.11.627382.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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