Rastreando la Evolución de los Virus de la Influenza en Brasil
Un estudio revela cambios significativos en las cepas de influenza en Brasil de 2021 a 2023.
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- Evolución de los Virus de la Influenza
- Propósito de Este Estudio
- Recolección de Muestras y Fuentes de Datos
- Análisis de Secuencias y Secuenciación del Genoma
- Ampliando el Conjunto de Datos
- Análisis de Relaciones Filogenéticas
- Variación Genética en Cepas de Influenza Brasileñas
- Predicción de la Estructura de Proteínas
- Tendencias Epidemiológicas de la Influenza en Brasil
- Hallazgos Clave y Cambios en las Cepas Virales
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Cada año, los virus de la Influenza A y B se propagan ampliamente por todo el mundo, causando problemas de salud significativos. Provocan enfermedades respiratorias con niveles de gravedad variados y pueden causar complicaciones serias, especialmente en grupos vulnerables como los niños y los ancianos. De hecho, miles de personas mueren de influenza cada año a nivel global, con estimaciones de más de 200,000 muertes anuales.
En Brasil, al igual que en muchos otros países, los subtipos de influenza A-específicamente H1N1 y H3N2-son los principales virus que causan la influenza estacional. Sin embargo, desde 2001, también ha habido una presencia notable de linajes de Influenza B conocidos como Victoria y Yamagata, siendo el linaje Victoria el más común en los últimos años.
Evolución de los Virus de la Influenza
La investigación ha demostrado que los virus de la influenza A y B evolucionan a diferentes ritmos, influenciados por sus cepas específicas. El subtipo H3N2 tiende a evolucionar rápidamente, con cambios que ocurren cada 2 a 5 años. En contraste, los virus H1N1 y de Influenza B evolucionan más lentamente, apareciendo nuevas variantes aproximadamente cada 3 a 8 años, aunque múltiples linajes pueden circular al mismo tiempo.
Estos cambios evolutivos resaltan la importancia de monitorear la composición genética de los virus de la influenza. Este monitoreo ayuda a entender cómo se propagan los virus, sus tasas de incidencia y sus relaciones genéticas, todo lo cual puede influir en la gravedad de la enfermedad. El Gen HA, que codifica una proteína crucial para la capacidad del virus de infectar células y es el principal objetivo de las vacunas, es particularmente importante en este sentido.
A pesar de tener un protocolo establecido en Brasil para recolectar muestras de influenza y elegir cepas de vacunas, todavía hay lagunas en la comprensión de la composición genética y ramas de estos virus en el país.
Propósito de Este Estudio
El objetivo de este estudio fue llenar los vacíos de conocimiento sobre los virus de Influenza A y B en Brasil. Para hacerlo, los investigadores recolectaron muestras de cinco regiones diferentes de Brasil entre 2021 y 2023 y analizaron el gen HA a través de un proceso llamado análisis filogenético.
Recolección de Muestras y Fuentes de Datos
Los datos para este estudio provienen del proyecto CeVIVAS. Esta iniciativa involucra a varias instituciones en Brasil que trabajan juntas para mejorar cómo se rastrean y evalúan los virus. Buscaban asegurar muestras diversas y representativas de influenza incluyendo varios laboratorios de salud pública en las cinco principales regiones brasileñas.
Solo se seleccionaron muestras que dieran positivo para los virus de la influenza bajo condiciones específicas para la secuenciación. Esta cuidadosa selección buscaba proporcionar una comprensión más clara sobre la prevalencia y diversidad genética de los virus de influenza en circulación en Brasil.
En total, el estudio resultó en 1,277 nuevas secuencias del gen HA de muestras de influenza brasileñas. Estas incluían muestras de H1N1, H3N2 y linaje B/Victoria. Las secuencias fueron caracterizadas adecuadamente para asegurar su calidad, con la mayoría mostrando buena cobertura y completitud.
Análisis de Secuencias y Secuenciación del Genoma
Los investigadores siguieron una serie de pasos para extraer y secuenciar los virus de las muestras recolectadas. El enfoque para obtener secuencias genómicas de influenza A y B involucró el uso de cebadores específicos y la aplicación de un método de secuenciación de próxima generación.
Una vez obtenidos los datos de secuencia en bruto, pasaron por un pipeline de ensamblaje, que incluía filtrar secuencias de baja calidad y asignar las lecturas filtradas a secuencias de referencia. Este proceso ayudó a identificar y ensamblar los segmentos del genoma, centrándose en el gen HA.
Ampliando el Conjunto de Datos
Para ampliar su conjunto de datos, los investigadores recopilaron secuencias adicionales del gen HA de la Iniciativa Global para Compartir Todas las Bases de Datos de Influenza. Esto incluyó secuencias de Brasil y de todo el mundo entre 2021 y 2023, centrándose en el linaje B/Victoria y los subtipos A/H3N2 y A/H1N1.
El conjunto de datos final incluyó miles de secuencias, para un análisis completo, lo que ayudó a abordar posibles sesgos al incluir secuencias de varias regiones globales, mejorando así la comprensión de la distribución del virus.
Análisis de Relaciones Filogenéticas
Los investigadores construyeron árboles filogenéticos para comprender las relaciones entre diferentes cepas de influenza. Usaron un método bien conocido para asignar clados y subclados a las secuencias virales, mejorando los conocimientos sobre cómo están relacionados estos virus a nivel genético.
Variación Genética en Cepas de Influenza Brasileñas
El estudio también se centró en identificar cambios de aminoácidos en los segmentos HA de las secuencias de influenza brasileñas. Al comparar estas secuencias con las cepas de vacunas recomendadas, los investigadores buscaron entender cualquier variación significativa que pudiera afectar la eficacia de las vacunas.
Predicción de la Estructura de Proteínas
Para explorar más las implicaciones de sustituciones específicas de aminoácidos en la proteína HA, los investigadores predijeron las estructuras tridimensionales de las proteínas de diferentes cepas. Usaron estructuras de proteínas existentes como plantillas y analizaron cómo diversas sustituciones podrían afectar la capacidad del virus de unirse a células huésped y evadir el sistema inmunológico.
Tendencias Epidemiológicas de la Influenza en Brasil
El estudio reveló patrones significativos en la circulación de virus de la influenza en Brasil. Hubo un aumento notable en los casos positivos de influenza de 2021 a 2023, reflejando un resurgimiento de la actividad viral tras la pandemia de COVID-19. El aumento sugirió que los virus de influenza estaban circulando a niveles más altos que durante el pico de la pandemia, donde estaban mayormente suprimidos.
Los investigadores analizaron los patrones más a fondo mirando los diferentes subtipos de influenza y cómo circularon a lo largo de los años. Notaron tasas de infección y apariciones del virus distintas entre las regiones brasileñas, lo cual fue influenciado por el diverso clima y la demografía del país.
Hallazgos Clave y Cambios en las Cepas Virales
El estudio encontró que tres virus de influenza circularon en Brasil entre 2021 y 2023: A/H1N1, A/H3N2, y B/Victoria. Notablemente, hubo una predominancia de H3N2 en 2021/2022, mientras que hubo co-circulación de los tres virus hacia finales de 2022. Para 2023, la circulación de B/Victoria y A/H1N1 aumentó significativamente.
Los investigadores identificaron varios subclados y mutaciones dentro de los virus H1N1 y H3N2, mostrando cómo estas cepas cambiaron con el tiempo. La presencia de sustituciones específicas de aminoácidos en la proteína HA indicó posibles cambios antigénicos, que podrían afectar cómo interactúa el virus con las vacunas.
El estudio también destacó la baja circulación general de algunas cepas, como el linaje Yamagata de Influenza B, sugiriendo que el linaje Victoria se había vuelto más dominante.
Conclusión
Esta investigación es vital para las estrategias de salud pública dirigidas a manejar la influenza. Al monitorear la diversidad genética y los patrones de los virus de la influenza, las autoridades pueden planear mejor la formulación de vacunas y mejorar las respuestas de salud pública en Brasil y más allá.
En resumen, los investigadores hicieron avances significativos en la comprensión de la evolución de los virus de influenza en Brasil. Llenaron vacíos cruciales en el conocimiento sobre la composición genética de las cepas en circulación, lo que puede ayudar a mitigar los efectos de los brotes de influenza en el futuro y guiar el desarrollo de vacunas.
Título: Comprehensive Molecular Epidemiology of Influenza Viruses in Brazil: Insights from a Nationwide Analysis
Resumen: Influenza A and B viruses pose significant global health threats, with substantial impacts on morbidity and mortality. Understanding their molecular epidemiology in Brazil, a key hub for the circulation and dissemination of these viruses in South America, remains limited. This study, part of the Center for Viral Surveillance and Serological Assessment (CeVIVAS) project, addresses this by analyzing data and samples from all Brazilian macroregions, along with publicly available sequences from 2021-2023. Phylogenetic analysis of the Hemagglutinin (HA) segment of Influenza A/H1N1pdm09, A/H3N2, and Influenza B/Victoria-lineage revealed the predominance of A/H3N2 2a.3 strain in 2021 and early 2022. This was succeeded by A/H3N2 2b until October 2022, after which A/H1N1pdm09 5a.2a and 5a.2a.1 lineages became prevalent, maintaining this status throughout 2023. B/Victoria circulated at low levels between December 2021 and September 2022, becoming co-prevalent with A/H1N1pdm09 5a.2a and 5a.2a.1 lineages. Comparing the vaccine strain A/Darwin/9/2021 with circulating A/H3N2 viruses from 2021-2023 revealed shared mutations to aspartic acid at residues 186 and 225, altering the RBD domains charge. For A/H1N1pdm09, the 2022 consensus of 5a.2a.1 and the vaccine strain A/Victoria/2570/2019 had 14 amino acid substitutions. Key residues such as H180, D187, K219, R223, E224, and T133 are involved in hydrogen interactions with sialic acids, while N130, K142, and D222 may influence distance interactions based on docking analyses. Distinct Influenza A lineage frequency patterns across Brazils macroregions underscore regional variations in virus circulation. This study characterizes the dynamics of Influenza A and B viruses in Brazil, offering valuable insights into their circulation patterns. These findings have significant public health implications, informing strategies to mitigate transmission risks, optimize vaccination efforts, and enhance outbreak control measures. Author summaryThis study investigates the molecular epidemiology of Influenza A and B viruses in Brazil from 2021 to 2023. Utilizing data from the Center for Viral Surveillance and Serological Assessment (CeVIVAS) and public databases, we performed a comprehensive phylogenetic analysis of the Hemagglutinin segments of Influenza A/H1N1pdm09, A/H3N2, and B/Victoria-lineage viruses across all Brazilian macroregions. Key findings reveal that the A/H3N2 2a.3 strain was predominant in 2021 and early 2022, followed by A/H3N2 2b, and later by A/H1N1pdm09 5a.2a and 5a.2a.1 lineages in late 2022 and throughout 2023. The B/Victoria strain circulated at low levels initially and later co-prevailed with A/H1N1pdm09 lineages. Comparing the vaccine strain A/Darwin/9/2021 with circulating A/H3N2 viruses from 2021-2023 and A/Victoria/2570/2019 with 5a.2a.1 of A/H1N1pdm09 circulating in 2022 revealed significant mutations which could affect the interaction of the viruses with sialic acids and potentially impact vaccine efficacy. Notably, we identified a substitution pattern among the predominant Influenza subtypes and observed distinct regional variations in Influenza A lineage frequencies across Brazil. These findings are critical for optimizing vaccination strategies and provide valuable data to inform public health policy and improve health outcomes.
Autores: M Carolina Elias, I. C. Brcko, V. C. de Souza, G. Ribeiro, A. R. J. Lima, A. J. Martins, C. R. d. S. Barros, E. Carvalho, J. S. Pereira, L. P. O. de Lima, V. L. Viala, S. Kashima, D. G. L. de La-Roque, E. V. Santos, E. S. Rodrigues, J. A. Nunes, L. S. Torres, L. A. V. Caldeira, M. Palmieri, C. G. Medina, R. Augusto de Arruda, R. B. Lopes, G. Reple Sobrinho, D. M. d. M. Jorge, E. Arruda, E. C. B. d. S. Mendes, H. d. O. Santos, A. L. e. S. de Mello, F. M. Pereira, M. K. A. Gomez, V. B. Nardy, B. V. M. Henrique, L. L. Vieira, M. M. Roll, E. C. de Oliveira, J. D. P. C. Almeida, da
Última actualización: 2024-07-06 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602044
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602044.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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