Estudio de patógenos emergentes para comprender mejor las interacciones entre influenza y anticuerpos podría mejorar los diagnósticos

El virus altamente patógeno H5N1 que se identificó por primera vez en 1996 puede provocar enfermedades graves y tiene una alta tasa de mortalidad entre los humanos. Si el virus H5N1 muta y se vuelve fácilmente transmisible de persona a persona y, al mismo tiempo, mantiene su capacidad de causar una enfermedad grave, podría haber graves consecuencias para la salud pública. Durante mucho tiempo, los científicos se han preguntado por qué las aves acuáticas, en particular los patos, que son portadores de los virus de la influenza, rara vez se enferman gravemente. Todavía tienen que encontrar la respuesta a cómo sus sistemas inmunológicos pueden ser un reservorio para un virus tan altamente infeccioso y patógeno, pero aún permanecen en su mayoría ilesos. Además, los científicos aún tienen que descubrir que el sistema inmunitario puede modificarse para detener la transmisión de virus a otros animales y humanos, evitando así futuras pandemias. Ahora, un equipo de investigadores intentará responder a estas preguntas como parte de un ambicioso proyecto de tres años.

El proyecto en el que participaron cuatro profesores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign (UIUC, Urbana, IL, EUA) fue uno de los 13 seleccionados por el Instituto Médico Howard Hughes (HHMI, Chevy Chase, MD, EUA) como parte de su programa de 100 millones de dólares Iniciativa para Patógenos Emergentes que aportará 9,5 millones de dólares durante tres años al proyecto. El trabajo y las plataformas desarrolladas por el grupo en los próximos años ayudarán a los científicos a comprender mejor otros virus aviares u otras relaciones huésped-virus y los pasos necesarios para evitar que se propaguen.

Los investigadores primero intentarán desarrollar formas de purificar las células productoras de anticuerpos de los patos para comprender mejor su repertorio de anticuerpos. Planean extraer células inmunitarias de la sangre de los patos, secuenciar los anticuerpos y caracterizarlos, para finalmente ensamblar un grupo de anticuerpos para futuras investigaciones. Por ejemplo, los investigadores determinarán las diferentes cepas de influenza, un anticuerpo que podría neutralizarse y qué tan efectivos podrían ser esos anticuerpos para neutralizar el virus. Con base en las observaciones de su trabajo de secuenciación, el equipo las traducirá a sistemas humanos.

El virus de la influenza ingresa a su huésped a través de vías mucosas, como la nasofaringe, los pulmones y el intestino. Los investigadores adoptarán varios enfoques de ingeniería para abordar las diferentes formas en que el virus de la influenza invade a sus huéspedes. La parte comercial de los anticuerpos es una serie de bucles que son hipervariables. El sistema inmunológico selecciona aquellos bucles que se unen fuertemente a una molécula del patógeno. Estos bucles se pueden imitar con péptidos circulares para crear moléculas similares a anticuerpos. La información derivada de los anticuerpos de patos y células humanas se puede utilizar para diseñar los péptidos cíclicos contra la gripe aviar. En última instancia, su trabajo podría tener implicaciones más allá de la influenza. Los investigadores esperan desarrollar plataformas de ingeniería y evolución de anticuerpos "modulares" que puedan reutilizarse fácilmente para atacar otros patógenos emergentes. Además, las plataformas podrían adaptarse para desarrollar productos biológicos para tratar otras enfermedades como el cáncer.

“Usaremos la información recopilada y la combinaremos con plataformas de evolución en células humanas para estudiar cómo evolucionan las secuencias de anticuerpos de pato”, dijo el profesor de química de la UIUC, el Dr. Angad Mehta. “También diseñaremos y desarrollaremos estas secuencias de anticuerpos para producir anticuerpos humanos. En general, nuestros esfuerzos podrían informar el desarrollo de productos biológicos, de diagnóstico y el diseño de vacunas”.

“Somos optimistas de que esta iniciativa ayudará a estos científicos a desarrollar nuevos enfoques no probados que pueden revelar cómo funcionan los patógenos y cómo responde el sistema inmunitario humano a la infección por patógenos”, dijo la vicepresidenta y directora científica del HHMI, Leslie Vosshall. “Con este programa, esperamos obtener parte del conocimiento y las herramientas que necesitamos para obtener una ventaja científica sobre futuras epidemias”.

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