El virus Zika sigue siendo un misterio. Aislado de los monos macacos en el bosque Ziika en Uganda en 1947, se demostró que el virus infectaba a los humanos poco después, pero se identificó como una enfermedad benigna, con síntomas leves. Por esta razón,no se estudió mucho hasta casi 70 años después, cuando parecía estar asociado con un grupo inusual de casos de defectos de nacimiento microcefálicos y parálisis del síndrome de Guillain-Barré GBS en Brasil en 2015 y 2016.
Si el virus de al menos 70 años es responsable de las enfermedades neurológicas informadas recientemente, ¿por qué no se notaron los primeros efectos graves hasta hace poco? Y, ¿por qué fueron estos primeros efectos en Brasil, muy distante de su continente?¿origen aparente, África? La misteriosa historia del virus es importante porque sus detalles pueden decirnos la historia de fondo de cómo llegó a ser lo que es y dónde está, y por qué está haciendo tanto daño.
Pero, ¿cómo conoce la historia de un virus invisible que no deja registro físico? Es especialmente difícil conocer la historia del Zika porque la enfermedad aparentemente benigna ha estado fuera del radar durante la mayor parte de su tiempo conocido enanfitriones humanos.
Aquí es donde la genética puede ayudar, ya que los virus de ARN de cadena sencilla como el Zika tienden a cambiar rápidamente con el tiempo y, con la bioinformática, los investigadores pueden deducir cuáles son las relaciones ancestrales entre diferentes virus recolectados en diferentes lugares en diferentes momentos de diferentes huéspedes.Si bien la primera aparición observada del virus fue en África, se detectó solo unos años más tarde en Asia, y se conocen linajes separados de la enfermedad en ambas áreas, una pista de que la historia oculta en los genes puede ser complicada.
"Pero los datos de secuencia sobre el Zika son limitados", señala el profesor Daniel Janies de Bioinformática y Genómica de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte. "La gente ha asumido que salió de África porque allí se descubrió. Sin embargo, noha sido fácil reconstruir la historia del Zika con los datos que tenemos ", dijo.
Janies encabeza un equipo de investigadores que recientemente completaron un análisis filogenético y geográfico de la colección disponible de secuencias genéticas del Zika. El análisis proporciona el estudio más completo de la historia del virus hasta la fecha y revela cambios genéticos específicos que ocurrieron cuando el virus cruzóEl Océano Pacífico en su camino hacia las Américas. Un análisis de los genes involucrados también sugiere nuevas hipótesis para explicar la asociación del virus con la microcefalia y el SGB.
Un informe de Janies, Adriano de Bernardi Schneider, Jun-tao Guo, Gregorio Linchangco, Zachary Witter, Dylan Vinesett y Lambodhar Damodaran del departamento de Bioinformática y Genómica de UNC Charlotte, Robert Malone de Atheric Pharmaceutical y Jane Homan de IoGeneticsLLC aparece en la edición actual de Cladística .
"Nuestros resultados indican que el Zika puede tener una ascendencia profunda en Asia que ha sido sub-registrada", dijo Janies. "Por ejemplo, no todos los brotes globales recientes de Zika parecen ser el resultado de una cronología lineal simple de los viajes de la mayoríabrote reciente ".
"Recientemente ha habido un brote de Zika en Singapur en paralelo al de América. Hemos actualizado nuestros análisis y el virus del Zika de Singapur está relacionado de forma distante con el linaje viral en las Américas. Esto respalda la hipótesis de quehay reservorios aún por descubrir del virus del Zika en Asia ", dijo Janies.
El informe Cladistics rastrea el árbol filogenético del Zika a través del análisis de secuencias genéticas, combinándolo con la cronología y la información geográfica de las muestras, y permite a los investigadores detallar la probable trayectoria histórica del virus, así como los cambios genéticos y estructurales específicos en el virus.mientras viajaba a las Américas.
Los investigadores notaron en particular algunas mutaciones nuevas que comenzaron a aparecer en el virus a medida que viajaba de isla en isla a través del Pacífico. No mucho después de que aparezcan estas mutaciones, existen registros en la Polinesia Francesa de un aumento tanto en la microcefalia como en el GBS.La naturaleza específica de las nuevas mutaciones en el virus también sugiere al equipo algunas posibles relaciones entre la infección viral y los síntomas graves asociados con el virus en las Américas.
"Observamos los cambios virales que corresponden a los primeros informes de microcefalia y vimos los orígenes de estos cambios en los linajes del Pacífico", señaló Janies. "Hay mutaciones que ocurrieron en la parte del genoma viral que codificaproteína de la envoltura viral y los extremos del genoma viral que se llaman 'regiones no traducidas'. Nos enfocamos en la proteína de la envoltura porque esa es la parte responsable de la entrada del virus a las células del huésped. Estudiamos las regiones no traducidas ya que median los tipos detejidos, el virus ataca y la replicación viral "
Ambos conjuntos de mutaciones sugirieron posibles relaciones con la nueva asociación del virus con problemas neurológicos y de desarrollo en adultos y bebés.
"Los miembros de nuestro equipo descubrieron que Zika recientemente comenzó a fabricar sus proteínas de envoltura con características, llamadas epítopos, que son similares a las proteínas humanas, lo que podría causar que la respuesta inmune del huésped humano al virus se diluya", dijo Janies ".La teoría que subyace a esta idea se llama 'mímica del epítopo'. La similitud es ventajosa para el virus porque confunde el sistema inmune del huésped y embota la reacción inmune al virus ".
Sin embargo, los investigadores sospechan que las proteínas humanas que se imitan pueden ser importantes por otras razones además de proporcionar una "cobertura" del sistema inmunitario para el virus atacante
Janies señala que un elemento importante de la mutación de la proteína de la envoltura no está solo en la mímica, sino también en los genes específicos que se imitan: "Los miembros de nuestro equipo descubrieron que dos de las proteínas humanas que imita el Zika están involucradasen la señalización que se produce cuando los órganos sensoriales se están formando en el feto. Estos genes se denominan 'Neuron Navigator Protein 2' y 'Human Neurogenic Diferenciation Factor 4' ", dijo.
"Debido a que estas son las proteínas que se imitan, una hipótesis es que las vías de desarrollo que dependen de las proteínas pueden estar siendo interrumpidas por el sistema inmune", dijo Janies.
Las otras mutaciones, en las regiones no traducidas, sugieren otros posibles efectos que podrían cambiar donde el virus Zika infecta en el cuerpo.
"Aunque la hipótesis de la mímica del epítopo ayuda a aclarar la interacción proteína-inmune, las mutaciones en las regiones no traducidas pueden explicar los tipos de ataques de Zika en los tejidos", dijo el estudiante graduado de Bioinformática y Genómica de Charlotte UNC Adriano de Bernardi Schneider. "La presencia de regiones de unión específicasen regiones no traducidas del genoma viral del Zika, llamadas "Elementos de unión a Musashi", proporcionan bases para el estudio de los cambios en la preferencia tisular del virus "
En esta parte del estudio, los autores evaluaron los cambios en los elementos de unión de Musashi del virus y descubrieron que aumentaron la eficiencia del virus Zika que circula en las Américas para secuestrar células humanas.
Musashi es una familia de proteínas de unión a ARN en las células huésped que controlan la expresión génica y el desarrollo de células madre. El hallazgo de que el Zika ha mutado para unirse mejor a las proteínas humanas de Musashi, lleva a la hipótesis de que el Zika se está adaptandopara ser más eficiente en el ataque a las células humanas. Además, el papel de las proteínas Musashi en las células madre proporciona otro objetivo posible para el estudio de defectos de desarrollo en el feto asociados con la infección por Zika en el embarazo.
Tanto el efecto autoinmune como los cambios en la especificidad del tejido del virus son hipótesis de trabajo sugeridas por modelos computacionales y requerirán más estudios para verificarlo.
Por el contrario, la información obtenida del estudio de la historia filogenética del Zika es de importancia inmediata para la medicina y la respuesta de salud pública, ya que este trabajo coloca las mutaciones en un contexto específico de tiempo y lugar, en un momento en que el virus casi ha dado la vuelta al planeta, cambiandode un lugar a otro en sus viajes y dejando diferentes variantes. Muchas versiones del virus existen actualmente en todo el mundo y estas variantes tienen diferentes capacidades y efectos.
"Estamos rastreando los linajes y los enlaces geográficos de una manera muy rigurosa y uniéndolo todo, señalando los cambios moleculares de Zika en el tiempo y el espacio, mostrando lo que realmente está sucediendo en diferentes lugares", dijo Janies.
"¿Por qué importa? Bueno, cuando Zika llega a algún lugar, ¿será benigno o peligroso? Han sido ambas cosas, depende de dónde provenga".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Carolina del Norte en Charlotte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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