27 de marzo de 2003
Investigadores modelan la evolución del virus de la gripe
A medida que agencias de la salud de todo el mundo se apresuran para
identificar la causa del síndrome respiratorio agudo severo
(SRAS), unos investigadores informan sobre el éxito obtenido al
desarrollar un nuevo modelo teórico que muestra la forma en la
que la presión ejercida por la respuesta inmunitaria de una
población infectada con el virus de la gripe puede impulsar la
evolución del mismo.
El modelo no intenta predecir la aparición de nuevas cepas de
la gripe, sino que sugiere que una inmunidad general al virus, de breve
duración, podría afectar la evolución del mismo.
Si los inmunólogos pudieran comprender la base de tal respuesta
del virus de la gripe, entonces los diseñadores de vacunas
podrían utilizar esa comprensión para desarrollar una
vacuna que ofrezca una inmunidad más general al virus, dijeron
los científicos.
“La pregunta principal que estábamos tratando de responder con este modelo es qué factores biológicos determinan los patrones particulares que observamos en la evolución de la gripe”.
Neil Ferguson
Los investigadores –conducidos por el becario internacional de
investigación del Instituto Médico Howard Hughes Neil M.
Ferguson, del Imperial College London– publicaron un
artículo que resume su modelo en el número del 27 de
marzo de 2003, de la revista Nature. Los coautores son Alison
Galvani, de la Universidad de California, en Berkeley, y Robin Bush, de
la Universidad de California, en Irvine.
“La pregunta principal que estábamos tratando de
responder con este modelo es qué factores biológicos
determinan los patrones particulares que observamos en la
evolución de la gripe”, dijo Ferguson. “Deseamos
comprender la función de la inmunidad en la determinación
de la competencia entre distintas cepas de la gripe”.
Las cepas del virus de la gripe se diferencian, en gran medida, unas
de otras en los genes que codifican para moléculas de
superficie, llamadas glicoproteínas, que son los blancos de
ataque primarios que el sistema inmune del cuerpo utiliza para
defenderse contra el virus de la gripe, dijo Ferguson. Los cambios
evolutivos en la respuesta inmunitaria contra tales moléculas
“antigénicas” son la razón por la que se
deben desarrollar nuevas vacunas contra cepas emergentes del virus.
Uno de los misterios principales, dijo Ferguson, era por qué
sólo unas pocas cepas nuevas de la gripe emergen con el tiempo,
substituyendo a otras cepas que se extinguen. La limitada
variación genética distingue al virus de la gripe de
otros virus de ARN, tales como el VIH y la fiebre del dengue, que
existen en una amplia gama de variantes, dijo.
“Basándose en la teoría básica de la
evolución, se podría esperar ingenuamente que las nuevas
cepas de la gripe no hagan, necesariamente, que las otras se extingan,
y la población del virus se haría más y más
diversa”, dijo. “La comprensión de lo que evita esto
fue el interrogante clave que se planteó en este
estudio”.
Para explorar la dinámica evolutiva, Ferguson y sus colegas
desarrollaron un exhaustivo modelo matemático computacional que
simulaba mutaciones en unidades genéticas individuales, o
codones, que codifican componentes de la cubierta viral y el efecto de
esos cambios en la transmisión del virus en poblaciones humanas.
Incluyeron mutaciones que afectaban las características del
virus que estaban relacionadas con el sistema inmune, así como
las que no estaban relacionadas. Los investigadores supusieron que el
modelado podría proporcionar información sobre la
diversidad genética de la población del virus que
resultaría de los cambios inducidos por las mutaciones.
Los investigadores hicieron funcionar su modelo con varias
asunciones sobre los mecanismos que podrían determinar la
diversidad genética viral, y compararon las poblaciones virales
resultantes de la simulación con datos de secuencias
genéticas obtenidas de poblaciones de cepas de la gripe del
mundo real.
“Si se construye, sin previo conocimiento, un modelo que
capture la comprensión actual que la comunidad científica
que trabaja en gripe tiene de la forma en la que funciona el virus,
entonces el modelo predeciría una diversidad creciente a
través del tiempo –exactamente lo que no se
ve–”, dijo Ferguson.
“Por lo tanto, dedujimos que debe haber otra forma de
interacción entre las cepas de la población”, dijo.
“Lo que más se ajustó a los datos genéticos
se obtuvo cuando se incluyó en el modelo una respuesta inmune
secundaria e inespecífica, además de la respuesta inmune
adaptativa normal que reconoce cepas individuales del virus. Esta
respuesta secundaria le da a un individuo una protección
completa contra casi todas las variantes del virus de la gripe, pero
sólo por un período corto de tiempo”. Este tipo de
protección, dijo Ferguson, duraría quizás
sólo unas semanas después de la infección,
después de lo cual se debilita, haciendo que una persona sea
vulnerable a reinfecciones con una cepa viral diferente.
Unos virólogos habían postulado previamente que la
inmunidad temporal e inespecífica podría existir
“pero no se había pensado hasta ahora que fuera un
propulsor muy significativo de la evolución de la gripe o de su
epidemiología. Sin embargo, este trabajo indica que las
respuestas inespecíficas probablemente tengan un efecto
crítico en la transmisión de la gripe y en su
evolución”, dijo Ferguson.
Dado que el mecanismo de este tipo de inmunidad continua siendo
desconocido, Ferguson agrega que todavía hay que ver si el mismo
podría proporcionar la base para una vacuna más general
contra la gripe.
“Si la inmunidad innata es responsable, entonces podría
ser difícil explotarla para el desarrollo de vacunas debido a
las consecuencias clínicas negativas para el individuo, las
cuales están asociadas a respuestas inflamatorias”, dijo
Ferguson. “Sin embargo, si se debe a una respuesta inmunitaria
adaptativa que reconoce a otros antígenos virales que no
cambian, entonces las vacunas que apunten a esos antígenos
podrían tener un efecto de un plazo más largo que la
protección anual proporcionada por las vacunas actuales”,
dijo.
Ferguson dijo que desde un punto de vista más general este
tipo de modelado ofrece una comprensión básica de los
factores que impulsan la evolución de la gripe, lo que
podría mejorar la comprensión de qué tipos de
variantes dominantes pueden surgir. “Si podemos comprender en
mucho más detalle la relación biológica entre el
genoma del virus y su fenotipo antigénico, entonces podremos
obtener modelos matemáticos de la evolución del virus
mucho más proféticos”, dijo. Enfatizó que
una mejor comprensión dependerá de mejores datos sobre un
seguimiento global más detallado de todas las variantes de la
gripe, no sólo de las variantes patógenas que van
surgiendo.
Ferguson dijo que la metodología general para el modelado que
él y sus colegas utilizan también está siendo
adaptada para comprender la evolución de otros virus de ARN, que
incluyen al VIH.
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