Avances en Biociencias e Inocuidad Alimentaria en el Ecuador – 2019

ISBN: 978-9942-36-373-2

Evolución genética del virus de influenza A H1N1 2009 pandémico, en el Ecuador.

Mariuxi Mirabá Guerrero

Facultad de Ciencias de la Vida (FCV), Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL), Guayaquil, Ecuador

mmiraba@espol.edu.ec

Los virus de la influenza causantes de la gripe, son patógenos que ocasionan epidemias estacionales anuales y enfermedades graves de alta morbilidad, alrededor de 3 a 5 millones de casos, que afectan a los humanos a nivel global a pesar de la disponibilidad de vacunas y medicamentos antivirales (1). Las infecciones complicadas por el virus de la influenza causan neumonía viral primaria o neumonía bacteriana secundaria y en ocasiones la muerte, especialmente en grupos de alto riesgo como niños, adultos mayores y pacientes en estado crítico (2–4).

El virus se transmite a través del estornudo en donde se encuentran los viriones que se unen a los ácidos siálicos alfa-2,6 situados en el epitelio ciliado del tracto respiratorio del huésped. Los síntomas comunes incluyen fiebre, escalofríos, fatiga, dolores de cabeza, mialgia, dolor de garganta, rinorrea y tos no productiva (4,5).

De los 4 tipos de influenza que existen A, B, C y D, solamente los de tipo A están asociados a pandemias acontecidas durante los siglos 20 y 21 (6,7). El virus de influenza A pertenece a la familia Orthomyxoviridae, es un virus de ARN monocatenario de polaridad negativa segmentado formado por 8 genes HA, NA, PB1, PB2, PA, M, NS, NP que codifican 10-12 proteínas diferentes  (8).

Puesto que estos virus poseen un genoma fragmentado con una alta capacidad de mutar y de recombinarse, son capaces de infectar varios hospederos, entre ellos cerdos, caballos, mamíferos marinos y humanos, a pesar que su reservorio natural son las aves acuáticas silvestres (8). Esta característica le ha permitido ocasionar varias pandemias con diversos niveles de mortalidad en humanos, desde la más devastadora ocurrida en 1918 también conocida como gripe española que infectó alrededor de 500 millones de personas alrededor del mundo en un corto periodo de tiempo (7), así como la más reciente que se presentó en el año 2009 considerada la primera pandemia del nuevo siglo. Esta nueva variante de influenza A/H1N1 en años posteriores conocida como influenza A/H1N1 pdm09, se dispersó por todo el mundo y provocó más 280000 muertes (9).

Este evento despertó un gran interés por estudiar su distribución, prevalencia y evolución en el Ecuador y en Latino América. El primer caso de influenza A/H1N1 pdm09 en el Ecuador, fue diagnosticado el 15 de mayo de ese mismo año en un niño que retornaba a Guayaquil desde Miami, Estados Unidos.

Su caracterización genética fue posible por el monitoreo sistemático del virus a nivel mundial y al desarrollo de herramientas bioinformáticas que permitieron establecer las recombinaciones genéticas más probables de los diferentes virus que le dieron origen. Estos estudios determinaron que este virus surgió por la recombinación de genes de variantes de H1N1 que aparecieron en los años 1918, 1968, 1979 y 1998 que se originaron en aves infectaron a cerdos y finalmente a humanos (10,11). Además, establecieron que este virus a medida que contagia al hospedero puede sufrir varias mutaciones en sus genes y provocar infecciones más severas, incluso en años posteriores a la pandemia (12).

Por tanto, es necesario la implementación de la tecnología de genética inversa en el Ecuador para la clonación y secuenciación genética de los genes virales de las cepas circulantes locales de influenza A/H1N1 pdm09. De esta manera, haciendo uso de las bases de datos públicas y herramientas bioinformáticas disponibles se puede conocer la variación genética y distribución de las cepas locales complementando el sistema de vigilancia y control epidemiológico de este virus en el país.

En un estudio reciente aplicando estas tecnología se ha logrado aislar y secuenciar el genoma de 15 cepas locales del virus de influenza A/H1N1 pdm09 (Figura 1), y determinar su evolución genética mediante un análisis filogenético y filogeográfico de todos sus genes. Los datos obtenidos en esta investigación han permitido tener una visión de la dispersión espacio-temporal del virus en el Ecuador desde su aparición en el año 2009 hasta el año 2016 (13).

Así mismo, confirma que el nuevo virus de influenza A/H1N1pdm09 reemplazó la influenza H1 estacional en el Ecuador y que aún se mantiene circulando hasta la fecha (Figura 2).

Figura 1. Estrategia metodológica empleada para obtención de cepasvirales de influenza A subtipo H1 en el Ecuador.
Figura 2. Árbol filogenético virus de influenza A subtipo H1, gen no estructural (NS) periodo 2008-2016. Se presenta cepas circulantes en Ecuador y del continente americano.

El análisis evolutivo de todos los genes del virus permite conocer su antecesor y determinar que cambios de aminoácidos o recombinaciones aumentaron su virulencia, que pueden estar asociadas a morbilidad o mortalidad severa en seres humanos. Datos históricos del Ministerio de Salud pública del Ecuador refieren que en los años 2013 y 2016 se presentó un mayor número de casos asociados con el subtipo A/H1N1pdm09 y para el año 2018 se reportaron 133 fallecimientos (14).

Por consiguiente, es importante continuar con el seguimiento incesante de secuencias genómicas completas del virus, en humanos y otros hospederos para establecer factores de riesgo moleculares que podrían dar origen a un genotipo con potencial pandémico humano.

Referencias

  1. A. García-Sastre. Influenza. En: Encyclopedia of Microbiology. M. Schaechter. Academic Press; 2009. p. 414–20.
  2. Kumar A, Meldgaard TS, Bertholet S. Novel Platforms for the Development of a Universal Influenza Vaccine. Front Immunol [Internet]. el 23 de marzo de 2018 [citado el 1 de diciembre de 2018]; 9. Disponible en https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5877485/
  3. Su YCF, Bahl J, Joseph U, Butt KM, Peck HA, Koay ESC, et al. Phylodynamics of H1N1/2009 influenza reveals the transition from host adaptation to immune-driven selection. Nat Commun. el 6 de agosto de 2015;6:7952.
  4. CDC. Síntomas de la influenza y sus complicaciones | CDC [Internet]. 2019 [citado el 6 de febrero de 2019]. Disponible en: https://espanol.cdc.gov/enes/flu/consumer/symptoms.htm
  5. Louten J. Chapter 10 – Influenza Viruses. En: Louten J, editor. Essential Human Virology [Internet]. Boston: Academic Press; 2016 [citado el 6 de febrero de 2019]. p. 171–91. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128009475000107
  6. Smith GJD, Vijaykrishna D, Bahl J, Lycett SJ, Worobey M, Pybus OG, et al. Origins and evolutionary genomics of the 2009 swine-origin H1N1 influenza A epidemic. Nature. el 25 de junio de 2009;459(7250):1122–5.
  7. Taubenberger JK, Morens DM. 1918 Influenza: the Mother of All Pandemics. Emerg Infect Dis. enero de 2006;12(1):15–22.
  8. Hoffmann E, Stech J, Guan Y, Webster RG, Perez DR. Universal primer set for the full-length amplification of all influenza A viruses. Arch Virol. diciembre de 2001;146(12):2275–89.
  9. Smith GJD, Vijaykrishna D, Bahl J, Lycett SJ, Worobey M, Pybus OG, et al. Origins and evolutionary genomics of the 2009 swine-origin H1N1 influenza A epidemic. Nature. el 25 de junio de 2009;459(7250):1122–5.
  10. Garten RJ, Davis CT, Russell CA, Shu B, Lindstrom S, Balish A, et al. Antigenic and genetic characteristics of swine-origin 2009 A(H1N1) influenza viruses circulating in humans. Science. el 10 de julio de 2009;325(5937):197–201.
  11. Nelson M, Spiro D, Wentworth D, Fan J, Beck E, St. George K, et al. The early diversification of influenza A/H1N1pdm. PLoS Curr [Internet]. el 12 de noviembre de 2009 [citado el 30 de enero de 2018];1. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2773564/
  12. Elderfield RA, Watson SJ, Godlee A, Adamson WE, Thompson CI, Dunning J, et al. Accumulation of Human-Adapting Mutations during Circulation of A(H1N1)pdm09 Influenza Virus in Humans in the United Kingdom. J Virol. el 15 de noviembre de 2014;88(22):13269–83.
  13. Mirabá G., Mariuxi. Evaluación de la diversidad genética del virus de influenza A H1N1 2009 pandémico aislado en el Ecuador periodo 2009-2016. [Ecuador]: Escuela Superior Politécnica del Litoral; 2019.
  14. Dirección Nacional de Vigilancia Epidemiológica. INFLUENZA ACTUALIZACIÓN EPIDEMIOLÓGICA, SE 17, 2019 [Internet]. MINISTERIO DE SALUD PUBLICA DEL ECUADOR; 2019. Disponible en: https://www.salud.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2019/05/influenza_se_17.pdf