Vacunas para virus emergentes

La identificación de un nuevo linaje del virus del Nilo Occidental a cargo de científicos de Brasil y Senegal puede llevar al desarrollo de antígenos

Por Peter Moon  |  Agência FAPESP – El dengue, el zika y el chikunguña son nombres que pasaron a formar parte del día a día de los brasileños. La búsqueda de vacunas, tratamientos y métodos de prevención contra las infecciones causadas por los llamados virus emergentes se encuentra entre los grandes desafíos de la epidemiología mundial. Y nuevos agentes patológicos siguen surgiendo. Tal es el caso del arbovirus transmitido por insectos (en este caso, mosquitos) que provoca la fiebre del Nilo Occidental.

Esta enfermedad afecta a miles de personas anualmente y es asintomática en el 80% de los casos. Alrededor de uno de cada cinco infectados desarrolla fiebre y otros síntomas. En menos del 1% de los casos, especialmente entre ancianos y niños, genera consecuencias neurológicas importantes pues afecta al sistema nervioso central: causa meningitis, encefalitis y, en casos extremos, una parálisis aguda que lleva a la muerte.

El virus del Nilo Occidental fue detectado por primera vez en Uganda en el año 1937, y posteriormente, en la década de 1950, en Egipto (de allí su nombre). Esta afección no revestía demasiada importancia epidemiológica. Pero esto cambió en la década de 1990. Transportado por aves migratorias provenientes de África, el virus propagó por Europa, desde Francia hasta Rusia. Y en 1999 llegó a Estados Unidos. Desde entonces se han producido distintos brotes. A partir de 1999, se han contabilizado más de 20 mil casos en América del Norte, con casi 1.800 defunciones. Aún no existe vacuna contra este virus.

“El virus del Nilo Occidental aún no ha llegado a Brasil, pero es sólo una cuestión de tiempo hasta que esto ocurra”, advierte el virólogo Paolo Zanotto, jefe del Laboratorio de Evolución Molecular y Bioinformática del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de São Paulo, en Brasil.

De allí la importancia de una nueva investigación, de la cual Zanotto es uno de los autores y cuyos resultados han salido ahora publicados. Este trabajo apunta hacia el desarrollo de una vacuna en los próximos años. Esto obedece a la constatación de que el linaje 8 del virus, descubierto en 1992, es poco virulento, y sus efectos son particularmente leves. 

El artículo salió publicado en la revista PLoS Neglected Tropical Diseases y es el resultado de una colaboración entre virólogos del Instituto Pasteur de Dakar, en Senegal, de la Universidad de São Paulo y de la Universidad Federal de São Carlos, ambas en Brasil. Contó con el apoyo de la FAPESP, del CNPq y de organismos de financiación de la Unión Europea.

Se conocen nueve linajes del virus del Nilo Occidental. El desarrollo de una vacuna elaborada con los virus leves del linaje 8 podría teóricamente “enseñarle” al sistema inmunológico a defenderse contra todos los otros linajes, especialmente los linajes 1 y 2, que son las más diseminados, y el número 7, el peor de todos.

Se trata de una estrategia de defensa inmunológica similar a que empleada en la vacuna contra la gripe, en la cual se mezclan los linajes más recientes del virus influenza para combatir la gripe del año en curso, siempre causada por una cepa de evolución reciente y, por ende, nueva, contra la cual se carece de inmunidad.

El virus del Nilo Occidental provocó brotes en Canadá (1999-2007), Estados Unidos (de 1999 a 2012) y México (2003). Se transmite a través de las picaduras de mosquitos, que infectan a las aves migratorias, además de a los humanos. 

“¿Cuánto tiempo llevará para que las aves migratorias que pasan el verano en América del Norte traigan el virus a sus refugios de invierno en América Central? El virus del Nilo Occidental está llegando”, dijo Zanotto.

El profesor y su alumno de doctorado Nicholas Di Paola, becario de la FAPESP, figuran entre los autores del trabajo que el cual se lleva a cabo un estudio de las características biológicas y filogenéticas de los linajes del virus del Nilo Occidental existentes en el oeste de África. 

Los investigadores principales son Di Paola y su colega senegalesa Gamó Fall. Zanotto comparte la responsabilidad científica del trabajo con el colega Amadó Alpha Sall, director del Instituto de Dakar.

Esta investigación forma parte del trabajo doctoral de Di Paola, un neoyorquino hijo de una brasileña y de un estadounidense que durante los últimos cuatro años ha dividido su tiempo entre São Paulo y Senegal, en donde recolectó las muestras del virus. “Tardé un año y medio para aprender las técnicas necesarias para la recolección y el análisis del material”, dijo Di Paola.

El virus del Nilo Occidental pertenece a la familia flavivirus, la misma de los virus de la hepatitis y del Zika. Infecta a un gran espectro de animales. Ha sido aislado en 65 especies de mosquitos y garrapatas, como así también en 225 especies de aves y en otras 29 especies de vertebrados tales como caballos y primates, entre éstos los humanos. “Una novedad de este trabajo consistió en que por primera vez aislamos virus del linaje 7 en garrapatas”, dijo Di Paola.

La inmunidad contra linajes peligrosos

Este estudio consistió en la secuenciación de tres genes aislados en muestras del virus recolectadas en África Occidental por Di Paola y Fall. Los genes secuenciados son representantes del linaje más propagado globalmente (el linaje 1), del más virulento (7) y del menos virulento (8). 

Una vez secuenciados, los genes fueron comparados con las 862 secuencias genéticas del virus del Nilo Occidental almacenadas en el GenBank, de las cuales 770 provienen de América del Norte, todas del linaje 1A. 

Para reducir el tiempo de procesamiento computacional, se optó por excluir las secuencias del linaje 1A, disminuyendo así el universo de análisis a 95 secuencias, a partir de las cuales fue posible establecer el análisis filogenético del virus. Entre los resultados se descubrieron dos características importantes de los linajes 7 y 8.

En el caso del linaje 8, el menos virulento, se detectó el reemplazo del gen P122S, lo cual induce mutaciones que pueden estar relacionadas con las bajas tasas de replicación de este linaje, y que explicaría su baja virulencia. 

“Por eso el linaje 8 es ideal para la eventual producción de una vacuna”, dijo Zanotto. Según el profesor, el desarrollo de una vacuna a partir de un virus con bajísima virulencia tendría la capacidad de dotar de inmunidad contra los linajes más peligrosos 1, 2 y 7, sin el riesgo de desarrollo de síntomas de la enfermedad.

En el caso del linaje 7, los virólogos brasileños y senegaleses pudieron detectar una mutación (en el gen S653F NS5) que está asociada con la resistencia aumentada de este linaje al interferón, la proteína producida por los glóbulos blancos del sistema inmunológico y que se encargan de interferir en la replicación de los patógenos invasores. Dicha mutación puede ayudar a explicar la alta virulencia del linaje 7. 

“A excepción de una única posible infestación accidental, que ocurrió en un laboratorio de África, el linaje 7 nunca fue aislado en humanos. Pero en las pruebas in vivo realizadas en laboratorio fue devastador entre los cobayos”, dijo Zanotto.

La baja virulencia del linaje 8 y la alta virulencia del linaje 7 se testearon, se comprobaron y se cotejaron en experimentos realizados tanto in vitro en células infectadas como in vivo, mediante la inoculación en ratones en el laboratorio de Dakar. En el caso del linaje 8, el mismo exhibió escasa capacidad de replicación in vitro, y prácticamente nula virulencia entre los cobayos.

Los equipos de virólogos de la USP y de Senegal tiene un historial de más de 20 años de colaboración científica, entablada a partir de estudios conjuntos referentes a los virus del dengue, del tristemente célebre virus del Ébola, y, más recientemente, del virus del Zika. 

La existencia de brotes de estos virus emergentes en Brasil y en Senegal permitió que el Instituto de Ciencias Biomédicas de la USP y el Instituto Pasteur de Dakar formaran cuadros y aprendieran técnicas, a punto tal de convertirse en dos instituciones de punta en lo que concierne a las investigaciones con arbovirus, los virus que transmiten los insectos.

Prueba de ello fue la cantidad y la calidad de los trabajos desarrollados en ambos institutos durante el apogeo del brote de Zika, en 2015. “En 2015, el Instituto Pasteur de Dakar y el equipo de la USP publicaron una cantidad de investigaciones relevantes superior incluso a la de los científicos del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos”, dijo. 

Puede leerse el artículo intitulado Biological and phylogenetic characteristics of West African lineages of West Nile virus (doi: https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0006078), de Gamó Fall, Nicholas Di Paola, Martin Faye, Moussa Dia, Caio César de Melo Freire, Cheikh Loucoubar, Paolo Marinho de Andrade Zanotto, Ousmane Faye y Amadó Alpha Sall, en el siguiente enlace:  journals.plos.org/plosntds/article?id=10.1371/journal.pntd.0006078.