El Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz) realizó la primera secuenciación completa del genoma de muestras del virus de la fiebre amarilla del brote actual de la enfermedad en Brasil.
Se investigaron dos muestras de monos de Espírito Santo, cazados a finales de febrero de 2017. El análisis mostró que los microorganismos pertenecen al subtipo genético conocido como linaje sudamericano 1E, predominante en el país desde 2008.
Sin embargo, a partir del análisis de la secuencia completa del genoma del virus, fue posible confirmar la presencia de variaciones en secuencias genéticas que están asociadas a proteínas involucradas en la replicación viral. No existe registro previo de estas mutaciones en la literatura científica mundial.
Los investigadores involucrados en el descubrimiento destacan que aún es necesario investigar los impactos sobre la salud pública y apuntan la necesidad de evaluar más muestras, relacionadas con diferentes localizaciones e incluyendo casos en humanos, monos y mosquitos.
Los resultados de los análisis fueron publicados en la revista científica 'Memorias del Instituto Oswaldo Cruz'.
Los datos fueron comunicados por la Presidencia de la Fiocruz al Departamento de Vigilancia de Enfermedades Transmisibles del Ministerio de Salud. Además, datos aún no publicados indican los mismos resultados para el análisis de mosquitos recolectados en Espírito Santo y de un mono que murió en el Estado de Río de Janeiro.
El estudio se basó en un hallazgo que viene ganando cada vez más terreno: la situación actual de la fiebre amarilla en el país presenta lagunas en la comprensión de su dinámica de dispersión.
El brote es el más grave de las últimas décadas y la enfermedad se ha propagado rápidamente, con epizootias y casos humanos diagnosticados incluso en lugares considerados libres de la enfermedad durante casi 70 años.
Investigadores del Laboratorio de Biología Molecular de Flavivirus y del Laboratorio de Mosquitos Transmisores de Hematozoos de IOC se dedicaron a buscar evidencia que pudiera ayudar a aclarar una pregunta importante: ¿hay algo diferente en el virus de la fiebre amarilla que circula actualmente?
“En este momento, el compromiso de cada uno de nosotros, investigadores, debe ser generar conocimiento en nuestra área de especialización y compartir estos descubrimientos, de manera acelerada, de manera que podamos contribuir a llenar un mosaico de evidencias que ayuden a explicar el escenario actual”, afirma la investigadora Myrna Bonaldo, jefa del Laboratorio de Biología Molecular de Flavivirus de IOC, quien coordinó el estudio con el investigador Ricardo Lourenço, jefe del Laboratorio de Mosquitos Transmisores de Hematozoos de IOC. Ambos forman parte de la Sala de Situación de Fiebre Amarilla Silvestre creada por la Presidencia de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruza).
Liderados por Myrna Bonaldo y Ricardo Lourenço, en el centro, científicos de los Laboratorios de Biología Molecular de Flavivirus y de Mosquitos Transmisores de Hematozoos fueron los responsables de los hallazgos. Foto: Gutemberg Brito
En colaboración con la Secretaría de Vigilancia en Salud del Ministerio de Salud (SVS), el Laboratorio de Mosquitos Transmisores de Hematozoos viene trabajando en la recolección de muestras de primates y mosquitos en lugares estratégicos para estudiar el riesgo de transmisión y reemergencia del ciclo urbano de la fiebre amarilla.
Fue en este contexto que, a finales de febrero de 2017, el grupo recolectó sangre de dos monos aulladores (de la especie Alouatta clamitans) que enfermó en una zona boscosa de Espírito Santo, confirmó la infección por el virus y obtuvo el material genético para la secuenciación del genoma.
Los monos aulladores son especialmente importantes en la investigación de la fiebre amarilla porque se les considera 'centinelas': al ser muy vulnerables al virus, se encuentran entre los primeros en morir al ser afectados por la enfermedad. Además, estos animales amplifican eficazmente el virus en sus cuerpos, lo que favorece la infección de los mosquitos que habitan en los bosques y la propagación de la transmisión silvestre, en la que los humanos se infectan accidentalmente. Por lo tanto, su muerte activa una alerta sobre la posible presencia del virus en un lugar determinado, describe Ricardo, quien combina experiencia como veterinario y entomólogo.
Las recolecciones fueron realizadas por Filipe Abreu, estudiante de posgrado en biología parasitaria do IOC, quien trabaja en el equipo dirigido por Ricardo.
"Como la fiebre amarilla no se había registrado en la Mata Atlántica durante décadas, pensé que no vería sus consecuencias en la práctica. Fue un gran aprendizaje tener la oportunidad de visualizar y trabajar, en el campo, con el objeto de estudio de mi tesis", comenta la joven bióloga. [Pulse aquí [para conocer las actividades realizadas por el grupo en Casimiro de Abreu, municipio donde se registró la primera muerte por la enfermedad en el Estado de Río de Janeiro].
Investigadores recolectaron muestras de sangre de dos monos aulladores que enfermaron en Espírito Santo. Los animales son considerados “centinelas” para detectar la fiebre amarilla porque son muy vulnerables al virus. Foto: Divulgación
Luego de extraer el material genético (ARN) de las muestras, se realizó el proceso de secuenciación completa del genoma, actividad que contó con el apoyo de la Plataforma Tecnológica de Secuenciación de ADN de IOC. Los análisis apuntan a tres piezas principales de evidencia.
Como primera evidencia, se observó una identidad del 100% entre las secuencias genéticas de los virus presentes en los animales, es decir: los virus tenían secuencias genéticas idénticas.
La segunda evidencia fue el descubrimiento de modificaciones en el código genético de los virus. Estas mutaciones fueron identificadas al comparar la secuencia genética completa obtenida con la secuencia genética completa de virus relacionados con brotes ocurridos desde la década de 1980 en Brasil y Venezuela, país donde también predomina el linaje sudamericano 1E.
A modo de comparación, se utilizaron bases de datos internacionales dedicadas al depósito de secuencias genéticas.
"Los cambios que observamos no tienen precedentes y no se han descrito en hallazgos anteriores", explica Myrna.
La tercera evidencia se obtuvo del análisis de las proteínas virales, en un paso posterior a la observación de cambios en la secuencia genética.
De forma muy simplificada, el genoma es un código que guía la producción de proteínas. Estas proteínas son la base de la estructura del virus, formando sus elementos constituyentes, como sus paredes, por ejemplo. Podemos comparar el genoma con un guion: el virus tiene un repertorio de proteínas que se fabrican a partir de la información del genoma. Algunos cambios genéticos no afectan a las proteínas del virus. Por lo tanto, es importante observar si las variaciones genéticas podrían modificar el repertorio de proteínas que se fabrican, explica el virólogo molecular, especialista en flavivirus, el grupo de virus que incluye el dengue, el zika y la fiebre amarilla.
Los cambios se detectaron tras secuenciar el genoma completo y compararlo con microorganismos relacionados con brotes ocurridos desde la década de 1980 en Brasil y Venezuela. Foto: Joshua Damacena
Se identificó que los cambios en el genoma estaban relacionados con ocho sustituciones de aminoácidos (las moléculas que forman las proteínas). Siete de estas sustituciones ocurrieron en las dos proteínas más importantes para la replicación viral, conocidas como NS3 y NS5.
Es el proceso de replicación del virus (multiplicación mediante la producción de copias de sí mismo) lo que garantiza que el microorganismo cause la enfermedad. Además del impacto en las proteínas relacionadas con la replicación viral, también se observó una modificación en la proteína C, que forma la cápside (la envoltura que protege el material genético dentro del virus).
Myrna Bonaldo destaca que las implicaciones biológicas y epidemiológicas del hallazgo dependen de otros estudios y que se necesitan más datos para aclarar el posible papel de las alteraciones genéticas detectadas en el contexto del actual brote de la enfermedad.
Contamos con evidencia que constituye un elemento nuevo, algo que no se había observado antes. Sin embargo, aún desconocemos el impacto de estas mutaciones. Por ello, creemos que es fundamental acelerar la difusión de los hallazgos, para que los diversos grupos de investigación del país que estudian la fiebre amarilla puedan considerar este aspecto en sus análisis. La ciencia se realiza de forma colaborativa, con resultados que se suman», afirma.
Los investigadores enfatizan que la secuenciación del genoma de más patógenos que circulan en el brote actual, tanto en casos humanos como en mosquitos y monos infectados, es esencial para complementar la evidencia obtenida en la investigación.
«Este es un resultado inicial. No podemos generalizar, ya que aún no sabemos si este virus predomina en el brote actual», afirma Ricardo Lourenço.
Considerando que existe un número limitado de secuencias genéticas completas de virus de fiebre amarilla de las Américas depositadas en bancos internacionales de genoma, no se puede descartar la hipótesis de que esta alteración genética sea más antigua y que el virus con esta característica haya estado circulando durante más tiempo y no haya sido identificado antes.
Según los investigadores, los cambios genéticos detectados no afectan a las proteínas de la envoltura del virus, que son fundamentales para el funcionamiento de la vacuna. Foto: Joshua Damacena
Dado que se observaron cambios en la composición de proteínas importantes para la replicación viral, los investigadores creen que puede haber una ventaja selectiva, reflejada en la capacidad del virus para infectar y propagarse.
Sin embargo, es esencial realizar más investigaciones para determinar si estas modificaciones del genoma son específicas de los microorganismos implicados en el brote actual.
"En este momento, estamos buscando muestras del genoma del virus de la fiebre amarilla de diferentes huéspedes, incluidos humanos, monos y mosquitos, y de diversos orígenes geográficos, especialmente en el sudeste de Brasil, donde la epidemia ha sido más intensa, para comprender mejor este fenómeno", dice Ricardo.
Respecto a un posible impacto en la vacuna disponible, los investigadores explican que la vacuna actualmente adoptada protege contra diferentes genotipos del virus, incluidos el sudamericano y el africano. Además, los cambios detectados en el estudio no afectan a las proteínas de la envoltura del virus, que son fundamentales para el funcionamiento de la vacuna.
Destacan que las secuencias genéticas completas de los virus analizados en el estudio ya fueron publicadas en GenBank, por lo que están disponibles para comparaciones que puedan ser realizadas por otros científicos en Brasil y en el mundo.
El Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz) realizó la primera secuenciación completa del genoma de muestras del virus de la fiebre amarilla del brote actual de la enfermedad en Brasil.
Se investigaron dos muestras de monos de Espírito Santo, cazados a finales de febrero de 2017. El análisis mostró que los microorganismos pertenecen al subtipo genético conocido como linaje sudamericano 1E, predominante en el país desde 2008.
Sin embargo, a partir del análisis de la secuencia completa del genoma del virus, fue posible confirmar la presencia de variaciones en secuencias genéticas que están asociadas a proteínas involucradas en la replicación viral. No existe registro previo de estas mutaciones en la literatura científica mundial.
Los investigadores involucrados en el descubrimiento destacan que aún es necesario investigar los impactos sobre la salud pública y apuntan la necesidad de evaluar más muestras, relacionadas con diferentes localizaciones e incluyendo casos en humanos, monos y mosquitos.
Los resultados de los análisis fueron publicados en la revista científica 'Memorias del Instituto Oswaldo Cruz'.
Los datos fueron comunicados por la Presidencia de la Fiocruz al Departamento de Vigilancia de Enfermedades Transmisibles del Ministerio de Salud. Además, datos aún no publicados indican los mismos resultados para el análisis de mosquitos recolectados en Espírito Santo y de un mono que murió en el Estado de Río de Janeiro.
El estudio se basó en un hallazgo que viene ganando cada vez más terreno: la situación actual de la fiebre amarilla en el país presenta lagunas en la comprensión de su dinámica de dispersión.
El brote es el más grave de las últimas décadas y la enfermedad se ha propagado rápidamente, con epizootias y casos humanos diagnosticados incluso en lugares considerados libres de la enfermedad durante casi 70 años.
Investigadores del Laboratorio de Biología Molecular de Flavivirus y del Laboratorio de Mosquitos Transmisores de Hematozoos de IOC se dedicaron a buscar evidencia que pudiera ayudar a aclarar una pregunta importante: ¿hay algo diferente en el virus de la fiebre amarilla que circula actualmente?
“En este momento, el compromiso de cada uno de nosotros, investigadores, debe ser generar conocimiento en nuestra área de especialización y compartir estos descubrimientos, de manera acelerada, de manera que podamos contribuir a llenar un mosaico de evidencias que ayuden a explicar el escenario actual”, afirma la investigadora Myrna Bonaldo, jefa del Laboratorio de Biología Molecular de Flavivirus de IOC, quien coordinó el estudio con el investigador Ricardo Lourenço, jefe del Laboratorio de Mosquitos Transmisores de Hematozoos de IOC. Ambos forman parte de la Sala de Situación de Fiebre Amarilla Silvestre creada por la Presidencia de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruza).
Liderados por Myrna Bonaldo y Ricardo Lourenço, en el centro, científicos de los Laboratorios de Biología Molecular de Flavivirus y de Mosquitos Transmisores de Hematozoos fueron los responsables de los hallazgos. Foto: Gutemberg Brito
En colaboración con la Secretaría de Vigilancia en Salud del Ministerio de Salud (SVS), el Laboratorio de Mosquitos Transmisores de Hematozoos viene trabajando en la recolección de muestras de primates y mosquitos en lugares estratégicos para estudiar el riesgo de transmisión y reemergencia del ciclo urbano de la fiebre amarilla.
Fue en este contexto que, a finales de febrero de 2017, el grupo recolectó sangre de dos monos aulladores (de la especie Alouatta clamitans) que enfermó en una zona boscosa de Espírito Santo, confirmó la infección por el virus y obtuvo el material genético para la secuenciación del genoma.
Los monos aulladores son especialmente importantes en la investigación de la fiebre amarilla porque se les considera 'centinelas': al ser muy vulnerables al virus, se encuentran entre los primeros en morir al ser afectados por la enfermedad. Además, estos animales amplifican eficazmente el virus en sus cuerpos, lo que favorece la infección de los mosquitos que habitan en los bosques y la propagación de la transmisión silvestre, en la que los humanos se infectan accidentalmente. Por lo tanto, su muerte activa una alerta sobre la posible presencia del virus en un lugar determinado, describe Ricardo, quien combina experiencia como veterinario y entomólogo.
Las recolecciones fueron realizadas por Filipe Abreu, estudiante de posgrado en biología parasitaria do IOC, quien trabaja en el equipo dirigido por Ricardo.
"Como la fiebre amarilla no se había registrado en la Mata Atlántica durante décadas, pensé que no vería sus consecuencias en la práctica. Fue un gran aprendizaje tener la oportunidad de visualizar y trabajar, en el campo, con el objeto de estudio de mi tesis", comenta la joven bióloga. [Pulse aquí [para conocer las actividades realizadas por el grupo en Casimiro de Abreu, municipio donde se registró la primera muerte por la enfermedad en el Estado de Río de Janeiro].
Investigadores recolectaron muestras de sangre de dos monos aulladores que enfermaron en Espírito Santo. Los animales son considerados “centinelas” para detectar la fiebre amarilla porque son muy vulnerables al virus. Foto: Divulgación
Luego de extraer el material genético (ARN) de las muestras, se realizó el proceso de secuenciación completa del genoma, actividad que contó con el apoyo de la Plataforma Tecnológica de Secuenciación de ADN de IOC. Los análisis apuntan a tres piezas principales de evidencia.
Como primera evidencia, se observó una identidad del 100% entre las secuencias genéticas de los virus presentes en los animales, es decir: los virus tenían secuencias genéticas idénticas.
La segunda evidencia fue el descubrimiento de modificaciones en el código genético de los virus. Estas mutaciones fueron identificadas al comparar la secuencia genética completa obtenida con la secuencia genética completa de virus relacionados con brotes ocurridos desde la década de 1980 en Brasil y Venezuela, país donde también predomina el linaje sudamericano 1E.
A modo de comparación, se utilizaron bases de datos internacionales dedicadas al depósito de secuencias genéticas.
"Los cambios que observamos no tienen precedentes y no se han descrito en hallazgos anteriores", explica Myrna.
La tercera evidencia se obtuvo del análisis de las proteínas virales, en un paso posterior a la observación de cambios en la secuencia genética.
De forma muy simplificada, el genoma es un código que guía la producción de proteínas. Estas proteínas son la base de la estructura del virus, formando sus elementos constituyentes, como sus paredes, por ejemplo. Podemos comparar el genoma con un guion: el virus tiene un repertorio de proteínas que se fabrican a partir de la información del genoma. Algunos cambios genéticos no afectan a las proteínas del virus. Por lo tanto, es importante observar si las variaciones genéticas podrían modificar el repertorio de proteínas que se fabrican, explica el virólogo molecular, especialista en flavivirus, el grupo de virus que incluye el dengue, el zika y la fiebre amarilla.
Los cambios se detectaron tras secuenciar el genoma completo y compararlo con microorganismos relacionados con brotes ocurridos desde la década de 1980 en Brasil y Venezuela. Foto: Joshua Damacena
Se identificó que los cambios en el genoma estaban relacionados con ocho sustituciones de aminoácidos (las moléculas que forman las proteínas). Siete de estas sustituciones ocurrieron en las dos proteínas más importantes para la replicación viral, conocidas como NS3 y NS5.
Es el proceso de replicación del virus (multiplicación mediante la producción de copias de sí mismo) lo que garantiza que el microorganismo cause la enfermedad. Además del impacto en las proteínas relacionadas con la replicación viral, también se observó una modificación en la proteína C, que forma la cápside (la envoltura que protege el material genético dentro del virus).
Myrna Bonaldo destaca que las implicaciones biológicas y epidemiológicas del hallazgo dependen de otros estudios y que se necesitan más datos para aclarar el posible papel de las alteraciones genéticas detectadas en el contexto del actual brote de la enfermedad.
Contamos con evidencia que constituye un elemento nuevo, algo que no se había observado antes. Sin embargo, aún desconocemos el impacto de estas mutaciones. Por ello, creemos que es fundamental acelerar la difusión de los hallazgos, para que los diversos grupos de investigación del país que estudian la fiebre amarilla puedan considerar este aspecto en sus análisis. La ciencia se realiza de forma colaborativa, con resultados que se suman», afirma.
Los investigadores enfatizan que la secuenciación del genoma de más patógenos que circulan en el brote actual, tanto en casos humanos como en mosquitos y monos infectados, es esencial para complementar la evidencia obtenida en la investigación.
«Este es un resultado inicial. No podemos generalizar, ya que aún no sabemos si este virus predomina en el brote actual», afirma Ricardo Lourenço.
Considerando que existe un número limitado de secuencias genéticas completas de virus de fiebre amarilla de las Américas depositadas en bancos internacionales de genoma, no se puede descartar la hipótesis de que esta alteración genética sea más antigua y que el virus con esta característica haya estado circulando durante más tiempo y no haya sido identificado antes.
Según los investigadores, los cambios genéticos detectados no afectan a las proteínas de la envoltura del virus, que son fundamentales para el funcionamiento de la vacuna. Foto: Joshua Damacena
Dado que se observaron cambios en la composición de proteínas importantes para la replicación viral, los investigadores creen que puede haber una ventaja selectiva, reflejada en la capacidad del virus para infectar y propagarse.
Sin embargo, es esencial realizar más investigaciones para determinar si estas modificaciones del genoma son específicas de los microorganismos implicados en el brote actual.
"En este momento, estamos buscando muestras del genoma del virus de la fiebre amarilla de diferentes huéspedes, incluidos humanos, monos y mosquitos, y de diversos orígenes geográficos, especialmente en el sudeste de Brasil, donde la epidemia ha sido más intensa, para comprender mejor este fenómeno", dice Ricardo.
Respecto a un posible impacto en la vacuna disponible, los investigadores explican que la vacuna actualmente adoptada protege contra diferentes genotipos del virus, incluidos el sudamericano y el africano. Además, los cambios detectados en el estudio no afectan a las proteínas de la envoltura del virus, que son fundamentales para el funcionamiento de la vacuna.
Destacan que las secuencias genéticas completas de los virus analizados en el estudio ya fueron publicadas en GenBank, por lo que están disponibles para comparaciones que puedan ser realizadas por otros científicos en Brasil y en el mundo.
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