Influenza aviaria: esite il rischio di una futura pandemia?

Influenza aviaria-Immagine Credit Public Domain.

Se il mondo si troverà nel mezzo di una pandemia influenzale tra qualche mese, non sarà una grande sorpresa. Gli uccelli stanno diffondendo un nuovo clade del virus dell’influenza aviaria H5N1, 2.3.4.4b, in tutto il mondo dal 2021. Quel virus si è riversato nel bestiame in Texas circa un anno fa e da allora si è diffuso in centinaia di fattorie negli Stati Uniti. Ci sono state decine di infezioni umane in Nord America. E in alcuni di quei casi il virus ha mostrato esattamente i tipi di mutazioni note per renderlo più adatto a infettare le cellule umane e replicarsi in esse.

Non è stata ancora documentata una chiara trasmissione da uomo a uomo dell’H5N1, ma “sembra la cosa più vicina a una pandemia da H5 che abbia mai visto”, afferma Louise Moncla, virologa presso l’Università della Pennsylvania. “Se l’H5 dovesse mai diventare una pandemia, lo sarà ora“, aggiunge Seema Lakdawala, ricercatrice sull’influenza presso l’Università di Emory.

Altri sono più ottimisti, notando che virus dell’influenza aviaria altrettanto minacciosi, come quello chiamato H7N9, si sono esauriti in passato. “Perché l’H7N9 non è diventato facilmente trasmissibile da uomo a uomo e non ha causato una pandemia?” chiede Caitlin Rivers, epidemiologa presso il Johns Hopkins Center for Health Security. “Penso che non ci sia davvero modo di fare una stima e potrebbe andare in entrambi i modi”.

Da quando l’H5N1 ha causato per la prima volta un’epidemia negli esseri umani a Hong Kong nel 1997, ammalando 18 persone che erano state a contatto con pollame infetto e uccidendone sei, il virus aviario è stato in cima alle liste dei potenziali agenti pandemici. Da allora gli scienziati hanno elaborato un quadro dei cambiamenti minimi di cui l’H5N1 ha probabilmente bisogno per diffondersi ampiamente negli esseri umani: mutazioni nella sua polimerasi, l’enzima che il virus usa per copiare il suo genoma, e nella sua emoagglutinina, la H in H5N1, la proteina che il virus usa per attaccarsi alle cellule, per stabilizzarlo per la trasmissione aerea e aiutarlo a legarsi meglio alle cellule nelle vie aeree superiori umane.

Una serie di recenti scoperte sembrano suggerire che il rischio che l’attuale clade H5N1 nei bovini e negli uccelli causi una pandemia è in realtà più alto di quanto si pensasse in precedenza. Uno studio che ha esaminato campioni di sangue di lavoratori di fattorie lattiero-casearie infette da H5N1 in Michigan e Colorado ha scoperto che molte infezioni umane non vengono rilevate, ciascuna delle quali offre al virus bovino maggiori possibilità di adattarsi a noi. Una prestampa pubblicata questa settimana indica che i virus del clade 2.3.4.4b attualmente in circolazione sono più bravi a legarsi alle cellule epiteliali umane nelle vie aeree rispetto alle versioni precedenti di H5N1. E un articolo scientifico pubblicato oggi mostra in studi di laboratorio che una singola mutazione in un sito dell’emoagglutinina, denominato 226L, è sufficiente a spostare la preferenza del virus dalla proteina di superficie cellulare di tipo aviario ai recettori di tipo umano. Molti scienziati avevano pensato che fossero necessarie almeno due mutazioni. “Un cambiamento basato su una sola mutazione “significa che la probabilità che ciò accada è più alta”, afferma Jim Paulson di Scripps Research, uno degli autori.

Allora perché l’H5N1 non ha ancora scatenato una pandemia?

Una risposta semplice è che il virus potrebbe semplicemente aver bisogno di più tempo per colpire la giusta combinazione di mutazioni. L’alto tasso di mutazione dei virus influenzali dovrebbe far pendere le probabilità a favore dell’H5N1: “La mia regola empirica è che una su 4000 particelle del virus avrà una mutazione nell’amminoacido che ti interessa”, afferma Paulson. In effetti, una mutazione della polimerasi di cui il virus probabilmente ha bisogno, soprannominata 627K perché porta all’amminoacido lisina (K) nella posizione 627 della proteina, è stata trovata diverse volte in ceppi che infettano i mammiferi ma anche nel virus isolato dal primo caso umano associato all’epidemia statunitense nelle mucche da latte.

D’altro canto, i virus negli uccelli, nel bestiame e nelle persone finora non mostrano segni della mutazione dell’emoagglutinina 226L che consentirebbe all’H5N1 di agganciarsi meglio ai recettori umani. I ricercatori ipotizzano che il cambiamento potrebbe ostacolare il virus in qualche modo e potrebbe essere necessaria una seconda mutazione per compensare i suoi svantaggi. Le due mutazioni potrebbero anche dover verificarsi in un ordine particolare. “È come un quadrante in una cassaforte di una banca: vai a destra, poi vai a sinistra, poi vai a destra e devi ottenere un certo numero ogni volta“, afferma Mike Osterholm, Direttore del Center for Infectious Disease Research and Policy presso l’Università del Minnesota Twin Cities.

In effetti, alcuni ricercatori pensavano che il virus potesse semplicemente non essere in grado di scambiare un amminoacido in posizione 226 fuori dal laboratorio. Ma poi è arrivato il misterioso caso di un adolescente gravemente malato in Canada che è stato ricoverato in Ospedale con H5N1 dall’inizio di novembre. “Le sequenze del virus di quel paziente suggeriscono che alcuni H5N1 avevano cambiato l’amminoacido in posizione 226 mentre altri no”, afferma Jesse Bloom, un biologo evoluzionista del Fred Hutchinson Cancer Center. “Sembra che durante l’infezione di questo individuo, il virus potrebbe essersi evoluto verso almeno alcune delle mutazioni che lo avrebbero adattato agli esseri umani“.

Questa non era la temuta mutazione 226L: l’amminoacido era cambiato in un’istidina invece che in una leucina. “Tuttavia, “ha dimostrato che quei siti sono mutabili in questi virus”, afferma Tom Peacock, un virologo dell’influenza al Pirbright Institute. E la sostituzione della glutammina, insieme a un’altra mutazione nello stesso virus in posizione 190, potrebbe avere lo stesso effetto della 226L. Per Peacock e altri, la scoperta ha aumentato la preoccupazione per un’imminente pandemia.

Nel caso canadese potrebbero essere entrati in gioco fattori insoliti. L’adolescente ha cercato cure per la prima volta il 2 novembre per un’infezione agli occhi, tosse e febbre ed è stato ricoverato in Ospedale la settimana successiva, quando i sintomi sono peggiorati. La malattia prolungata potrebbe aver giocato un ruolo nel cambiamento dell’emoagglutinina, dando al virus il tempo di colpire una mutazione vincente. Forse ancora più importante, il virus dell’adolescente è la varietà che sta attualmente circolando negli uccelli, non nei bovini. Il virus degli uccelli, denominato D1.1, è chiaramente passato attraverso un riassortimento, una miscela di virus diversi, presumibilmente in un uccello infettato da due diversi virus dell’influenza aviaria. Nel processo ha acquisito una nuova neuraminidasi, la N in H5N1 e la proteina che il virus usa per staccare nuove particelle virali dalla cellula che le ha prodotte.

Alcuni ricercatori ritengono che una specifica combinazione di neuraminidasi ed emoagglutinina sia cruciale per il successo del virus. Le due proteine ​​hanno effetti opposti sulle stesse catene di zucchero sulla superficie delle cellule umane: l’emoagglutinina si attacca a queste catene, aiutando il virus a infettare nuove cellule, mentre la neuraminidasi taglia quelle catene, liberando il virus appena formato dalle cellule ospiti. “Se la tua emoagglutinina è troppo appiccicosa e la tua neuraminidasi è troppo povera, rimani attaccato alla cellula da cui sei appena germogliato“, afferma Peacock. Se l’equilibrio si sposta dall’altra parte, il virus non può infettare nuove cellule.

Nella variante H5N1 che ora circola nei bovini, le due proteine ​​potrebbero essere così ben abbinate che qualsiasi cambiamento nell’emoagglutinina è un vicolo cieco perché rende il virus molto più debole nell’infettare le cellule. “Ma il genotipo appena combinato del ceppo di uccello che ha infettato l’adolescente potrebbe avere più flessibilità per trasformarsi in un virus pandemico“, afferma Richard Webby, un ricercatore che si occupa dell’influenza aviaria presso lo St. Jude Children’s Research Hospital. Osterholm concorda. “Quello dei bovini sembra piuttosto stabile e potrebbe continuare così per un po’”, afferma. “D1.1 è quello di cui mi preoccupo”.

“È possibile che i ricercatori non abbiano ancora identificato qualche altro cambiamento cruciale di cui il virus ha bisogno per trasmettersi bene da uomo a uomo“, dice Paulson. “Quando si ha un virus pandemico, il che è molto raro, la barriera che si può identificare come superata potrebbe non essere l’unica barriera“, dice. “Potresti non essere a conoscenza di altre cinque o sei barriere che sono state superate nello stesso momento”.

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“Oppure, cosa ancora più inquietante, il virus nell’adolescente canadese avrebbe potuto avere tutto ciò di cui aveva bisogno per diventare una pandemia se solo più persone vi fossero state esposte”, afferma l’immunologo virale Scott Hensley della Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania. “Alla fine, penso che sia un gioco di numeri”.

Fonte: Science