Mientras el virus de la gripe aviar H5N1 avanza por todo el mundo matando animales salvajes, ganado comercial y incluso algunas personas — Los científicos y funcionarios de salud temen que estemos al borde de otra pandemia global.
Pero es difícil predecir cuándo, dónde y cómo esto podría suceder; en parte, dicen algunos investigadores, debido a las barreras que el gobierno federal ha colocado en torno a la investigación de ganancia de función.
El término describe experimentos que buscan comprender el potencial de un virus para adaptarse a nuevos huéspedes, propagarse más fácilmente, sobrevivir más tiempo en el medio ambiente y hacer que los infectados enfermen más. Aunque muchos científicos ven este enfoque como una herramienta fundamental para realizar investigaciones biológicas, otros expertos se han quejado durante mucho tiempo de que es inaceptablemente riesgoso, una reputación exacerbada por la persistente especulación de que el virus responsable de la pandemia de COVID-19 se creó en experimentos de ganancia de función. en un laboratorio en Wuhan, China.
Eso llevó a muchos virólogos a mantenerse alejados del trabajo para evitar su estigma y la burocracia regulatoria. Algunos en el campo dicen que esto ha privado a los funcionarios de información valiosa que podría haberles ayudado a anticipar y prepararse para los próximos movimientos del H5N1.
“¿Creo que si esa investigación fuera más ampliamente aceptada, tendríamos un mejor control sobre este virus y lo que podría hacer a continuación? ¿O qué tan rápido podría cambiar? ¿O qué haría falta para eso? preguntó Richard Webbydirector del Centro Colaborador de Estudios sobre la Ecología de la Influenza en Animales y Aves de la Organización Mundial de la Salud. “SÍ.”
Felicia Goodrumvirólogo molecular de la Universidad de Arizona, dijo que la investigación de ganancia de función podría permitir a los funcionarios de salud reconocer mutaciones preocupantes del H5N1 e identificar objetivos para antivirales y vacunas.
“Sin él, simplemente estamos volando en la oscuridad”, dijo.
Los críticos de esta línea de investigación no lo ven así. Dicen que el trabajo es demasiado peligroso, ya que hace posible que un patógeno trucado escape al ambiente donde las personas no tienen inmunidad natural. Peor aún, argumentan, podría terminar en manos de actores nefastos que podrían utilizarlo como arma biológica.
Estos riesgos superan la promesa de un trabajo que puede no ser tan útil como sugieren sus partidarios, dijo Marc Lipsitchprofesor de epidemiología en la Escuela de Salud Pública TH Chan de Harvard.
Lo que los científicos y los funcionarios de salud necesitan saber para contener el brote, sostiene Lipsitch, son cosas como qué animales están infectados, qué personas han estado expuestas, cuántos de ellos contrajeron el virus y qué tan enfermos se enfermaron como resultado.
“Esas son cuestiones epidemiológicas y veterinarias básicas”, dijo Lipsitch. “No puedo pensar en ninguna ruta por la cual los estudios de ganancia de función pudieran haber informado, y mucho menos respondido, esas preguntas”.
Un cuidador de animales recoge una muestra de sangre de un ternero lechero vacunado contra la gripe aviar en Ames, Iowa, en julio.
(Servicio de Investigación Agrícola del USDA a través de Associated Press)
La controversia se remonta a 2011, cuando dos grupos de investigación independientes dijeron que habían realizado experimentos de ganancia de función que dieron como resultado cepas de H5N1 que podrían transmitirse por el aire entre hurones, una especie utilizada para modelar el comportamiento de la influenza en humanos.
El H5N1 se identificó por primera vez en gansos salvajes en China en 1996 y pronto se propagó entre las aves de Asia, saltando a las personas en cientos de ocasiones a lo largo del camino. Más de la mitad de esas infecciones conocidas fueron mortales.
La alta tasa de mortalidad y la propagación geográfica del virus llevaron al entonces presidente George W. Bush a establecer un programa de 7.100 millones de dólares para prepararse para su inevitable llegada a las costas estadounidenses. Encabezó la creación de una red mundial de vigilancia y preparación a través de la OMS, así como uno nacional. También destinó fondos federales a la reserva de vacunas y medicamentos antivirales, así como millones de dólares a investigaciones de laboratorio.
En medio de esta avalancha de apoyo, Yoshihiro KawaokaEl equipo de la Universidad de Wisconsin en Madison y Ron FouchierLos investigadores de la Universidad Erasmus de los Países Bajos comenzaron simultáneamente a experimentar con el H5N1, introduciendo mutaciones genéticas en su ARN para ver qué cambios podían transformarlo de un virus que se transmitía fácilmente entre aves a uno que se transmitía eficientemente entre personas.
Kawaoka y sus colegas combinaron el gen de la hemaglutinina H5 del virus de la gripe aviar con genes del virus de la gripe porcina H1N1 de 2009. Luego convencieron a su híbrido para que evolucionara de una manera que le permitiera unirse a células de mamíferos en lugar de células de aves. encontraron que cuatro mutaciones en el gen H5 fueron suficientes para crear un virus capaz de propagarse entre hurones en jaulas vecinas.
Mientras tanto, los investigadores del laboratorio de Fouchier modificado únicamente con H5N1. Agregaron un puñado de mutaciones que ayudaron a alimentar pandemias de gripe anteriores y luego infectaron a sus hurones. Al principio, el virus no se propagaba por sí solo, por lo que los científicos lo ayudaron transfiriéndolo de las narices de animales infectados a hurones sanos. Después de 10 pasajes de este tipo, el virus había evolucionado hasta el punto de propagarse por sí solo de un hurón a otro.
Los estudios ofrecieron una valiosa confirmación de que el virus de la gripe aviar tenía el potencial de provocar una pandemia humana, afirmó Dr. Arturo Casadevallinmunólogo y médico especialista en enfermedades infecciosas de la Universidad Johns Hopkins.
“Antes de que se hicieran esos experimentos, no sabíamos si el H5N1 tenía la capacidad biológica de volverse transmisible a los mamíferos”, dijo.
Pero también subrayaron el riesgo de que los científicos pudieran acelerar la amenaza. “Ese fue el ejemplo original de ganancia de función”, dijo Casadevall.
La preocupación de que la información contenida en los estudios pudiera ser mal utilizada llevó a Kawaoka y Fouchier a voluntariamente pausar su trabajo en 2012, y sus artículos se publicaron solo después de pasar una minuciosa revisión de seguridad por el Junta Asesora Científica Nacional de Bioseguridad de EE. UU.. La investigación sobre ganancia de función se reanudó al año siguiente.
Los temores se reavivaron en 2014 después de que los laboratorios federales manejaran mal muestras de viruela, ántrax y H5N1. Nadie se enfermó, pero provocó una congelación de tres años de la financiación federal para experimentos de ganancia de función con patógenos particularmente peligrosos, hasta que reglas de supervisión más estrictas fueron puestos en marcha.
Los planes para tales experimentos ahora pasan por varios niveles de revisión en la institución de un investigador potencial. Si el trabajo está financiado por los Institutos Nacionales de Salud, siguen revisiones adicionales.
“Hay muchos obstáculos regulatorios para garantizar que haya una mitigación adecuada del riesgo”, dijo Seema Lakdawalavirólogo de la Universidad Emory que estudia los virus de la influenza. “Todos estamos teniendo mucho cuidado porque nadie quiere ser acusado de haber hecho algo peligroso”.
Trajes de riesgo biológico colgados en un laboratorio de Nivel de Bioseguridad 4 en el Instituto de Investigación Médica de Enfermedades Infecciosas del Ejército de EE. UU. en Ft. Lauderdale. Detrick, Maryland.
(Patrick Semansky / Prensa Asociada)
Esos obstáculos pueden retrasar un proyecto de investigación varios meses o más, si es que se aprueban, dijo. Las incertidumbres han actuado como disuasivo, especialmente para los científicos en las primeras etapas de sus carreras.
“Definitivamente es incómodo hacer investigaciones de ganancia de función”, dijo Goodrum. “Estamos desalentando a la gente a entrar en el campo”.
Para algunos, el momento no podría ser peor.
Al menos 65 personas en EE.UU. han sido infectadas con H5N1 Desde que llegó a América del Norte en 2021, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, la mayoría de los casos han involucrado a trabajadores de granjas lecheras y avícolas, y sus síntomas, incluidas conjuntivitis e irritación de las vías respiratorias superiores, tendían a ser leves. Pero en dos casos, las personas enfermaron gravemente, incluido un persona en Luisiana y un adolescente en Canadá.
No hay evidencia de que el virus pueda transmitirse directamente de una persona a otra, dijeron los CDC. Los científicos esperan que eso cambie tarde o temprano. Con la temporada de gripe cobrando fuerza, el riesgo está aumentando.
“Lo que más temo hoy es una recombinación entre lo que circula en las vacas y la gripe estacional”, dijo Casadevall. Si ambos virus infectaran al mismo mamífero al mismo tiempo, sus componentes podrían mezclarse y combinarse de una manera que creara “una cepa que es capaz de infectar a los humanos muy fácilmente y para la cual no tenemos inmunidad”.
“Ese es un experimento de ganancia de función que realiza la naturaleza”, añadió.
Es un punto que Webby también sugirió, señalando que los experimentos de ganancia de función son mucho más seguros en un lugar cerrado. Laboratorio de Bioseguridad Nivel 3 equipados con sistemas de ventilación especiales y otras precauciones “que en una granja”.
Pero Lipsitch y otros dicen que el hecho de que el virus esté constantemente mutando y cambiando pone en duda la relevancia de la investigación sobre ganancia de función. Una cepa viral que pueda elaborarse en un laboratorio no necesariamente coincidirá con lo que surja en el medio ambiente.
“Hay un gran elemento de aleatoriedad en la evolución”, dijo Lipsitch. “El hecho de que un experimento vaya de una manera en el laboratorio no significa que vaya de la misma manera en otro lugar”.
En un par de micrografías electrónicas de transmisión coloreadas se observan tres partículas del virus de la influenza H5N1 en forma de bastón.
(CDC y NIAID)
Incluso si se trata de una coincidencia cercana, dijo Lipsitch, existe “evidencia convincente de que lo que se aprende en una cepa puede ser lo opuesto en una cepa muy estrechamente relacionada. Por tanto, la generalización es muy baja”.
Él citó un artículo eso tomó las mutaciones que hicieron que el H5N1 fuera “más amigable para los mamíferos” en los experimentos de Kawaoka y Fouchier y las aplicó a una versión ligeramente diferente del virus. En ese caso, los investigadores encontraron “un efecto completamente diferente”.
Estas deficiencias hacen que los riesgos de la investigación sean más difíciles de justificar, afirmó nicolas evansbioeticista de la Universidad de Massachusetts Lowell.
“Creo que lo que el debate sobre la ganancia de función todavía tiene que responder es: ‘¿Cuál es el valor social de estos estudios?'”, afirmó.
Para Evans, parece haber muy poco, especialmente considerando la falta de urgencia en la respuesta del gobierno.
“Decir que esta pieza particular de investigación biológica extremadamente específica sobre el H5N1 habría marcado una diferencia material en un brote que se ha caracterizado en gran medida por una falta de interés por parte de los reguladores públicos federales de agricultura y salud pública es una especie de tontería para mí. ” dijo.
Kawoaka se negó a hablar sobre su investigación y no se pudo localizar a Fouchier.
Michael Imperialevirólogo de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, dijo que los experimentos realizados por Kawaoka y Fouchier son extremadamente útiles como planos de qué tener en cuenta a medida que el virus arrasa el mundo. Y le sorprende que más gente no hable de su valor.
“Nadie parece señalar el hecho de que esos experimentos de ganancia de función… nos dieron una información importante, que es que ese virus puede saltar”, dijo Imperiale.
Otros experimentos de ganancia de función realizados con el H5N1 hace años han alertado a los científicos sobre posibles mutaciones que podrían ayudar a que el virus del mundo real se propague más fácilmente a través del aire, infecte mejor las células del tracto respiratorio de los mamíferos y volverse resistente a los medicamentos antivirales.
“Esos experimentos de hace 10 años fueron muy informativos”, dijo Lakdawala. “Nos ayudó a estar mejor preparados”.
Pero a menos que la comunidad científica defienda el trabajo y desafíe su imagen negativa, ese no será el caso en el futuro, afirmó Goodrum. “Es muy probable que estemos menos preparados para la próxima pandemia que para la anterior”.
