Evolution of swine influenza virus associated with vaccination

Resumen

El virus de la Influenza A (IAV) es un patógeno mundialmente distribuido que puede infectar a multitud de especies de aves y de mamíferos, incluidos cerdos y humanos. Se trata de un virus de ARN cadena negativa, cuyo genoma está fragmentado en 8 segmentos; las polimerasas (PB2, PB1 y PA), la hemaglutinina (HA), la nucleoproteína (NP), la neuraminidasa (NA), la matriz (M) y el segmento que codifica para las proteínas no estructurales (NS). La polimerasa del IAV, como la de otros virus de RNA, se caracteriza por su baja fidelidad durante la replicación, que hace que se acumulen muchas mutaciones en el genoma de IAV en una escala temporal corta. Además, se pueden producir intercambios de segmentos entre distintos subtipos cuando simultáneamente coinfectan al mismo huésped. Estos mecanismos genéticos son una fuente de diversidad genética elevada, que otorga al virus mucha plasticidad ante ambientes cambiantes. La evolución del virus puede hacer que estos adquieran nuevos perfiles antigénicos, no siendo reconocidos por la inmunidad previa existente, generando gripes estacionales endémicas y pandémicas. En el año 2009, la cepa de origen porcina A(H1N1)pdm09 que contenía segmentos de virus humanos, aviares y porcinos, causó la última pandemia de gripe en humanos. Reforzándose la teoría de que los cerdos juegan un papel clave en la adaptación de IAVs aviares a humanos, ya que pueden ser infectados por ambos. Actualmente hay 3 subtipos dominantes del virus de la gripe porcina (SIV): H1N1, H3N2 y H1N2. La estrategia más usada para controlar el SIV en Europa es la aplicación de vacunas trivalentes, aunque la inmunidad generada no es completa. Esto provoca que la protección conferida no sea esterilizante, por lo que el virus puede replicar y por ende evolucionar generando variantes de escape vacunal Por lo tanto, el SIV supone una amenaza continua para la sanidad animal y humana, ya que su evolución puede afectar su antigenicidad, rango de huésped, virulencia, resistencia antiviral y patogénesis. Debido a todos estos antecedentes, en la presente tesis doctoral se ha estudiado la dinámica evolutiva de las poblaciones víricas del SIV en modelo porcino con inmunidad preexistente contra el virus mediante tecnología de secuenciación masiva. El primer estudio evalúa la evolución del virus H1N1 Eurasian “avian-like” (EA) en animales vacunados y no vacunados, y se encontró que la selección positiva juega un papel importante en la evolución del virus en animales vacunados, detectando mutaciones importantes en la HA, la NS1 y la NP. En el segundo estudio, se analiza la evolución del virus H3N2 “human-like” en animales vacunados y no vacunados que previamente se habían recuperado de una infección natural inesperada con el virus A(H1N1)pdm09. En ambos escenarios la selección natural esta influenciando la evolución del virus, encontrando proporcionalmente más substituciones no sinónimas en la HA y la NA en virus recuperados de animales vacunados. En el último capítulo, se ha estudiado el papel que puede tener la vacunación en el reordenamiento y la deriva genética del virus durante una coinfección experimental con H1N1 EA y H3N2 “human-like”. Los resultados muestran que la posibilidad de reordenamiento es mayor en animales que no han sido vacunados. Por otro lado, encontramos una mayor diversificación genética en el subtipo H1N1 en animales vacunados, reportando substituciones en los genes dela HA y la NA que podrían jugar un papel importante en la evasión de la respuesta inmune. Los resultados obtenidos en la presente tesis doctoral corroboran la enorme capacidad de mutación y adaptación que tiene el SIV. Los diferentes patrones evolutivos encontrados en animales vacunados y no vacunados nos otorgan una visión más completa sobre las dinámicas evolutivas del mismo.

Fecha de lectura	16 dic 2022
Idioma original	Inglés
Supervisor	Joaquim Segales Coma (Director/a), José Ignacio Núñez Garrote (Director/a) & Ayub Darji (Director/a)