De genetische verandering verhoogde de ernst van vogelgriep tijdens de uitbraak in de Verenigde Staten

Newswise – (Memphis, Tennessee – 29 mei 2023Wetenschappers van het St. Jude Children’s Research Hospital hebben ontdekt hoe het huidige pandemische H5N1 vogelgriepvirus (vogelgriep) nieuwe genen kreeg en sterker werd terwijl het zich naar het westen verspreidde. De onderzoekers toonden aan dat het vogelvirus de hersenen van onderzoeksmodellen van zoogdieren ernstig kan infecteren, een duidelijke afwijking van eerdere verwante virusstammen. Onderzoekers hebben de verspreiding van het virus over het continent en zijn aanwezigheid in wilde watervogelpopulaties genetisch gevolgd om te begrijpen wat het zo anders maakt. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Natuurcommunicatie.

“We hebben nog nooit zo’n virus gezien”, zei de corresponderende auteur. Richard WebbyPh.D., St. Jude Afdeling Infectieziekten. “In 24 jaar van het volgen van deze specifieke H5N1-griepstam, hebben we niet alleen gezien dat dit vermogen om ziekten te veroorzaken, maar ook behouden blijft in deze populaties van wilde vogels.”

Toen wetenschappers de nieuwste stammen van aviaire influenza testten op hun vermogen om ziekten bij zoogdieren te veroorzaken door een fretmodel te infecteren, ontdekten ze een onverwacht hoge mate van pathogeniteit.

“Sommige van deze virussen zijn echt slecht,” zei Webby. Er zit een enorme hoeveelheid virus in de hersenen van besmette dieren. Dat is het kenmerk van wat we hebben gezien bij deze griepstammen: verhoogde pathogeniteit geassocieerd met een hogere virale belasting in de hersenen. Dit is niet de eerste keer dat we H5-virussen in de hersenen zien, maar dit is waarschijnlijk een van de meest virulente virussen die we hebben bekeken in de 24 jaar dat we deze virussen opsporen.”

Eerdere griepvirussen die ernstige ziekten veroorzaakten in Noord-Amerika “vervaagden” onder hun primaire gastvogels, en de uitbraak eindigde snel. Deze huidige stam werd in hoge concentraties gedetecteerd bij zieke kippen, maar heeft zich verspreid naar andere soorten.

“Het is nu niet alleen een kippenvirus”, zei Webby. “Het infecteert ook andere soorten vogels en zoogdieren in de Verenigde Staten en vormt een hoger risico voor mensen en andere zoogdieren dan ooit tevoren in Noord-Amerika. We hebben nog nooit zo’n hoge circulatie van hoogpathogene griepvirussen meegemaakt.”

Laag risico voor de mens (voorlopig)

Hoewel nieuwere stammen van de H5N1-griep een groter vermogen vertonen om ziekten bij zoogdieren te veroorzaken dan eerdere virussen, hebben wetenschappers ontdekt dat ze een lager risico voor de mens inhouden. Dit komt omdat het virus goed aangepast lijkt te zijn voor overdracht tussen vogels in plaats van tussen zoogdieren.

“Over het algemeen blijft het risico voor de mens laag,” zei Webby. Maar dat risico lijkt te veranderen en deze virussen doen dingen die we H5’s nog nooit eerder hebben zien doen. Ze maakten het tot wilde vogelpopulaties op het continent, werden opnieuw geclassificeerd en in de loop van de tijd bewaard. Er zijn nu zoveel verschillende soorten, en ze zijn zo slecht.”

Hoewel het risico op verspreiding van infecties laag is, geeft het onderzoek aan dat mensen voorzichtig moeten zijn in de omgang met dieren in het wild.

Iemand moet hard werken om zichzelf met dit virus te besmetten. Maar als ze toch geïnfecteerd raken, is er een reële kans om er ernstig ziek van te worden, “zei Webby. “Mensen moeten gewoon voorzichtig zijn en onthouden dat sommige wilde dieren mogelijk deze zeer pathogene virussen herbergen.”

De supercharges van genetische verandering zijn wijdverbreid en ernstig

In het verleden veroorzaakten vergelijkbare stammen van het griepvirus geen vergelijkbare ernstige ziekten, noch circuleerden ze in populaties wilde vogels. Omdat de nieuwe stammen zoveel schade aanrichtten, zochten wetenschappers naar wat er anders was. De groep identificeerde de directe voorouder van de huidige stammen, die zich vanuit Europa naar Amerika verspreidden na het verkrijgen van een andere versie van het virale eiwit, neuraminidase. Dit nieuwe eiwit verhoogde het vermogen van het virus om tussen vogels over te gaan. Toen bereikte ik de oostkust van Canada en reisde naar de Verenigde Staten.

Naarmate de onderzoekers het virus verder bestudeerden, identificeerden ze de virussen – verschillend van eerdere virussen – die de huidige uitbraak veroorzaakten. Ze ontdekten dat het virus na aankomst in Noord-Amerika snel weer veranderde en virulenter werd. Het vermengde zich met griepvirussen bij wilde vogels in Noord-Amerika en wisselde verschillende genen uit. Genrecombinatie had twee effecten. Ten eerste lijkt het virus meer aangepast te zijn aan vogels en veel verschillende vogelsoorten te infecteren. Dit omvatte atypische gastheren, zoals haviken en gieren, die normaal gesproken geen griep krijgen. Ten tweede heeft het virus zijn hoogpathogene eigenschappen verworven.

“Het verrassende is dat slechts een paar herschikkingsgebeurtenissen het vermogen van deze virussen om ziekten in onze modellen te veroorzaken, veranderden”, zei Webby. Deze gebeurtenissen genereerden veel verschillende genotypen uit deze vermenging. Daarna verspreidden die virussen zich en zijn nu goed ingeburgerd in de wilde vogelpopulatie in Noord-Amerika.”

Webby’s groep en anderen blijven de aanhoudende wereldwijde vogelgrieppandemie volgen om de steeds veranderende risico’s voor zowel mensen als vogels te beoordelen.

Auteurs en financiering

Studie co-auteurs zijn Ahmed Kandil, Christopher Patton, Jeremy Jones, Trushar Jeevan en Walter Harrington, allemaal uit St. Jude. Andere auteurs zijn Sanja Trevkovic, John Seiler, Thomas Fabrizio, Carly Woodard, Jasmine Turner, Jerry Carroll Crompton, Lance Miller, Adam Robohm, Jennifer Debochamps, Charles Russell, Elena Govorkova, Peter Vogel, Lisa Kircher, St. Jude; Mia Kim Torchetti, National Veterinary Services Laboratories, Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS), Ministerie van Landbouw van de Verenigde Staten (USDA); Johannes Burhan, National Foreign Animal Disease Centre en University of Manitoba en David Stalknecht en Rebecca Paulson, University of Georgia.

De studie werd ondersteund door subsidies en contracten van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases (HHSN272201400006C, 7 5N93021C00016 en R01AI150745), de National Science Foundation (1911955) en ALSAC, een organisatie voor fondsenwerving en outreach in St. Jude.

St. Jude Kinderonderzoeksziekenhuis

Het St. Jude Children’s Research Hospital loopt voorop in het begrijpen, behandelen en behandelen van kinderkanker, sikkelcelanemie en andere levensbedreigende aandoeningen. Het is het enige uitgebreide kankercentrum dat is aangewezen door het National Cancer Institute en dat uitsluitend voor kinderen is bedoeld. Behandelingen die in St. Jude’s zijn ontwikkeld, hebben ertoe bijgedragen dat het overlevingspercentage voor kanker bij kinderen is gestegen van 20% naar 80% sinds de opening van het ziekenhuis meer dan 60 jaar geleden. St. Jude’s deelt zijn resultaten om clinici en onderzoekers in lokale ziekenhuizen en kankercentra over de hele wereld te helpen de kwaliteit van de behandeling en zorg voor meer kinderen te verbeteren. Ga voor meer informatie naar stjude.org, leest St. Jude’s vooruitgang bloggen, Volg St. Jude op sociale media op @medewerker.