Pollos resistentes a la gripe aviar
Pollos resistentes a la gripe aviar
Mediante CRISPR/Cas9 editan gen clave para propagación del virus
Pollos usando mascarillas. Fue un meme muy popular a fines de 2022, cuando una epidemia de gripe aviar amenazó la industria avícola peruana. SENASA declaró una emergencia sanitaria nacional. Las aves costeras la pasaron muy mal. Se contabilizaron más de 560 mil víctimas, principalmente guanayes, piqueros y pelícanos. No solo eso. El virus A/H5N1 linaje 2.3.4.4b saltó a los mamíferos, matando a unos 10 mil lobos marinos y algunos delfines. Esto generó preocupación en el sector salud por el riesgo de infección en seres humanos.
La gripe aviar es una amenaza constante para la sanidad animal y salud pública. Por ello, investigadores del Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo, el mismo lugar donde se clonó la oveja Dolly en 1996, emplearon técnicas de edición genética para desarrollar pollos resistentes a este mortal virus1.
Inactivar polimerasa
Los virus son básicamente un poco de ácido nucleico (ADN o ARN) envueltos en proteína. Su único objetivo en la vida es generar miles de copias de sí mismos. Para hacerlo, invaden una célula hospedera y la convierten en fábrica de partículas virales.
El genoma de la gripe aviar A/H5N1 tiene ocho genes que codifican once proteínas. Tres de ellas (PB1, PB2 y PA) son responsables de transcribir y replicar su material genético (enzima polimerasa), pero requieren del apoyo de las proteínas ANP32 producidas por el propio hospedero.
Los pollos tienen dos versiones de esta proteína: ANP32A y ANP32B, pero solo la primera interactúa con la polimerasa viral. Esto se debe a que la ANP32B tiene dos aminoácidos diferentes (isoleucina y asparagina) en las posiciones 129 y 130 del cuarto exón, que impiden la interacción con la enzima del virus.
Empleando la tecnología CRISPR/Cas9, los investigadores del Instituto Roslin insertaron cambios específicos en el cuarto exón del gen ANP32A de células germinales de pollo para que codifique los aminoácidos isoleucina y asparagina, y así evitar que la polimerasa viral funcione. A esta nueva proteína la llamaron ANP32A-GE (por ‘genome editing’). La modificación genética fue precisa. No hubo modificaciones en otras regiones del genoma y los pollos se desarrollaron sin problemas.
Para saber si los pollos ANP32A-GE eran resistentes a la gripe aviar, los infectaron con la cepa H9N2-UDL de baja patogenicidad (por precaución). Se observó una alta resistencia a dosis bajas, mientras que a dosis altas presentaban una infección limitada y esporádica. Además, las aves no transmitían los virus a otros individuos.
Adaptación viral
Una característica de los virus de la gripe aviar es que mutan con mucha frecuencia para sortear la inmunidad adquirida por las aves. Por ello, los investigadores secuenciaron el genoma de aquellos presentes en los pollos ANP32A-GE que fueron sometidos a dosis altas de H9N2-UDL y resultaron infectados. Se detectaron mutaciones en los genes de la polimerasa que le confieren adaptación a la proteína ANP32A modificada.
Se identificaron dos mutaciones en las polimerasas virales (PA-E349K y PB2-M631L) que les permitían replicarse, aunque de forma reducida, en huevos de pollo que carecían de ANP32A. Un análisis in vitro también reveló que estas mutaciones les facultaban a utilizar las proteínas ANP32A y B humanas, que normalmente no son compatibles con la polimerasa de la gripe aviar, lo que indica una adaptación parcial al huésped mamífero.
Para evitar que el virus se adapte a las mutaciones en las proteínas ANP32, los investigadores generaron células de pollo que carecían de los tres miembros de la familia ANP32 (A, B y E) mediante edición genética. Estas células no mostraron actividad de la polimerasa ni replicación viral, incluso de los virus mutados.
Limitaciones
Generar más de una modificación en un mismo animal hubiera sido todo un reto hace unos años, pero gracias a las herramientas de edición genética, ahora es posible con relativa facilidad. Sin embargo, inactivar los genes ANP32 sería inútil si esto genera una pérdida de la aptitud de las aves; por ejemplo, efectos sobre el desarrollo, en el aumento de peso o la fecundidad, o el aumento de la susceptibilidad a otros patógenos aviares.
Estos pollos resistentes a la gripe aviar no estarán disponibles en el corto plazo. Fue una prueba de concepto que demostró la facilidad de generar cambios intencionales en el genoma de las aves de manera precisa, con resultados esperados. Al mismo tiempo, nos alerta la necesidad de monitorear la evolución de los virus, pues al sortear la resistencia del hospedero podrían adaptarse mejor a otros.
Idoko-Akoh, et al. (2023). Creating resistance to avian influenza infection through genome editing of the ANP32 gene family. Nature Communications, 14(1). doi: 10.1038/s41467-023-41476-3