Reino Unido - Pollos modificados genéticamente en la lucha contra la gripe aviar

Los pollos genéticamente resistentes a la gripe aviar podrían prevenir futuros brotes. En los pollos, el virus de la influenza A (IAV) depende de la proteína del huésped ANP32A. Aquí utilizamos CRISPR/Cas9 para generar pollos homocigotos editados con genes (GE) que contienen dos sustituciones de aminoácidos ANP32A que previenen la interacción de la polimerasa viral. Después de la exposición al IAV, 9 de cada 10 pollos editados permanecen sin infectar. Sin embargo, el desafío con una dosis más alta provocó infecciones irruptivas. El innovador virus IAV contenía mutaciones en el gen de la polimerasa IAV que conferían adaptación al pollo editado ANP32A. Inesperadamente, este virus también se replicó en embriones de pollo editados para eliminar todo el gen ANP32A y, en su lugar, cooptó miembros alternativos de la familia de proteínas ANP32, ANP32B y ANP32E de pollo. La edición adicional del genoma para la eliminación de ANP32B y ANP32E eliminó todo el crecimiento viral en células de pollo. Nuestros datos ilustran un primer paso de prueba de concepto para generar pollos resistentes al IAV y muestran que se necesitarán múltiples modificaciones genéticas para limitar el escape viral.

El estudio fue realizado por investigadores de la Universidad de Edimburgo, el Imperial College de Londres y el Instituto Pirbright y se publió en la revista Nature Communications. Los investigadores dicen que, si bien los hallazgos son alentadores, se necesitarían más modificaciones genéticas para producir pollos que no puedan ser infectados por la gripe aviar.

La profesora Wendy Barclay, jefa del Departamento de Enfermedades Infecciosas del Imperial College de Londres, dijo: “Este trabajo es una colaboración apasionante que fusiona nuestra experiencia en virología con la capacidad genética líder en el mundo del Instituto Roslin. Aunque todavía no tenemos la combinación perfecta de ediciones genéticas para llevar este enfoque al campo, los resultados nos han dicho mucho sobre cómo funciona el virus de la influenza dentro de la célula infectada y cómo frenar su replicación".

 

La gripe aviar es una importante amenaza mundial, con un impacto devastador tanto en las poblaciones de aves silvestres como de granja. Sólo en el Reino Unido, el actual brote de gripe aviar H5N1 ha diezmado las poblaciones de aves marinas y le ha costado a la industria avícola más de £100 millones en pérdidas.

En el último estudio, los investigadores intentaron probar si modificaciones precisas en el genoma del pollo podrían generar aves resistentes al virus. El equipo crió pollos con pequeñas modificaciones en un gen llamado ANP32A. Durante una infección, los virus de la influenza secuestran la proteína ANP32A para ayudar a replicarse. Pero cuando las aves genéticamente editadas fueron expuestas a una dosis normal del virus (la cepa H9N2 de la influenza aviar), 9 de cada 10 aves no quedaron infectadas y no se propagó a otros pollos.

Cuando las aves fueron expuestas a una dosis artificialmente alta del virus, sólo la mitad de ellas resultaron infectadas. La edición genética única también proporcionó cierta protección contra la transmisión, con una cantidad mucho menor de virus en aves infectadas editadas genéticamente en comparación con aves no editadas.

Además, la edición también ayudó a limitar la propagación del virus a solo uno de los cuatro pollos no editados colocados en la misma incubadora. No hubo transmisión a aves editadas genéticamente.

Ediciones triples

El análisis revela que en las aves editadas, el virus se adaptó para conseguir el apoyo de dos proteínas relacionadas para replicarse: ANP32B y ANP32E.

Después de las pruebas de laboratorio, los investigadores encontraron que algunas de las mutaciones pueden permitir que el virus utilice la versión humana de ANP32, pero la replicación permaneció baja en cultivos celulares de las vías respiratorias humanas. Los investigadores subrayan que se necesitarían cambios genéticos adicionales para que el virus tenga el potencial de infectar y propagarse eficazmente en humanos.

Según el equipo, los hallazgos demuestran que la edición de un solo gen no es lo suficientemente sólida como para producir pollos resistentes. Para evitar la aparición de virus capaces de adaptarse a la edición única, el equipo utilizó a continuación una edición triple para apuntar a proteínas adicionales (ANP32A, ANP32B y ANP32E) en células de pollo cultivadas en laboratorio.

En cultivos celulares en el laboratorio, el crecimiento del virus se bloqueó con éxito en células con ediciones en los tres genes. En el futuro, los investigadores esperan desarrollar pollos con esta triple edición, pero hasta el momento no se han producido aves.

Según los investigadores, el estudio destaca la importancia de una edición genética responsable y la necesidad de estar alerta ante los riesgos de impulsar la evolución viral en direcciones no deseadas si no se logra una resistencia completa, dicen los expertos.

El profesor Mike McGrew, del Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo e investigador principal del estudio, dijo: “La gripe aviar es una gran amenaza para las poblaciones de aves. La vacunación contra el virus plantea una serie de desafíos, con importantes problemas prácticos y de costos asociados con el despliegue de la vacuna.

“La edición de genes ofrece una ruta prometedora hacia la resistencia permanente a las enfermedades, que podría transmitirse de generación en generación, protegiendo a las aves de corral y reduciendo los riesgos para los humanos y las aves silvestres. Nuestro trabajo muestra que detener la propagación de la influenza aviar en pollos requerirá varios cambios genéticos simultáneos”.

La investigación fue financiada por el Consejo de Investigación de Ciencias Biológicas y Biotecnología del UK Research and Innovation (UKRI).