Od cen vajec po jídlo pro domácí zvířata vzpomíná – a nyní potvrzení, že další kmen ptačí chřipky infikoval velké komerční hejno kuřat brojlerů na farmě Mississippi – titulky zachycují rostoucí obavy o šíření H5N1.
Podle nedávných zjištění týmu odborníků na bioinformatiku a genomiku na University of North Carolina v Charlotte se virus již přizpůsobil úniku imunologické obrany (jako jsou takové, které získaly předchozí infekci nebo očkováním) u savců. Očekává se, že riziko pro lidské zdraví vzroste, jak se H5N1 vyvíjí, aby lépe infikoval savce, zjistí studie.
Tato rychlá adaptace znamená, že „vyrobená vakcína H5N1 (pro dřívější kmen) bude mít méně účinnost“řekl Colby T. Ford, ’14, ’15 MS, ’18 Ph.D., nyní hostující vědec v oblasti vědy o datech v centru výpočetní inteligence UNC Charlotte, aby předpovídal zdravotní a environmentální rizika (šifra).
Výzkum UNC Charlotte by se mohl ukázat jako klíčový (stejně jako podobná studie stejné skupiny o mutacech Covid-19 před několika lety), protože globální vůdci váží reakci veřejného zdraví na ptačí chřipku.
„Vstupujeme do zcela nové éry molekulární epidemiologie, ve které poskytujeme funkční vhled nad a za dohled nad nemocí,“ řekl Dan Janies, Ph.D., Cipher Co-Director a Carol Grotnes Belk významný profesor v bioinformatice a genomice.
„Velké soubory dat lze rychle analyzovat pomocí vysoce výkonné výpočetní techniky a umělou inteligencí, aby se posoudila naši připravenost na důležité problémy, jako je H5N1, která se rychle šíří na nové hostitele a regiony, včetně amerických skotu a zemědělských pracovníků.“
Janies a Ford, spolu s asistentem bioinformatiky profesorem Richardem Allen White III, Ph.D., vedli studenti Shirish Yasa, Khaled Obeid a Sayal Guirales-Medrano v průlomové studii, zveřejněné po vzájemném přezkumu v in Ebiomedicine 17. března.
Analýza interakcí protilátky H5N1
Zatímco ptačí chřipka musí ještě dosáhnout přenosu na člověka na člověka, již je u zvířat považována za pandemii.
Virus infikoval malé savce a stovky druhů divokých a domácích ptáků a v posledních letech H5N1 rozšířil svůj dosah na větší savce, včetně skotu. Tato změna v rozmezí hostitele významně zvyšuje riziko infekce člověka, zejména když se virus vyvíjí, aby se vyhýbal imunitní obraně.
Jak vysvětluje Ford, oslabení afinity vázání protilátek k novějším virovým kmenům znamená, že bychom mohli čelit kmeni H5N1 schopného efektivně infikovat lidi s potenciálně závažnými důsledky.
Data a nálezy od týmu šifry mohou pomoci osobám veřejného zdraví být výhledově více ve snaze obsahovat H5N1.
„Ve velkém měřítku vysoce výkonných a cloud computingu používáme AI a další modelovací nástroje k odpovědi na tyto otázky výpočetně,“ vysvětluje Ford. „V této studii je naším cílem být více výhledově, abychom předpovídali potenciální zdravotní dopady chřipky H5N1, než nás velká událost chytí mimo dohled.“
Ptačí chřipka skočí na krávy, nyní lidé
Zatímco mnozí odkazují na virus jako jednoduše „ptačí chřipku“, vědci mají dlouholetou ptačí chřipku, aby zjistili, že je to skutečně zoonotický virus – což znamená, že může a dělá z ptáků na savce, jako jsou krávy a lidé. Výzkum UNC Charlotte ukazuje, že současné linie viru jsou stejně schopny infikovat ptáky a savčí buňky.
Ve skutečnosti nejnovější kmeny H5N1 vykazují známky viru, který je schopen replikovat se mnohem snadněji u savců, než bylo dříve známo.
Nejmodernější výzkum týmu v UNC Charlotte dokumentuje H5N1 „posilující imunitní únikové schopnosti“.
V rukopisu předtiskem ze 17. března (podstupující recenze peer-review) vědci vysvětlují, že konkrétní gen viru se v průběhu času změnil-umožňuje ptačí chřipce zlepšit jeho schopnost unést savčí buňky.
Spolu s dřívějším výzkumem zveřejněným EbiomedicineTato zjištění poskytují naléhavé vhled, protože ptačí chřipka představuje trvalou hrozbu pro globální zemědělské zájmy a zvyšuje zvyšování poplachů pro lidské zdraví.
Schopnost týmu modelovat vývoj H5N1 v reálném čase měří, jak rychle se může virus změnit, což je rozhodující, pokud jde o předvídání a reakci na hrozby veřejného zdraví.
Jak Janies zdůrazňuje: „Když studujete něco tak rychle se vyvíjejícího jako virus, je rychlost nezbytná.“
Účinnost vakcíny, kontrola infekce
Na UNC Charlotte analyzovali fakultu a studentští vědci imunoproteinové interakce ptačí chřipky po dobu téměř roku.
Vzhledem k výpočetním nástrojům, které sestavili během pandemie SARS-CoV-2, tým poprvé zveřejnil v červenci 2024 nálezy před tiskem na virových liniích H5N1-pouhé čtyři měsíce poté, co byl potvrzen, že zemědělce v Texasu byl infikován krávou.
Prostřednictvím vysoce výkonného výpočetního modelování tým analyzoval více než 1 800 interakcí protilátky virového proteinu hostitele, aby sledoval, jak se vyvinuly proteiny hemaglutininu H5N1 (HA) – klíčové komponenty, které virus používá k vstupu do hostitelských buněk -. Zjištění naznačují, že virus je stále více schopný vazby na protilátky generované z předchozích infekcí nebo očkování, což signalizuje oslabení imunitní odpovědi v průběhu času.
Vysoce výkonné výpočetní modelování je cestou pro odštěp v více úhlech biologické variace rychlostí a měřítkem. Pomáhá nám naladit naši intuici na správné přístupy k účinnosti vakcíny a kontrolu infekce, jak se viry vyvíjejí. “
Dan Janies, Ph.D., Cipher Co-Director a Carol Grotnes Belk Distinguished profesor v bioinformatice a genomice
Zdroj:
Reference časopisu:
Ford, CT, et al. (2025). Rozsáhlé výpočetní modelování variant chřipky H5 proti protilátkám neutralizujícím HA1. Ebiomedicine. doi.org/10.1016/j.ebiom.2025.105632.
