Los investigadores utilizan modelos informáticos para comprender por qué algunos virus de la gripe causan infecciones más graves

Los virus de la influenza aviar, o «gripe aviar», normalmente infectan a las aves. Pero cuando el virus infecta a los humanos, puede causar una enfermedad más grave que otros virus de influenza similares.

La investigación dirigida por Jason Shoemaker de la Universidad de Pittsburgh utiliza modelos computacionales para tratar de comprender la respuesta inmunitaria del cuerpo a la gripe aviar. Su último trabajo, publicado en la revista Viruses, encuentra que los niveles de interferón pueden ser responsables de su presentación más grave y también pueden ser la clave para tratarlo.

«Es difícil ver lo que sucede en el cuerpo humano cuando está infectado con un virus, pero nuestro modelo computacional puede ayudarnos a comprender la reacción del sistema inmunitario y dónde podríamos ayudarlo a hacer un mejor trabajo», dijo Shoemaker, quien es profesor asistente de ingeniería química y petrolera en la Escuela de Ingeniería de Swanson. «Necesitamos más modelos para comprender realmente qué les sucede a las personas de alto riesgo cuando están infectadas para que sean de alto riesgo. Entonces podemos descubrir cómo tratarlas mejor».

Shoemaker y sus coautores Emily Ackerman y Jordan Weaver, estudiantes graduados en el Laboratorio de ImmunoSystems de Shoemaker, utilizaron datos de ratones infectados con H5N1, la gripe aviar de alta patogenicidad (o que causa enfermedades), o H1N1, la gripe porcina de baja patogenicidad. Luego utilizaron un enfoque basado en la ingeniería para modelar y predecir la replicación del virus y las respuestas inmunitarias clave en función de las infecciones de los ratones, incluidos los niveles de interferón y la actividad de las células inmunitarias.

Al explorar las diferentes respuestas biológicas, los investigadores pudieron determinar que la tasa de producción de interferón impulsa las respuestas inmunitarias específicas de la cepa observadas en los ratones. En otras palabras, la alta carga viral y la producción de interferón resultante por parte de las células en los pulmones después de la infección por H5N1 parece ser la razón principal de los diferentes resultados de la infección.

«Este modelo proporciona más evidencia para la teoría de que el interferón es inducido antes y con mayor severidad por la cepa altamente patógena H5N1 que por otros virus de influenza», dijo Shoemaker. «Entonces, el interferón parece ser un factor principal para determinar qué tan grave será la infección y explica la respuesta inmune distintiva que vemos en las infecciones por H5N1».

Aunque el artículo reciente no analizó específicamente el SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, los hallazgos aún podrían brindar a los investigadores un camino para desarrollar mejores tratamientos. El trabajo de modelado del grupo ha revelado otros factores que también pueden estar en juego. Por ejemplo, el laboratorio también está utilizando modelos basados ​​en agentes para comprender por qué las mujeres a menudo experimentan respuestas inmunitarias más graves a la gripe.