Virus Flu Burung Tinggal Satu Mutasi untuk Beradaptasi dengan Sel Manusia


Virus Flu Burung Tinggal Satu Mutasi untuk Mengikat Sel Manusia Secara Lebih Efisien

Sebuah studi baru menemukan bahwa perubahan pada bagian virus H5N1 yang menginfeksi sapi perah di satu tempat dapat membuatnya lebih mudah menempel pada reseptor sel manusia, sehingga menimbulkan kekhawatiran bahwa virus tersebut dapat menular dengan lebih mudah antar manusia.

Sel manusia terinfeksi virus flu burung

Sel manusia yang terinfeksi virus avian influenza H5N1 (filamen biru).

Steve Gschmeissner/Sumber Sains

Para ilmuwan telah menemukan bahwa H5N1, jenis virus flu burung yang sangat patogen yang saat ini beredar di sapi perah AS, hanya memerlukan satu mutasi agar dapat dengan mudah menempel pada sel manusia yang terdapat di saluran pernapasan bagian atas. Temuannya, diterbitkan hari ini di Sains, menggambarkan jalur satu langkah yang potensial bagi virus untuk menjadi lebih efektif dalam penularan ke manusia—dan dapat berdampak besar terhadap wabah baru jika mutasi tersebut menyebar luas.

Virus flu burung dipenuhi dengan protein permukaan yang memungkinkannya berikatan dengan reseptor sel burung, yang memungkinkan virus memasuki sel. Reseptor sel pada burung berbeda dengan manusia, namun variasinya “sangat halus,” kata James Paulson, rekan penulis studi dan ahli biokimia di Scripps Research. “Untuk virus pandemi H5N1 yang baru, kami tahu bahwa virus ini perlu mengubah spesifisitas reseptor dari tipe burung ke tipe manusia. Jadi, apa yang diperlukan?” Yang mengejutkan dia dan rekan penulisnya, peralihan tersebut hanya memerlukan satu perubahan genetik.

Kelompok tertentu, atau klad, H5N1 yang menyebabkan wabah saat ini pertama kali terdeteksi di Amerika Utara pada tahun 2021 dan telah menginfeksi berbagai populasi hewan, termasuk burung liar, beruang, rubah, berbagai mamalia laut, dan yang terbaru, sapi perah. Sejak wabah H5N1 di peternakan sapi perah Amerika dimulai pada musim semi ini, kasus pada manusia sebagian besar disebabkan oleh ayam atau sapi yang sakit, dan sebagian besar infeksi pada manusia terjadi pada tingkat ringan di antara pekerja peternakan yang berisiko tinggi tertular (dengan beberapa pengecualian). Belum ada tanda-tanda penularan dari manusia ke manusia—dan preferensi virus untuk mengikat reseptor merupakan penghalang utama penularan.


Tentang mendukung jurnalisme sains

Jika Anda menikmati artikel ini, pertimbangkan untuk mendukung jurnalisme pemenang penghargaan kami berlangganan. Dengan membeli langganan, Anda membantu memastikan masa depan cerita yang berdampak tentang penemuan dan ide yang membentuk dunia kita saat ini.


“Ini jelas spekulatif, tetapi semakin baik virus tersebut berikatan dengan reseptor manusia—ini tidak baik karena dapat menyebabkan penularan dari manusia ke manusia,” kata Jenna Guthmiller, ahli imunologi di Kampus Medis Universitas Colorado Anschutz, yang tidak terlibat dalam penelitian baru

Para penulis penelitian berfokus pada perubahan salah satu protein permukaan H5N1, hemagglutinin, yang mengandung situs pengikatan yang memungkinkan virus menempel pada reseptor sel inang dan memulai infeksi. Para peneliti menghasilkan protein virus dari rangkaian genetik virus yang diisolasi dari kasus manusia pertama di Texas, yang terjadi pada seseorang yang menderita flu burung setelah terpapar pada ternak yang terinfeksi. Tidak ada virus hidup yang digunakan dalam percobaan. Kemudian para ilmuwan merekayasa berbagai mutasi berbeda ke dalam rantai asam amino hemagglutinin, atau bahan penyusun protein. Mutasi tunggal yang menukar asam amino ke-226 dalam rangkaiannya dengan asam amino lain memungkinkan H5N1 mengalihkan afinitas pengikatannya dari reseptor pada sel burung ke reseptor pada sel manusia di saluran pernapasan bagian atas.

Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa beberapa mutasi influenza, termasuk yang diuji dalam makalah baru, penting dalam pengikatan reseptor pada manusia, kata Guthmiller. Perubahan genetik ini telah ditandai pada subtipe virus influenza sebelumnya yang menyebabkan pandemi pada manusia, seperti yang terjadi pada tahun 1918 dan 2009. Namun virus masa lalu biasanya memerlukan setidaknya dua mutasi agar berhasil mengalihkan preferensi mereka ke reseptor manusia, jelas rekan penulis Ian Wilson. seorang ahli biologi struktural dan komputasi di Scripps. “Ini mengejutkan. Ini hanya mutasi tunggal [that] cukup untuk mengubah spesifisitas reseptor,” katanya.

Paulson menambahkan bahwa mutasi tertentu yang diuji oleh para ilmuwan dalam studi baru ini sebelumnya telah diselidiki selama wabah H5N1 pada ayam dan beberapa manusia pada tahun 2010, namun mutasi tersebut tidak mempengaruhi pengikatan virus pada reseptor manusia. “Tetapi virus ini telah berubah secara halus,” kata Paulson. “Sekarang mutasi itulah yang menyebabkan perubahan.”

Wilson dan Paulson mencatat bahwa protein H5N1 yang bermutasi dalam penelitian mereka berikatan lemah dengan reseptor manusia namun lebih kuat dibandingkan virus H1N1 tahun 2009, yang menyebabkan pandemi “flu babi” pada manusia. “Infeksi dini adalah hal yang kami khawatirkan untuk memulai pandemi, dan kami yakin lemahnya ikatan yang kami lihat pada mutasi tunggal ini setidaknya setara dengan virus pandemi yang diketahui pada manusia,” kata Paulson. Studi tersebut mengidentifikasi mutasi kedua di wilayah lain hemagglutinin, asam amino pada posisi 224, yang selanjutnya dapat meningkatkan kemampuan mengikat virus jika dikombinasikan dengan mutasi 226.

Guthmiller tidak terkejut dengan temuan ini, mengingat pentingnya mutasi 226 dalam preferensi reseptor flu, namun menambahkan, “Belum pernah sehebat ini ketika Anda melihat bahwa hanya dibutuhkan satu mutasi.” Studi ini “juga memberi kita gambaran tentang apa yang harus kita cari dan bagian mana dari protein hemagglutinin yang harus kita fokuskan untuk lebih memahami potensinya untuk mengubah dan menginfeksi kita.”

Seorang remaja di Kanada baru-baru ini dirawat di rumah sakit dalam kondisi kritis akibat flu burung dengan paparan yang tidak diketahui. Pengurutan genetik, yang menunjukkan strain H5N1 serupa dengan yang beredar pada unggas Kanada, mendeteksi mutasi pada dua posisi, salah satunya berada pada posisi 226 yang sama seperti yang diteliti dalam makalah baru. Para ilmuwan tidak mengetahui apakah mutasi tersebut bertanggung jawab atas kondisi buruk yang dialami remaja tersebut, namun beberapa pihak menyatakan kekhawatiran bahwa perubahan tersebut mungkin merupakan tanda adanya virus yang berpotensi beradaptasi dengan sel manusia.

Paulson mengatakan masih terlalu dini untuk menarik kesimpulan atau persamaan antara kasus remaja tersebut dan temuan penelitian. Asam amino yang dimodifikasi para peneliti dalam penelitian tersebut tidak sama dengan urutan virus kasus Kanada, misalnya, katanya. “Ada banyak pembicaraan yang mengatakan, 'Ya ampun, asam amino itu bermutasi,' tetapi belum ada bukti bahwa hal itu benar-benar akan memberi kita kekhususan yang kita perlukan untuk penularan ke manusia,” kata Paulson. Namun dia menambahkan, kasus ini tetap penting.

Sebagian besar kasus flu burung pada manusia yang dilaporkan tahun ini bersifat ringan. Pada wabah di masa lalu, H5N1 telah menyebabkan penyakit pernapasan parah karena kecenderungannya untuk mengikat sel-sel di saluran pernapasan bagian bawah, jelas Guthmiller. “Anda pada dasarnya menyebabkan virus pneumonia,” katanya. “Tetapi jika Anda meningkatkan pengikatan pada reseptor manusia yang ada di saluran pernapasan bagian atas,” seperti yang dilakukan penelitian ini, “kemungkinan besar gejalanya akan terlihat seperti gejala flu biasa.” Meski begitu, virus yang menyerang saluran pernafasan bagian atas, termasuk hidung dan tenggorokan, lebih mungkin menyebar melalui batuk dan bersin, katanya, yang dapat menyebabkan penyebaran lebih besar melalui kontak manusia.

Peningkatan pengikatan reseptor tidak serta merta menyebabkan penyakit dengan sendirinya. Beberapa faktor lain juga penting, seperti kemampuan virus untuk bereplikasi dan berkembang biak di dalam tubuh. Tapi melekat pada sel adalah langkah pertama, kata Paulson. “Keajaiban yang kami harap tidak terjadi adalah semua hal itu terjadi secara bersamaan sehingga kami memilikinya terlebih dahulu [human-to-human] menular dan itu menjadi virus pandemi,” ujarnya.



Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Proudly powered by WordPress | Theme: Funky Blog by Crimson Themes.