'Supermap' dell'influenza aviaria Determina New Info On origine e la diffusione

Maggio 21, 2016 Admin Salute 0 1
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Un team di esperti biomedici, guidato da Daniel Janies, un assistente professore nel dipartimento di informatica biomedica presso la Ohio State University, ha utilizzato il software speciale per creare un albero evolutivo delle mutazioni del virus. Hanno usato Keyhole Markup Language in Google Earth per proiettare l'albero sul mondo e quindi ha scelto i colori ed i simboli per indicare diversi host che trasportano il virus e dove vivono. TimeSpan, un'altra funzione in Google Earth, ha permesso loro di animare la diffusione del virus negli ultimi dieci anni.

La mappa è pieno zeppo di informazioni aggiuntive. Cliccando su un sottotipo virale specifico genera una finestra di popup che rivela mutazioni diagnostiche che distinguono un ceppo del virus da un altro, e tutti i dati è legata al National Institute of Health GenBank.




"La mappa ci offre un nuovo modo di vedere il virus in azione e capire quello che è - e non è - fare", dice Janies. "Ci ha permesso di confrontare i risultati sui virus nel mondo reale contro ipotesi preesistenti circa la diffusione del virus H5N1 che provengono da studi di laboratorio."

Il virus dell'influenza aviaria è stato rilevato in uccelli acquatici selvatici in Guangdong, Cina nel 1996. poi diffusa ai polli e gli esseri umani ad Hong Kong l'anno successivo. Dal 1997 fino al 2005, è emerso in diversi paesi del sud-est asiatico e la diffusione via più host in tutta Cina centrale e meridionale, Russia, Medio Oriente e India. Ad oggi, i focolai sono stati riportati fino ad ovest l'Europa e l'Africa e in Estremo Oriente come Giappone, Corea e Indonesia.

Nel creare il supermap, i ricercatori hanno studiato i dati genetici di 351 isolati del virus. Erano particolarmente interessati a scoprire se alcuni host portavano specifiche forme di virus e di cui i virus mutazioni specifiche svolte consentono trasmissione all'uomo.

"Abbiamo trovato la visualizzazione di più livelli di informazioni molto utili nella generazione di ipotesi si potrebbe verificare attraverso l'analisi statistica dei dati di mutazione abbiamo organizzato nell'albero evolutivo", dice Janies. "I risultati ci hanno aiutato a capire se le mutazioni che sembrano essere associati con alcuni host o regioni geografiche apparso per caso, o se erano veri adattamenti del virus, come si è diffuso."

I virus influenzali sono classificati in base a diversi criteri: sia che provengano da animali o esseri umani, e l'attività di due proteine ​​chiave che siedono sulla superficie del virus, hemaglutinin (HA) e neuraminidasi (NA). HA aiuta il virus "bastone" per una cellula ospite e infettare esso; NA aiuta la fuga del virus dalla cella e la diffusione ad altre cellule e gli host. In passato, gli scienziati hanno ipotizzato che se un ceppo del virus emerso che abilitato umana a uomo trasmissione, sarebbe probabilmente coinvolgere mutazioni in queste due proteine.

Janies ei suoi colleghi non hanno trovato alcun genotipi associati a mutazioni in queste due proteine ​​di superficie che sono risultati significativamente associati con qualsiasi tipo specifico di host. Essi hanno però trovare una forte associazione tra un genotipo specifica (lisina-627 in polimerasi proteina basica del virus) e ospiti mammiferi nel campo.

"Anche se questo genotipo non è esclusivo per i mammiferi, noi pensiamo che sia importante monitorare come questo particolare mutazione si diffonde perché sembra essere così infettivo e letale nei topi", dice Janies.

Per ora, sembra che il virus H5N1 non è altamente trasmissibili all'uomo o tra gli esseri umani. Ma questo potrebbe cambiare rapidamente. Gli scienziati dicono che, mutazioni imprevedibili emergenti potrebbero dotare il virus con solo ciò di cui ha bisogno per passare più agilmente tra le specie, e gli esperti dicono che una pandemia sarebbe disastrosa. I Centri per il Controllo e la Prevenzione delle Malattie stima che dal 15 al 35 per cento della popolazione umana negli Stati Uniti potrebbero essere infettati con un costo che va da 71 miliardi dollari a 166 dollari billion.According l'Organizzazione Mondiale della Sanità, che ha il compito di rintracciare i dati H5N1, ci sono stati 291 casi di malattia negli esseri umani dal momento che il focolaio iniziale, e 172 morti.

Janies dice il supermap è universalmente applicabile a monitorare la diffusione di agenti infettivi, aggiungendo che il suo gruppo sta già lavorando sulla mappatura di altre malattie, come la SARS. Egli osserva che nonostante i recenti sforzi per stimolare la collaborazione e la pubblicazione di tutti i dati riguardanti il ​​virus H5N1, una notevole quantità di informazioni genomiche rimane in mani private. Ciò, da solo, significa mappa corrente è incompleta, nel migliore dei casi. Egli osserva inoltre che, mentre vi è buoni dati in un certo numero di banche dati pubbliche, quelle sequenze genetiche non sono ben annotati, con informazioni su specie ospiti - siano essi selvatici o domestici, per esempio.

Eppure, il supermap può offrire investigatori un nuovo modo di condividere le informazioni sui nuovi focolai e prevedere dove i funzionari della sanità pubblica devono agire rapidamente per iniziare contromisure. "C'è stato un caso interessante nel 2004, dove alcune aquile infette sono stati illegalmente contrabbandati dalla Thailandia in Belgio", spiega Janies. "Mentre gli uccelli sono stati confinati in modo rapido e il virus non si è diffuso a quel punto, i casi si sono presentati come un chiaro anomalia nostra mappa, riflettendo un caso in cui il commercio illegale ha permesso al virus di fare un enorme salto geografico."

Il progetto ha coinvolto un mix altamente qualificato di esperti in sistemi di fisica, biologia, geografia e di informazione per gestire la complessità dei dati coinvolti. Co-autori includono Habib Farhat, dal reparto di OSU di fisica; Andrew Hill e Robert Guralnick, presso l'Università del Colorado; e Eric Waltari e Ward Wheeler, dal Museo Americano di Storia Naturale.

Lo studio appare in linea questa settimana nel numero di aprile di Biologia sistematica.

I finanziamenti per il progetto è venuto dal National Institutes of Health e il Defense Advanced Research Projects Agency.

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