Des prix des œufs aux rappels de nourriture pour animaux de compagnie – et maintenant, confirmation qu'une autre souche de grippe oiseaux a infecté un grand troupeau commercial de poulets de chair dans une ferme du Mississippi – les titres capturent l'escalade des préoccupations concernant la propagation de H5N1.
Selon des résultats récents d'une équipe d'experts en bioinformatique et en génomique à l'Université de Caroline du Nord à Charlotte, le virus s'est déjà adapté pour échapper aux défenses immunologiques (comme celles soulevées par une infection ou une vaccination précédente) chez les mammifères. Le risque pour la santé humaine devrait augmenter à mesure que H5N1 évolue pour mieux infecter les mammifères, selon l'étude.
Cette adaptation rapide signifie que « un vaccin H5N1 réalisé (pour une souche antérieure) aura moins d'efficacité », a déclaré Colby T. Ford, '14, '15 MS, '18 Ph.D., maintenant un érudit invité en science des données du Centre de l'intelligence informatique de l'UNC Charlotte pour prédire la santé et les risques environnementaux (Cipher).
La recherche de l'UNC Charlotte pourrait s'avérer pivot (tout comme une étude similaire du même groupe sur les mutations Covid-19 il y a plusieurs années) que les dirigeants mondiaux pèsent la réponse de santé publique à la grippe aviaire.
« Nous entrons dans une toute nouvelle ère d'épidémiologie moléculaire dans laquelle nous fournissons une perspicacité fonctionnelle au-delà de la surveillance des maladies », a déclaré Dan Janies, Ph.D., codirecteur de chiffrement et le professeur distingué de Carol Grotnes Belk en bioinformatique et génomique.
« Les grands ensembles de données peuvent être analysés rapidement avec l'informatique haute performance et l'intelligence artificielle pour évaluer notre préparation à des problèmes importants tels que H5N1, qui se propage rapidement à de nouveaux hôtes et régions, y compris les bovins américains et les travailleurs agricoles. »
Janies et Ford, ainsi que le professeur adjoint de bioinformatique Richard Allen White III, Ph.D., dirigé les étudiants Shirish Yasa, Khaled Obeid et Sayal Guirales-Medrano dans l'étude révolutionnaire, publiée après examen par les pairs en ebiomedicine le 17 mars.
Analyse des interactions d'anticorps H5N1
Bien que la grippe aviaire n'ait pas encore atteint la transmission humaine à l'humain, elle est déjà considérée comme une pandémie parmi les animaux.
Le virus a infecté de petits mammifères et des centaines d'espèces d'oiseaux sauvages et domestiques et ces dernières années, H5N1 a étendu sa portée à des mammifères plus grands, y compris les bovins. Ce changement dans la gamme d'hôtes augmente considérablement le risque d'infection humaine, en particulier à mesure que le virus évolue pour échapper aux défenses immunitaires.
Comme l'explique Ford, l'affaiblissement de l'affinité de liaison des anticorps aux souches virales plus récentes signifie que nous pourrions faire face à une souche H5N1 capable d'infecter efficacement les humains, avec des conséquences potentiellement graves.
Les données et les résultats de l'équipe Cipher peuvent aider les décideurs de la santé publique à être plus prospective dans l'effort de contenir H5N1.
« Grâce à la grande échelle des performances élevées et du cloud computing, nous utilisons l'IA et d'autres outils de modélisation pour répondre à ces questions sur le plan calculant », explique Ford. « Dans cette étude, notre objectif est d'être plus tourné vers l'avant pour prédire les impacts potentiels sur la santé de la grippe H5N1 avant qu'un événement majeur ne nous prenne au dépourvu. »
La grippe aviaire saute aux vaches, maintenant les humains
Alors que beaucoup appellent le virus comme une simple «grippe oiseau», les scientifiques ont longtemps surveillé la grippe aviaire pour constater qu'il s'agit en effet d'un virus zoonotique – ce qui signifie qu'il peut et passe des oiseaux aux mammifères, comme les vaches et les humains. Les recherches de l'UNC Charlotte indiquent que les lignées actuelles du virus sont également capables d'infecter les cellules d'oiseaux et de mammifères.
En fait, les souches H5N1 les plus récentes montrent que les signes du virus peuvent se reproduire beaucoup plus facilement chez les mammifères qu'auparavant.
Les recherches les plus à jour de l'équipe de l'UNC Charlotte documentent les «Capacités de renforcement des capacités d'évasion immunitaire» de H5N1.
Dans un manuscrit préparatoire du 17 mars (subissant une revue par les pairs), les chercheurs expliquent qu'un gène spécifique du virus a changé au fil du temps – permettant à la grippe aviaire d'améliorer sa capacité à détourner les cellules de mammifères.
Ainsi que les recherches antérieures publiées par ebiomedicineles résultats fournissent un aperçu urgent car la grippe aviaire constitue une menace continue pour les intérêts agricoles mondiaux et augmente les alarmes croissantes pour la santé humaine.
La capacité de l'équipe à modéliser l'évolution de H5N1 dans les mesures en temps réel à quelle vitesse le virus peut changer, ce qui est essentiel lorsqu'il s'agit d'anticiper et de répondre aux menaces de santé publique.
Comme le souligne Janies: « Lorsque vous étudiez quelque chose d'aussi rapide qu'un virus, la vitesse est essentielle. »
Efficacité du vaccin, contrôle des infections
À l'UNC Charlotte, les chercheurs du corps professoral et des étudiants ont analysé les interactions des immunoprotéines des variantes de la grippe aviaire depuis près d'un an.
En raison des outils de calcul qu'ils avaient assemblés pendant la pandémie SARS-COV-2, l'équipe a publié pour la première fois les résultats de pré-imprimé sur les lignées virales H5N1 en juillet 2024 – quatre mois seulement après qu'un travailleur agricole au Texas a été confirmé comme infecté par une vache.
Via la modélisation de calcul haute performance, l'équipe a analysé plus de 1 800 interactions d'anticorps protéiques viraux pour suivre comment les protéines de l'hémagglutinine (HA) de H5N1 (HA) – les composants clés utilisés par le virus pour entrer dans les cellules hôtes – ont évolué. Les résultats suggèrent que le virus est de plus en plus capable de se lier aux anticorps générés par les infections ou les vaccinations précédentes, signalant un affaiblissement de la réponse immunitaire au fil du temps.
La modélisation de calcul haute performance est une voie pour l'écaillage à plusieurs angles de variation biologique à la vitesse et à l'échelle. Il nous aide à régler notre intuition sur les bonnes approches pour l'efficacité des vaccins et le contrôle des infections à mesure que les virus évoluent. «
Dan Janies, Ph.D., co-réalisateur de Cipher et le professeur distingué de Carol Grotnes Belk en bioinformatique et en génomique
