Вчені з Університету Північної Кароліни в Шарлотті (UNC Charlotte) та Массачусетського технологічного інституту (MIT) використали високопродуктивне комп’ютерне моделювання для аналізу тисяч взаємодій між вірусними білками та антитілами, що виявило зниження ефективності імунної відповіді. Їхнє дослідження припускає, що мутації H5N1 можуть незабаром дозволити передачу вірусу від людини до людини, що викликає побоювання щодо можливого початку пандемії. Вірус вже поширився серед диких птахів, домашньої птиці, великої рогатої худоби та навіть фермерських працівників, що підкреслює нагальну потребу у швидкій розробці вакцин.
Стрімка еволюція H5N1 створює дедалі більшу загрозу
Команда дослідників із UNC Charlotte використала передові методи комп’ютерного моделювання для вивчення взаємодії вірусу пташиного грипу H5N1 з імунною системою. Їхні результати показують, що вірус мутує таким чином, що допомагає йому уникати імунного захисту – як після перенесеної інфекції, так і після вакцинації у ссавців.
Дослідження, опубліковане 17 березня в журналі eBioMedicine (що входить до сімейства The Lancet), привертає увагу до нагальних проблем. Оскільки пташиний грип продовжує поширюватися по всьому світу, він становить серйозний ризик не лише для сільського господарства, а й для здоров’я людей.
Ослаблення ефективності антитіл викликає занепокоєння
Дослідники виявили чітку тенденцію: антитіла стають менш ефективними проти нових штамів H5N1. Це «погіршення афінності антитіл» вказує на те, що майбутні версії вірусу можуть стати ще складнішими для розпізнавання і знищення імунною системою, що підвищує ризик передачі між людьми. Головний автор дослідження – доктор Колбі Т. Форд, запрошений науковий співробітник Центру CIPHER при UNC Charlotte та засновник біотехнологічної консалтингової компанії Tuple, LLC.
Форд пояснює, що швидка адаптація вірусу означає:
«Якщо створити вакцину проти H5N1 на основі попереднього вірусного штаму, її ефективність буде нижчою, враховуючи масштаби еволюції вірусу за останні роки».
Отже, дослідження UNC Charlotte дає вказівки щодо необхідності адаптації вакцин до швидко змінюваних штамів вірусу.
До команди UNC Charlotte входять студенти Ширіш Яса, Халед Обеїд та Саял Гіралес-Медрано під керівництвом доцента кафедри біоінформатики Річарда Аллена Вайта III та співдиректора CIPHER Деніела Джейніса. Також вони співпрацювали з науковцями MIT – доктором Рафаелем Хаймсом III та доктором Філіпом Дж. Томезко.
Антигенний дрейф та підвищений ризик передачі
Аналізуючи швидку зміну господарів вірусу та останні мутації, дослідники встановили, що «безперервна передача H5N1 від птахів до ссавців та зростання частки штамів з імуноевейзивним гемаглютиніном (HA) свідчить про те, що антигенний дрейф є джерелом зоонозного ризику».
У статті «Масштабне комп’ютерне моделювання варіантів грипу H5 проти HA1-нейтралізуючих антитіл» команда UNC Charlotte опублікувала результати аналізу 1 804 взаємодій між вірусними білками та антитілами. Дослідження включало фізичне моделювання зв’язування сучасних вірусних білків гемаглютиніну з нейтралізуючими антитілами, отриманими від інфікованих пацієнтів та вакцинованих осіб у період з 1996 по 2018 рік.
Комп’ютерне моделювання показує тривожні тенденції
Використовуючи високопродуктивне моделювання, дослідники зафіксували «тенденцію до послаблення зв’язку між антитілами та новими ізолятами вірусу H5 з плином часу». Через важливість для громадського здоров’я результати дослідження були оприлюднені у вигляді препринта ще в липні 2024 року – до завершення рецензування. Вчені змогли виконати це дослідження всього через три місяці після першого зареєстрованого випадку передачі H5N1 від корови людині в Техасі.
Глобальні науковці погоджуються, що «вірус H5N1 залишається одним із головних кандидатів на пандемічну загрозу», як повідомлялось у журналі Science у грудні 2024 року.
Спалах H5N1 серед ссавців і домашньої птиці
Станом на сьогодні передача вірусу від людини до людини не була зареєстрована. Проте у великої рогатої худоби щонайменше в 17 штатах США виявлено позитивні результати на H5N1, а також мільйони випадків серед диких птахів, дрібних ссавців, комерційної птиці та інших сільськогосподарських тварин.
Між січнем 2022 року та березнем 2025 року Центри з контролю та профілактики захворювань США повідомили:
- 12 510 спалахів серед диких птахів у США
- 51 юрисдикцію з випадками пташиного грипу серед диких птахів
- 166 417 923 уражені домашні птахи
- 70 випадків зараження H5N1 серед людей у США, один з яких був смертельним
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, вірус H5N1 спричинив 466 смертей у всьому світі з січня 2003 року.
Швидка реакція – ключ до боротьби з вірусом
Багато експертів вважають, що вакцини стануть критичним інструментом у стримуванні можливої пандемії пташиного грипу, оскільки вірусні штами адаптуються до нових господарів-ссавців. Дослідники UNC Charlotte в eBioMedicine пишуть, що їхні висновки «вказують на можливий перехід вірусу від епідемічного до пандемічного статусу в найближчому майбутньому».
Вчені наголошують:
«Послаблення здатності антитіл зв’язуватися з вірусом у поєднанні зі зростаючою передачею від птахів до ссавців є серйозною загрозою для здоров’я людей».
Комп’ютерне моделювання – ключовий інструмент підготовки
Доктор Джейніс пояснює, що високопродуктивне моделювання є шляхом до «оперативного розуміння біологічних варіацій» та коригування стратегій вакцинації й контролю інфекцій. З огляду на швидкість еволюції вірусу, такі дослідження відіграють критичну роль у запобіганні новим пандеміям.