Análisis de la variabilidad genética de 14 virus de influenza porcina circulantes en explotaciones comerciales de las regiones de mayor productividad en Colombia durante el periodo de 2008 a 2013

Abstract

La influenza porcina es una enfermedad respiratoria aguda ocasionada por un virus del género influenza tipo A, afectando diferentes especies de aves y mamíferos incluidos el humano. En cerdos, la influenza se asociada al complejo de enfermedades respiratorias porcinas (CERP), el cual afecta principalmente a cerdos en crecimiento y finalización, y se caracteriza por producir un crecimiento lento de los animales, disminución en la eficiencia alimenticia letargia, anorexia, fiebre y tos. Desde el punto de vista de salud pública, la influenza porcina plantea problemas debido a que el cerdo juega un papel importante como mediador en la transmisión inter-especie del virus y en la generación de nuevos subtipos virales. En Colombia, la infección por el virus de influenza en cerdos ha sido detectada desde hace más de cuarenta años y recientemente se han aislado cepas de virus de influenza del tipo H1N1, lo que plantea la necesidad de caracterizar molecularmente a los virus circulantes en el país para detectar mutaciones potencialmente implicadas con el aumento de la virulencia de las cepas, posibles cambios asociados a la resistencia antiviral y a las variaciones antigénicas que permiten la evasión del sistema inmune del huésped. Con el fin de profundizar en estos temas, se realizó el análisis de la variabilidad de los virus de influenza porcina aislados y reportados en Colombia provenientes de las regiones de mayor productividad porcícola entre los años 2008 a 2013, determinando los cambios en la secuencia de nucleótidos y de aminoácidos de los genes HA y NA, de importancia evolutiva para el virus, además del análisis filogenético del gen de la neuraminidasa (NA) y Hemaglutinina (HA) de estos agentes, para establecer relaciones evolutivas con virus de influenza porcina reportados a nivel mundial. La mayoría de los cambios encontrados en las secuencias de nucleótidos para el gen HA y NA, correspondieron a mutaciones sinónimas que no produjeron cambios en la secuencia de la proteína, y los cambios que fueron asociados con mutaciones no sinónimas, no han sido reportados en la literatura como causantes de cambio en la antigenicidad de las proteínas. Con respecto a los posiciones en las secuencias de HA y NA, que representan importancia evolutiva, estas se relacionaron principalmente con diferencias encontradas a nivel de afinidad y avidez por la unión a los receptores de ácido siálico de las células huésped para el gen HA, para el gen NA, las posiciones que determinan resistencia hacia antivirales no fueron identificadas para ninguno de los virus de influenza porcina Colombianos. Además, los análisis filogenéticos permitieron establecer las relaciones a nivel del gen HA y NA de los virus de influenza porcina Colombianos con respecto a cepas reportadas mundialmente de los virus de subtipo H1N1 clásicos y pandémicos, evidenciando relaciones cercanas con cepas Americanas y Asiáticas tanto para los virus clásicos como para los virus pandémicos colombianos analizados. Estos hallazgos contribuyen a nuestra comprensión del curso de la evolución genética y antigénica de los virus de Influenza porcina circulantes en las poblaciones de cerdos de Colombia, y en consecuencia, contribuyen al estudio y selección de posibles métodos de control contra este agente infeccioso.

Abstract. Swine influenza is a respiratory disease caused by influenza virus type A, which affects different species of birds and mammals including humans. SIV is associated to the porcine respiratory and reproductive syndrome in pigs, a disease complex causing stunting, a decrease in feed intake, lethargy, anorexia, fever and cough. Swine influenza virus is a major concern from the public health point of view, due to the fact that the pig has a major role as an intermediate host that contributes to the genesis of new viruses with pandemic potential. In Colombia, influenza virus infection in pigs has been present for over forty years, but only until recently there was viral isolation of field strains. The fact that classic and pandemic swine influenza viruses of the H1N1 subtype were isolated from the main swine producing regions of the country demonstrates that there is a need to know the molecular characteristics of these viruses in order to establish if they suffered changes that could be related to increased virulence, antiviral resistance or antigenic changes that can evade the host immune response . In order to achieve this goal, an analysis of the variability at the nucleotide and amino acid level of the sequence of the hemagglutinin (HA) and neuraminidase (NA) genes of swine influenza viruses reported in Colombia between 2008-2013, was performed. The study looked for changes of evolutionary significance, and phylogenetic trees were constructed accordingly to establish evolutionary relationships with swine influenza virus reported worldwide. Most of the changes found at the nucleotide sequences for the HA and NA genes, corresponded to synonymous mutations that did not result in changes at the protein level, and the changes that were associated with non-synonymous mutations, have not yet been reported in the literature as a cause of change in the antigenicity of these proteins. The positions in the sequences of HA and NA with evolutionary significance were related to differences associated with the affinity and avidity for the recognition of different conformation of sialic acid receptors in the host cells., Changes at the positions related to antivirals resistance were not identified in any of the Colombian swine flu viruses of this study. The phylogenetic analysis of the HA and NA genes of the classic and pandemic Colombian H1N1 swine influenza viruses showed that these were closely related to American and Asian strains. These findings contribute to our understanding of the course of genetic and antigenic evolution of influenza viruses circulating in pig populations of Colombia, and therefore provide insights in the development of control strategies against this infectious agent.