Browsing by Author "Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván"

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    Cross-species and mammal-to-mammal transmission of clade 2.3.4.4b highly pathogenic avian influenza A/H5N1 with PB2 adaptations
    (2025) Pardo Roa, Catalina; Nelson, Martha I.; Ariyama, Naomi; Aguayo, Carolina; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Gonzalez-Reiche, Ana S.; Muñoz, Gabriela; Ulloa, Mauricio; Avila, Claudia; Navarro, Carlos; Reyes, Rodolfo; Castillo Torres, Pablo Nicolás; Mathieu, Christian; Vergara, Ricardo; Gonzalez, Alvaro; Gonzalez, Carmen Gloria; Araya, Hugo; Castillo, Andres; Torres, Juan Carlos; Covarrubias, Paulo; Bustos, Patricia; van Bakel, Harm; Fernandez, Jorge; Fasce, Rodrigo A.; Johow, Magdalena; Neira, Victor; Medina, Rafael
    Highly pathogenic H5N1 avian influenza viruses (HPAIV) belonging to lineage 2.3.4.4b emerged in Chile in December 2022, leading to mass mortality events in wild birds, poultry, and marine mammals and one human case. We detected HPAIV in 7,33% (714/9745) of cases between December 2022-April 2023 and sequenced 177 H5N1 virus genomes from poultry, marine mammals, a human, and wild birds spanning >3800 km of Chilean coastline. Chilean viruses were closely related to Peru's H5N1 outbreak, consistent with north-to-south spread down the Pacific coastline. One human virus and nine marine mammal viruses in Chile had the rare PB2 D701N mammalian-adaptation mutation and clustered phylogenetically despite being sampled 5 weeks and hundreds of kilometers apart. These viruses shared additional genetic signatures, including another mammalian PB2 adaptation (Q591K, n = 6), synonymous mutations, and minor variants. Several mutations were detected months later in sealions in the Atlantic coast, indicating that the pinniped outbreaks on the west and east coasts of South America are genetically linked. These data support sustained mammal-to-mammal transmission of HPAIV in marine mammals over thousands of kilometers of Chile's Pacific coastline, which subsequently continued through the Atlantic coastline.
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    Cross-species and mammal-to-mammal transmission of clade 2.3.4.4b highly pathogenic avian influenza A/H5N1 with PB2 adaptations
    (2025) Pardo Roa, Catalina; Nelson, Martha I.; Ariyama, Naomi; Aguayo, Carolina; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Gonzalez-Reiche, Ana S.; Muñoz, Gabriela; Ulloa, Mauricio; Avila, Claudia; Navarro, Carlos; Reyes, Rodolfo; Castillo Torres, Pablo Nicolás; Mathieu, Christian; Vergara, Ricardo; Gonzalez, Alvaro; Gonzalez, Carmen Gloria; Araya, Hugo; Castillo, Andres; Torres, Juan Carlos; Covarrubias, Paulo; Bustos, Patricia; van Bakel, Harm; Fernandez, Jorge; Fasce, Rodrigo A.; Johow, Magdalena; Neira, Victor; Medina, Rafael
    Highly pathogenic H5N1 avian influenza viruses (HPAIV) belonging to lineage 2.3.4.4b emerged in Chile in December 2022, leading to mass mortality events in wild birds, poultry, and marine mammals and one human case. We detected HPAIV in 7,33% (714/9745) of cases between December 2022-April 2023 and sequenced 177 H5N1 virus genomes from poultry, marine mammals, a human, and wild birds spanning >3800 km of Chilean coastline. Chilean viruses were closely related to Peru's H5N1 outbreak, consistent with north-to-south spread down the Pacific coastline. One human virus and nine marine mammal viruses in Chile had the rare PB2 D701N mammalian-adaptation mutation and clustered phylogenetically despite being sampled 5 weeks and hundreds of kilometers apart. These viruses shared additional genetic signatures, including another mammalian PB2 adaptation (Q591K, n = 6), synonymous mutations, and minor variants. Several mutations were detected months later in sealions in the Atlantic coast, indicating that the pinniped outbreaks on the west and east coasts of South America are genetically linked. These data support sustained mammal-to-mammal transmission of HPAIV in marine mammals over thousands of kilometers of Chile's Pacific coastline, which subsequently continued through the Atlantic coastline.
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    Cross-species transmission and PB2 mammalian adaptations of highly pathogenic avian influenza A/H5N1 viruses in Chile
    (2023) Pardo Roa, Catalina; Nelson, Martha I.; Ariyama, Naomi; Aguayo, Carolina; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Muñoz, Gabriela; Navarro, Carlos; Ávila, Claudia; Ulloa, Mauricio; Reyes, Rodolfo; Fuentes Luppichini, Eugenia Lucía Angélica; Mathieu, Christian; Vergara, Ricardo; González, Álvaro; González, Carmen Gloria; Araya, Hugo; Fernández, Jorge; Fasce, Rodrigo; Johow, Magdalena; Medina, Rafael; Neira, Víctor
    H5N1 highly pathogenic avian influenza viruses (HPAIV) emerged in wild birds in Chile in December 2022 and spilled over into poultry, marine mammals, and one human. Between December 9, 2022 – March 14, 2023, a coordinated government/academic response detected HPAIV by real-time RT-PCR in 8.5% (412/4735) of samples from 23 avian and 3 mammal orders. Whole-genome sequences obtained from 77 birds and 8 marine mammals revealed that all Chilean H5N1 viruses belong to lineage 2.3.4.4b and cluster monophyletically with viruses from Peru, indicating a single introduction from North America into Peru/Chile. Mammalian adaptations were identified in the PB2 segment: D701N in two sea lions, one human, and one shorebird, and Q591K in the human and one sea lion. Minor variant analysis revealed that D701N was present in 52.9 – 70.9% of sequence reads, indicating the presence of both genotypes within hosts. Further surveillance of spillover events is warranted to assess the emergence and potential onward transmission of mammalian adapted H5N1 HPAIV in South America.
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    Highly Pathogenic Avian Influenza A(H5N1) Clade 2.3.4.4b Virus in Wild Birds, Chile
    (2023) Ariyama, Naomi; Pardo-Roa, Catalina; Muñoz, Gabriela; Aguayo, Carolina; Ávila, Claudia; Mathieu, Christian; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Medina, Rafael; Brito, Barbara; Johow, Magdalena; Neira, Víctor
    In December 2022, highly pathogenic avian influenza A(H5N1) clade 2.3.4.4b virus emerged in Chile. We detected H5N1 virus in 93 samples and obtained 9 whole-genome sequences of strains from wild birds. Phylogenetic analysis suggests multiple viral introductions into South America. Continued surveillance is needed to assess risks to humans and domestic poultry.
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    Long-lasting neutralizing antibody responses in SARS-CoV-2 seropositive individuals are robustly boosted by immunization with the CoronaVac and BNT162b2 vaccines
    (2021) Muena, Nicolás A.; García Salum, Tamara Cristal; Pardo Roa, Catalina; Serrano García, Eileen Francisca; Levicán Asenjo, Jorge Enrique; Avendaño, María José; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Valenzuela Galaz, Gonzalo Hernán; Poblete Cárdenas, Estefany Aracely; Strohmeier, Shirin; Salinas Ortíz, Erick David; Haslwanter, Denise; Dieterle, Maria Eugenia; Jangra, Rohit K.; Chandran, Kartik; González, Claudia; Riquelme Pérez, Arnoldo Javier; Krammer, Florian; Tischler, Nicole D.; Medina, Rafael
    The durability of circulating neutralizing antibody (nAb) responses to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection and their boosting by vaccination remains to be defined. We show that outpatient and hospitalized SARS-CoV-2 seropositive individuals mount a robust neutralizing antibody (nAb) response that peaks at days 23 and 27 post-symptom onset, respectively. Although nAb titers remained higher in hospitalized patients, both study groups showed long-lasting nAb responses that can persist for up to 12 months after natural infection. These nAb responses in previously seropositive individuals can be significantly boosted through immunization with two doses of the CoronaVac (Sinovac) or one dose of the BNT162b2 (BioNTech/Pfizer) vaccines, suggesting a substantial induction of B cell memory responses. Noteworthy, three obese previously seropositive individuals failed to mount a booster response upon vaccination, warranting further studies in this population. Immunization of naïve individuals with two doses of the CoronaVac vaccine or one dose of the BNT162b2 vaccine elicited similar levels of nAbs compared to seropositive individuals 4.2 to 13.3 months post-infection with SARS-CoV-2. Thus, this preliminary evidence suggests that both, seropositive and naïve individuals, require two doses of CoronaVac to ensure the induction of robust nAb titers.
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    Quasispecies diversity and its role in the virulence of the human influenza A virus.
    (2019) Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Medina, Rafael; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    El virus de influenza estacional infectan entre el 5 y el 15% de la población humana cada año, lo que resulta en ∼500,000 muertes en todo el mundo. El virus de influenza estacional está asociada con dos tipos de virus de influenza: A (IAV) y B (IBV). Los virus de influenza pertenecen a la familia de virus Orthomyxoviridae que tienen genomas de ARN de sentido negativo, monocatenarios y segmentados. La segmentación del genoma, permite que el virus intercambie segmentos enteros con otras cepas, lo que facilita los saltos zoonóticos y aumenta la evolución y diversidad viral. Además, debido su polimerasa es propensa a errores debido a su falta de capacidad de corrección, se puede generar una diversidad considerable durante la replicación viral, que genera cambios graduales de nucleótidos que pueden acumularse con el tiempo. Estas fuentes de diversidad son fundamentales para la evolución del virus de la influenza y se han relacionado con marcadores que aumentan la patogénesis. La aparición de cepas pandémicas, las epidemias anuales y las variantes resisitentes a antivirales son ejemplos de cómo la diversidad genética impacta en la virulencia del patógeno. La diversidad de IAV, su arquitectura segmentada, el tamaño de la población y las coinfecciones generan las condiciones para que puedan ocurrir interacciones entre variantes genéticas. En este contexto, la teoría de las cuasiespecies puede contribuir a nuestra comprensión de la dinámica que puede surgir durante las infecciones por IAV. Las cuasiespecies virales se definen como la colección de genomas virales relacionados, sujetos a procesos continuos de variación genética, competencia y selección de la distribución con mayor “fitness”. En el modelo propuesto, tales interacciones entre los miembros de una cuasiespecie alcanzan un estado donde coexisten en un cuasi equilibrio que, en general, beneficia a toda la población. El desarrollo y las mejoras de las tecnologías de secuenciación, generando lecturas más largas y mayor profundidad, brindan nuevas oportunidades para estudiar las cuasiespecies virales. La mayor parte de la investigación se ha centrado en la validación experimental de conceptos introducidos por la teoría de la quasiespecie (es decir, umbral de error, robustez mutacional); para el IAV no existe una descripción clara ni una definición pragmática de las cuasiespecies en el contexto de una infección natural y su posible papel en la patogénesis. En esta tesis, investigamos si la diversidad de cuasiespecies virales modulan la virulencia de IAV. En primer lugar, para comprender mejor la diferencia entre las variantes de virus desde un enfoque funcional, desarrollamos un pipeline bioinformático. El IAV es un patógeno que ha captado la atención de los investigadores durante décadas, y como resultado de eso, hay una cantidad importante y una gran variedad de información. Para la mayoría de sus proteínas se cuenta con una o más estructuras de cristalografía y hay descripciones precisas con evidencia experimental que asocian funciones a diferentes regiones de cada proteína. Nuestro pipeline utiliza esta información resaltando las diferencias de nucleótidos en comparación con una secuencia de consenso, lo que proporciona una mejor comprensión de las funciones de la proteína que podrían verse afectadas en comparación con la secuencia de consenso. En segundo lugar, utilizamos este pipeline para analizar las variantes virales observadas en las secuencias de IAV obtenidas de individuos graves. Esto nos permitió identificar un nuevo aminoácido en la NA que confiere resistencia al antiviral oseltamivir. También identificamos cambios en la HA que probablemente ayuden a evadir la inmunidad preexistente (respuestas de anticuerpos) en un sujeto en particular, lo que sugiere que se trata de una deriva antigénica intra-huésped. Además, estos cambios se detectaron como poblaciones mixtas en muestras secuenciales, lo que indica un cambio dinámico en el tiempo del genoma de IAV. Finalmente, describimos la diversidad de las cuasiespecies experimentalmente in vitro e in vivo en humanos. Usando una combinación de los métodos de secuenciación Illumina y PacBio, medimos las poblaciones virales durante el curso de la infección cuando el IAV se pasó en diferentes sustratos celulares hasta 10 veces. Nuestros análisis revelaron la presencia de un número limitado de variantes IAV, que fluctuaron a lo largo de los pasajes y las réplicas biológicas. La mayoría de las variaciones de un solo nucleótido (SNV) se encontraron a baja frecuencia y rara vez se compartieron entre las réplicas. Sin embargo, encontramos SNV que se fijaron en los ultimos pasajes y, casi siempre, conllevaron un cambio de aminoácidos. Los datos sugieren que, típicamente, había un único genotipo dominante. La diversidad genética se evaluó en individuos infectados con IAV pertenecientes a un grupo severo o a uno no severo. Nuestros análisis genómicos indican una tendencia a tener más SNV en el grupo severo que en el no severo. En el grupo severo, solo el 25% de los SNV fueron de ocurrencia única en un segmento, mientras que el 45% en los no severos, lo que sugiere una dinámica genética diferente entre los dos grupos. Al igual que lo sucedido in vitro, generalmente un genotipo es el dominante en cada paciente. Nuestros resultados indican que las diversidad en las cuasiespecies alcanzarón altos niveles en casos particulares, pero a modo general para cada segemento, no hubo diferencias en diversidad entre el grupo grave y el no grave. Adicionalmente, se encontraron haplotipos alternativos con alta frecuencia en experimentos in vitro e in vivo, pero según los datos obtenidos de los pasajes celulares, es muy probable que sea un estado transitorio. Por lo tanto, esta investigación contribuye a la comprensión de cómo se generan las cuasiespecies y sugiere que los factores del sustrato y / o huésped, probablemente contribuyan a la diversidad viral intrínseca y a la capacidad de replicación.