La mutación del coronavirus no parece haber cambiado mucho hasta ahora
Seguro que has oído hablar de las nuevas variantes del coronavirus que están evolucionando en todo el mundo. Parece que ahora hay más de una docena de versiones del SARS-CoV-2, y han recibido diversos grados de atención porque algunas se han asociado con una mayor infectividad y letalidad, mientras que otras no. Esta diversidad puede abrumarnos fácilmente y preocuparnos de que nunca logremos la inmunidad colectiva. Sin embargo, existe una creciente evidencia de que estas variantes tienen combinaciones similares de mutaciones. Esta puede no ser la guerra de múltiples frentes que muchos temen, con innumerables nuevas versiones virales.
Soy microbiólogo evolutivo y estudio cómo las bacterias y los virus se adaptan a nuevos entornos o huéspedes. Al igual que muchos microbiólogos, mis colegas y yo hemos centrado nuestra atención en comprender cómo evolucionó el SARS-CoV-2 para adaptarse a la reproducción y transmisión humana. Nuestro método de laboratorio favorito es la evolución experimental, donde cultivamos múltiples microbiotas de la misma cepa en las mismas condiciones durante semanas o meses. Estudiamos cuestiones como cómo evoluciona la resistencia a los antibióticos y cómo se cronifican las infecciones. El poder de este enfoque es que el uso de múltiples poblaciones nos permite «reproducir la cinta de la vida» y estudiar cuán repetible y, en última instancia, predecible podría ser la evolución.
Un patrón que vemos se llama evolución convergente, donde los mismos rasgos aparecen en diferentes linajes independientes a lo largo del tiempo, a menudo porque se han adaptado a entornos similares. Algunos de los mejores ejemplos de evolución convergente incluyen la coloración arena de varios animales del desierto, las aletas de natación lobuladas utilizadas en ballenas, morsas y manatíes (en realidad, parientes lejanos), e incluso la capacidad de los humanos para digerir lactosa en la edad adulta, una población geográficamente aislada. apareció varias veces.
En el caso del SARS-CoV-2, las secuencias del genoma completo del virus de miles de pacientes nos permitieron buscar patrones convergentes. Si bien la mayoría de las mutaciones son únicas, algunas se vuelven más frecuentes a medida que el virus se replica con éxito e infecta a muchas personas. Si la misma parte del virus muta repetidamente y se vuelve más frecuente en diferentes muestras de todo el mundo, es probable que esa mutación codifique una adaptación que ayude al virus a reproducirse y propagarse.
Gracias a la vigilancia genómica mejorada de los coronavirus, varios estudios recientes han caracterizado la evolución convergente. En los EE. UU., nuestro laboratorio ha identificado al menos siete linajes genéticamente independientes que tienen una mutación en una ubicación específica en la infame proteína espiga del virus, que utiliza para fijarse en las células humanas. Spike tiene una serie de aminoácidos enlazados con una mutación en la posición 677. En el SARS-CoV-2 original, este era el aminoácido glutamina, abreviado Q.
En seis linajes, esta Q fue mutada a otro aminoácido, histidina (H), conocido como 677H. En el séptimo linaje, Q fue mutado a otro aminoácido, prolina (P). Cada linaje también tiene una mutación llamada S:614G, el primer cambio notable en el virus descubierto hace unos meses y tan extendido que ahora se encuentra en el 90 por ciento de todas las infecciones. Nombramos a los siete linajes estadounidenses en honor a aves comunes, como «petirrojos» y «pelícanos», para ayudarnos a distinguirlos y rastrearlos, y para evitar sesgos al nombrarlos según la región en la que fueron descubiertos por primera vez.
Bloodlines fuera de los EE. UU. también adquirió 677H, incluido un gran grupo en Egipto, Dinamarca, India y Macedonia. Una nueva variante llamada B.1.525 también tenía 677H, al igual que varios linajes de B.1.1.7, una de las primeras versiones preocupantes que se descubrió. La ocurrencia globalmente sincronizada de la mutación S:677 y su prevalencia quíntuple proporcionan una fuerte evidencia de que estos cambios deben mejorar de alguna manera la aptitud viral. Todavía no sabemos cómo, pero vale la pena señalar que S:677 limita con una región de la proteína espiga que ayuda al virus a ingresar e infectar las células humanas.
Este está lejos de ser el único ejemplo de convergencia de SARS-CoV-2. Las mutaciones en al menos ocho posiciones diferentes en la proteína del pico aumentaron simultáneamente en todo el mundo, ocurriendo en B.1.1.7 y otras variantes de gran interés, denominadas B.1.351, P.1 y P.3. Estas variantes comparten una combinación de mutaciones en las posiciones 18, 69-70, 417, 452, 501, 681 y una mutación E484K implicada específicamente en la evasión de anticuerpos neutralizantes. Por esta razón, estas mutaciones definidas y compartidas ahora se informan en dos de los principales sitios web científicos que rastrean variantes (http://covariants.org/ y http://outbreak.info) para simplificar y consolidar nuestra fuerza de atención. Los Centros para el Control de Enfermedades de EE. UU. y los medios de comunicación han tardado en centrarse en la importancia de estas mutaciones clave, pero eso está cambiando porque son estos cambios los que podrían alterar las funciones del virus, como su infectividad o su capacidad para evadir las vacunas.
Una forma de visualizar esta evolución convergente es como un juego de Tetris, en el que un número finito de bloques de construcción se pueden ensamblar de diferentes maneras, en diferentes combinaciones, para lograr la misma estructura ganadora. Por ejemplo, ahora se sabe que la combinación de mutaciones en B.1.1.7 lo hace particularmente infeccioso, y el linaje B.1.351 puede evadir los anticuerpos debido a E484K.
Dado que muchas de las variantes recién descubiertas parecen ser mutaciones de remuestreo encontradas en otras variantes establecidas, podemos especular que el virus está comenzando a agotar adaptaciones nuevas e importantes. Pero eso no significa que el poder de la evolución se detendrá cuando comencemos a acercarnos a la inmunidad colectiva y aflojemos las restricciones. La historia nos dice que los virus pueden evolucionar rápidamente para evitar las barreras a la transmisión, especialmente cuando la cantidad de personas infectadas es grande. Debemos recordar que cuantos más contagios hay, mayor es la posibilidad de mutaciones, y se multiplican las mutaciones que mejor ayudan al virus a sobrevivir. Es por eso que detener nuevas infecciones es clave. Estas adaptaciones virales han reescrito nuestro libro de texto de biología sobre evolución convergente. Tratemos de limitar los nuevos materiales.
Igualmente importante, hemos invertido mucho en la creación de sistemas de alerta temprana para detectar nuevas variantes del SARS-CoV-2, así como muchos otros patógenos emergentes (conocidos pero aún no descubiertos). La monitorización y secuenciación del genoma viral es clave. La razón por la que se han detectado muchas variantes en el Reino Unido es la inversión visionaria en estas tecnologías por parte de investigadores y funcionarios de salud pública.
En los EE. UU., un nuevo paquete de estímulo federal invirtió dinero en los CDC, lo que aumentó la frecuencia con la que los investigadores secuencian y analizan muestras de virus. Esto debe mantenerse mediante la creación de experiencia en salud pública e infraestructura de investigación para decodificar los cambios genéticos en el virus y predecir la necesidad de futuras modificaciones de vacunas. Es la ciencia básica la que brinda esperanza a esta pandemia a través de nuevas tecnologías de vacunas; y con nuevo apoyo, también será nuestro guardián contra futuras amenazas.
