Por qué las mutaciones del SARS-CoV-2 son la clave para encontrar sus posibles puntos débiles

"Un virus es simplemente una mala noticia envuelta en proteínas”, afirmó en 1977 el médico inmunólogo y filósofo británico Peter Medawar, ganador del Premio Nobel de Medicina en 1960 por sus investigaciones sobre el rechazo inmunológico y el descubrimiento de la tolerancia inmunológica adquirida, hallazgos que permitieron el desarrollo posterior de los trasplantes de órganos y tejidos.

El mundo todavía se está acomodando en esta guerra contra la pandemia de COVID-19, y lucha sin todavía una dirección clara para descubrir una debilidad de este nuevo coronavirus. En 1960 investigadores de Estados Unidos y Reino Unido aislaron dos virus que causaban resfriados comunes en los humanos y que bajo el microscopio electrónico lucían como coronas solares en su estructura molecular, lo que llevó a los investigadores en 1968 a acuñar el término coronavirus.

Los científicos pensaron que los coronavirus solo causaban síntomas leves en los humanos, hasta que el brote del síndrome respiratorio agudo severo (SRAS) en 2003 reveló la facilidad con que estos virus versátiles podrían matar a las personas.

Mientras la humanidad se enfrenta a la nueva pandemia y las cifras de muertos y contagios aumenta de a miles cada día por COVID-19, los investigadores se esfuerzan por descubrir la biología del último coronavirus, ha desarrollado una serie de adaptaciones que lo hacen mucho más letal que los otros coronavirus que la humanidad había conocido hasta ahora.

A diferencia de sus parientes cercanos, el SARS-CoV-2 puede atacar y penetrar fácilmente las células humanas en múltiples puntos, siendo los pulmones y la garganta los objetivos principales. Una vez dentro del cuerpo, el virus hace uso de un arsenal diverso de moléculas peligrosas para duplicarse y desplegar su carga viral.

De los virus que atacan a los humanos, los coronavirus son de los más grandes. Con 125 nanómetros de diámetro, también son relativamente grandes para los virus que usan ARN para replicarse. Pero los coronavirus realmente se destacan por sus genomas: con 30.000 bases genéticas, tienen los genomas más grandes de todos los virus de ARN. Son tres veces más grandes que los del VIH y la hepatitis C, y más del doble de los de la gripe estacional.

Los coronavirus también son uno de los pocos virus de ARN con un mecanismo de corrección genómica, que evita que se acumulen mutaciones que podrían debilitarlo. Esa capacidad podría ser la razón por la cual los antivirales comunes como la ribavirina, que pueden frustrar virus como la hepatitis C, no han logrado someter al SARS-CoV-2. Las drogas debilitan los virus al inducir mutaciones. Pero en los coronavirus, el corrector de pruebas puede eliminar esos cambios.

Al ser un virus de ARN, el SARS-Cov-2 ingresa a las células huésped, replica un ARN genómico y produce muchos ARN más pequeños (llamados “ARN subgenómicos”). Estos ARN subgenómicos se usan para la síntesis de varias proteínas (picos, envolturas, etc.) que se requieren para el inicio del linaje del SARS-Cov-2 con las células humanas. Por lo tanto, los ARN más pequeños son buenos objetivos para estropear la conquista de nuestro sistema inmune por parte de los nuevos coronavirus.

En la búsqueda de cómo actúa el virus y lo más importante, cómo hallar una debilidad para elaborar una vacuna eficaz o tratamiento exitoso cuando se desarrolla el COVID-19 en forma grave, los científicos en todo el mundo investigan si las mutaciones del SARS-CoV-2 son la clave para encontrar sus posibles puntos débiles.

Un estudio científico realizado en Gran Bretaña revela que analizar los múltiples genomas de nuevo coronavirus puede ayudar a los investigadores de todo el mundo a caracterizar los patrones de diversidad del mismo, lo que ofrece pistas para hallar medicamentos eficaces y vacunas confiables. El estudio, dirigido por el Instituto de Genética de UCL, identificó cerca de 200 mutaciones genéticas recurrentes en el virus, y destaca cómo puede adaptarse y evolucionar a sus huéspedes humanos.

Los investigadores descubrieron que una gran proporción de la diversidad genética global del SARS-CoV-2 se encuentra en todos los países más afectados, lo que sugiere una transmisión global extensa desde el principio de la epidemia.

Los hallazgos, publicados en Infection, Genetics and Evolution, también establecen que el virus surgió a fines de 2019, antes de extenderse rápidamente por todo el mundo. Los científicos analizaron la aparición de la diversidad genómica en el SARS-CoV-2, al detectar los genomas de más de 7500 virus de pacientes infectados en todo el mundo. Hallaron 198 mutaciones que parecen haber ocurrido independientemente más de una vez, lo que puede contener pistas sobre cómo se está adaptando el virus.

El coautor principal, el profesor Francois Balloux (UCL Genetics Institute), aseguró: “Todos los virus mutan naturalmente. Las mutaciones en sí mismas no son algo malo y no hay nada que sugiera que el SARS-CoV-2 está mutando más rápido o más lento de lo esperado. Hasta ahora no puedo decir si el SARS-CoV-2 se está volviendo más o menos letal y contagioso”.

Los pequeños cambios genéticos, o mutaciones, identificados no se distribuyeron uniformemente a través del genoma del virus. Como algunas partes del genoma tenían muy pocas mutaciones, los investigadores dicen que esas partes invariables del virus podrían ser mejores objetivos para el desarrollo de medicamentos y vacunas.

“Un desafío importante para derrotar a los virus es que una vacuna o un medicamento podrían no ser efectivos si el virus ha mutado. Si enfocamos nuestros esfuerzos en partes del virus que tienen menos probabilidades de mutar, tenemos una mayor probabilidad de desarrollar medicamentos que será efectivo a largo plazo. Por eso, necesitamos desarrollar medicamentos y vacunas que el virus no pueda evadir fácilmente”, explicó el profesor Balloux.

La coautora del estudio, la doctora Lucy van Dorp indicó que todavía hay muy pocas diferencias genéticas o mutaciones entre virus. “Descubrimos que algunas de estas diferencias se han producido varias veces, independientemente una de la otra durante el curso de la pandemia. Necesitamos continuar monitoreándolos a medida que haya más genomas disponibles y realizar investigaciones para comprender exactamente lo que hacen", agregó y dejó en claro que el análisis de un número tan extraordinario de genomas de virus en los primeros meses de la pandemia podría ser invaluable para los esfuerzos de desarrollo de medicamentos, y muestra cuán lejos ha llegado la investigación genómica incluso en la última década.

Cambios genéticos en el coronavirus

Los cambios genéticos pueden ser beneficiosos para el virus. Los cambios en la naturaleza son azarosos y siempre buscan prevalecer en el tiempo y sobrevivir. Cualquier especie va cambiando su estructura genética con el tiempo. Así, se producen cambios neutros, negativos o positivos (eficiente a la hora de reproducirse). Así funciona la selección natural. Todo en biología es genes y ambiente en el desarrollo”, explicó el biólogo y doctor en ciencias Federico Prada a Infobae.

“¿Y por qué resultó tan efectivo y letal en humanos? Porque el virus SARS-CoV-2 posee una de las características biológicas más importantes como llave de entrada al cuerpo humano: la molécula enzima convertidora de angiotensina 2 (o ACE 2), que está presente en gran medida en nuestro organismo como en pulmones, riñones e intestinos. Entonces el virus ingresa al organismo infectando células y duplicándose en su material genético con el objetivo de dividirse y generar más copias”, amplió el director de la licenciatura Bioinformática y la licenciatura en Biotecnología de la Universidad Argentina de la Empresa (UADE).

Y precisó: “El virus tiene un genoma comprimido. Si lo vemos desde el punto de vista literario, los virus son autores de genomas que en pocas palabras pueden contar un cuento. Mucha información en poco espacio”.

Daniel Stecher, Jefe de Infectología del Hospital de Clínicas, explicó a Infobae que este virus “tiene una mortalidad aproximadamente del 4%, lo cual es baja respecto a otras enfermedades como la rabia, que es del 90%. Sin embargo, los números netos en cantidad de casos son impactantes. Pero en medicina se estudian las proporciones. Se suele medir cuántos muertos hay en base a los diagnosticados. Pero los índices de mortalidad van a cambiar cuando uno tenga los números finales de los contagiados”.

Y agregó: “Los coronavirus tienen en general una gran capacidad de mutación. Pero hasta ahora observamos que este coronavirus SARS-CoV-2 no hay variado mucho en su comportamiento clínico. Un virus del que tenemos mucha información es la influenza o gripe, que tiene una gran capacidad de mutación en diferentes años, y con diferentes cepas. Respecto a este coronavirus todavía no sabemos si los subtipos de coronavirus que se están estudiando tienen un comportamiento clínico distinto”.

Varios genomas circulando en el país

Tras la anunciada y festejada secuenciación genética del nuevo coronavirus por científicos argentinos en el Instituto ANLIS-Malbrán, que identificaron 3 genomas diferentes, en los últimos días, la ciencia argentina realizó un nuevo hallazgo en el cual se secuenciaron nuevos genomas virales de SARS-CoV2 en 26 pacientes.

En este trabajo se estudiaron virus provenientes de pacientes con historia de viaje (casos importados), virus provenientes de pacientes que tuvieron contacto directo con casos importados, y virus procedentes de pacientes que no tuvieron contacto confirmado con casos importados (circulación autóctona).

El trabajo fue desarrollado por el Laboratorio de Virología del Hospital de Niños Dr. Ricardo Gutiérrez, a cargo de la doctora Mariana Viegas, investigadora del CONICET y coordinadora del “Consorcio interinstitucional para la Secuenciación del genoma y estudios genómicos de SARS-CoV2” que creó el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación.

Los 26 genomas analizados pertenecen al menos a cuatro linajes genéticos (B1, B1.1, B1.3 y B1.5). Sin embargo, dentro de esos linajes se observan diferencias entre las secuencias. Algunas se asocian con secuencias de otros países como era esperar, mientras que otras presentan ciertos cambios que podrían potencialmente estar asociados a circulación local.

Actualmente el grupo de la doctora Viegas en conjunto con especialistas en evolución viral de la Cátedra de Virología de FFyB (UBA) y del INTA Castelar se encuentran estudiando las relaciones evolutivas entre las secuencias de Argentina, su diversidad y distribución geográfica y temporal dentro del país. A su vez, con un mayor número de secuencias se podrá analizar la correlación entre cambios genéticos y el desarrollo de grados más severos de COVID-19.

Los investigadores afirman que estos estudios permitirán conocer los clusters virales que han ingresado al país a través de los pacientes con antecedente de viaje a zonas afectadas, identificar potenciales clusters virales de circulación autóctona, analizar si los clusters de virus que circulan en las distintas provincias de nuestro país están filogenéticamente relacionados, encontrar mutaciones que pudieran ser marcadoras de los virus que se establezcan en nuestro país y analizar la diseminación viral, entre otras preguntas. Así se podrán trazar mapas de dispersión viral en el tiempo, como también podrán realizarse estudios de correlación genómico-clínico.

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