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13.000 mutaciones del Coronavirus: ¿Qué hemos aprendido hasta ahora?

17 enero, 2021 by Pablo Ortiz, PhD.0
Coronavirus | peguntas por resolver

A principios de enero de 2020, la primera secuencia del genoma de Sars-CoV-2, el virus que causa COVID-19, se dio a conocer bajo el nombre de “Wuhan-1”. Esta cadena de 30.000 letras (la A, T, C y G del código genético) marcó el día uno en la carrera para comprender la genética de este coronavirus recién descubierto. Ahora, otros 100.000 genomas de coronavirus extraídos de pacientes con COVID-19 en más de 100 países se han unido a Wuhan-1.

Los genetistas de todo el mundo están analizando los datos en busca de respuestas: ¿De dónde vino el Sars-CoV-2? ¿Cuándo empezó a infectar a los humanos? ¿Cómo está mutando el virus? ¿Importa mucho que este mutando? – La genómica de Sars-CoV-2, al igual que el virus en sí, creció y se globalizó.

Mutaciones | qué sabemos

El término “mutación” tiende a evocar imágenes de monstruos o de nuevos virus peligrosos con capacidades mejoradas que se extienden por todo el planeta. Y si bien las mutaciones emergen constantemente y, a veces, se extienden – las primeras mutaciones en Sars-CoV-2 se han abierto camino por todo el mundo a medida que el virus se propaga casi desapercibido –, estas son una fuerza evolutiva y son algo completamente natural de cualquier organismo, incluidos los virus, las plantas y los animales. La gran mayoría de las mutaciones no tiene ningún impacto en la capacidad de un virus para transmitir o causar una enfermedad, esto se conoce como mutaciones silenciosas o neutras.

Una mutación simplemente significa una diferencia; un cambio de letra en el genoma. Si bien la población de Sars-CoV-2 era esencialmente “genéticamente invariante”, desde que saltó a su primer huésped humano a finales de 2019, se han identificado más de 13.000 mutaciones en los más 100,000 Sars-CoV-2 secuenciados. Sin embargo, dos virus de dos pacientes en cualquier parte del mundo difieren en promedio en solo diez letras. Esta es una pequeña fracción del total de 30.000 caracteres en el código genético del virus y significa que todo el Sars-CoV-2 en circulación puede considerarse parte de un único linaje clonal, y por tanto, podemos aprovechar esta característica genética para desarrollar medidas de prevención (ej. vacunas de ARN).

Coronavirus

Tasa de mutación | velocidad a la que cambia el coronavirus

Le va a tomar un buen tiempo al coronavirus adquirir una diversidad genética sustancial; es decir, acumular cambios suficientes a través de varias generaciones. El virus SARS-CoV-2 tiene una tasa de mutación bastante lenta para ser un virus ARN y cualquier linaje adquiere unos pocos cambios cada mes. En comparación, el número de mutaciones adquiridas por los virus de la influenza durante el mismo período es entre 5 y 6 veces mayor.

Aún así, las mutaciones son la base sobre la que puede actuar la selección natural. Lo más común es que las mutaciones hagan que un virus no sea funcional (que dañen al virus) o no tengan ningún efecto (que sean neutras). Sin embargo, existe aun una baja posibilidad de que las mutaciones afecten la transmisibilidad de Sars-CoV-2 en sus nuevos huéspedes humanos. Como resultado, se han realizado intensos esfuerzos para determinar cuál, si alguna, de las mutaciones identificadas desde que se secuenció el primer genoma de SARS-CoV-2 en Wuhan puede alterar significativamente la función viral [1].

Una mutación agresiva en este contexto sería un cambio de aminoácido en la proteína de pico (spike) SARS-CoV-2, la misma proteína que da a los coronavirus sus características proyecciones en forma de corona y les permite unirse a las células huésped. Por ejemplo, se ha demostrado que un cambio de carácter único y de herencia dominante en el genoma viral, denominado D614G (Aspartato por Glycina en la posición 614: Figura 1), aumenta la infectividad del virus en las células cultivadas en el laboratorio [2], aunque sin un impacto medible en la gravedad de la enfermedad, es decir, en su virulencia.

Mutaciones del Coronavirus D614

Figura 1. Modelo 3D de la proteína pico (spike) del SARS-Cov-2 mostrando la posición del Aspartato (D614) donde la mutación cambia el amino-ácido por Glycina haciendo al virus mas infeccioso. (Imagen: fuente propia).

Esta mutación D614G también la acompañan casi sistemáticamente otras tres mutaciones, y las cuatro se encuentran en aproximadamente el 80% de los SARS-CoV-2 secuenciados en Inglaterra, lo que lo convierte en el conjunto más frecuente de mutaciones en circulación [3].

Conclusiones 

El gran reto con la mutación D614G, como con otras mutaciones, es descubrir si han aumentado en frecuencia porque estaban presentes en virus responsables de sembrar brotes tempranos exitosos, o si realmente estas confieren una ventaja a las cepas portadoras. Hasta la fecha, la correlación entre la frecuencia de la mutación y el aumento en la tasa de infección es directamente proporcional, aunque no se ha evidenciado un incremento en la patogenicidad, la cual debe ser estudiada mas a fondo en el laboratorio.

Ahora bien, los reemplazos no son las únicas pequeñas ediciones que pueden afectar a SARS-CoV-2. Se ha demostrado que las deleciones en los genes accesorios de SARS-CoV-2 Orf7b / Orf8 reducen la virulencia de Sars-CoV-2, lo que puede provocar infecciones más leves en los pacientes. Una deleción similar puede haberse comportado de la misma manera en SARS-CoV-1, el coronavirus relacionado responsable del brote de SARS en los años 2002 a 2004. La progresión hacia un Sars-CoV-2 menos virulento sería una buena noticia, aunque las deleciones en Orf8 han estado presentes desde los primeros días de la pandemia y no parecen estar aumentando en frecuencia.

Si bien aún pueden ocurrir cambios adaptativos, todos los datos disponibles en esta etapa sugieren que nos enfrentamos al mismo virus desde el comienzo de la pandemia. Las posibles disminuciones en la gravedad de los síntomas observadas durante el verano son probablemente el resultado de la infección de personas más jóvenes, las medidas de contención (como el distanciamiento social) y la mejora del tratamiento en lugar de cambios en el virus en sí. Sin embargo, aunque Sars-CoV-2 no ha cambiado significativamente hasta la fecha, continuamos expandiendo nuestro conocimiento para rastrear su evolución y así enfrentar la actual emergencia sanitaria.

Pablo A. Ortíz P. es doctor en Biología Molecular, postdoctor en Bioinformática e Investigador en la Fundación InnovaGen.


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