A medida que la pandemia de COVID-19 continúa causando trastornos económicos y sociales además de infecciones y muertes, poco a poco se está haciendo evidente que el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) está cambiando a medida que se propaga a diferentes regiones. Esta tendencia está impulsada por mutaciones adaptativas espontáneas, moldeadas por las diferentes presiones de selección ejercidas por las diferentes condiciones ambientales y huéspedes, dice un artículo publicado por la Dra. Dr. Liji Thomas, MD en el sitio web de información médica News-medical – Imagen de mohamed Hassan en Pixabay.
Esto se ha visto reforzado por la adopción de encierros y otras medidas de distanciamiento social. Ahora, un nuevo estudio publicado en el servidor de preimpresión bioRxiv* en agosto de 2020 muestra la importancia de descubrir la dinámica del virus con especial atención a la variación geográfica.
El estudio actual se centró en encontrar e interpretar la asociación entre la evolución del SARS-CoV-2 y las condiciones en el medio ambiente y los huéspedes de la India.
Aumento de las mutaciones de pico, menor aptitud viral
Los investigadores observaron cómo la glicoproteína de pico viral mostraba diferencias derivadas de la mutación, ya que esta es la clave para la unión viral, la fusión y la entrada celular que conduce a la infección de la célula huésped. Esta es la característica patogénica clave que lo diferencia de los coronavirus patógenos anteriores SARS-CoV y MERS-CoV. También lleva las dos características genéticas más importantes del virus.
» Como resultado, los investigadores dicen: «Al examinar la arquitectura de la glicoproteína de pico y su mecánica, se puede revelar la susceptibilidad del virus y se pueden prever los hechos que ayudaron al descubrimiento del antídoto del SARS-CoV-2».
Utilizaron las secuencias genómicas de 630 aislamientos indios recuperados de la base de datos GISAID. El seguimiento de estas mutaciones mostró que las variantes de la proteína de pico seguían dos vías a partir de dos cepas ancestrales, a saber, Wuhan-Hu-1/2019 y su variante D614G.
Si bien la cepa Wuhan-Hu-1/2019 dio lugar a la variante D614G, también evolucionó a otras 20 variantes, de las cuales una llevó a otras tres. La otra cepa ancestral D614G dio lugar a 47 variantes, de las cuales 9 dieron lugar a variantes adicionales. Las dos cepas ancestrales son predominantes, pero se encontraron 16 variantes de proteínas de pico detectables en múltiples aislados, con diferentes niveles de estabilidad de receptor de pico. Sorprendentemente, varias mutaciones se produjeron de forma independiente en la misma posición en ocho variantes, que no estaban vinculadas filogenéticamente.
Más de la mitad de las variantes se encontraron solo en la India, pero más de dos tercios tenían una estabilidad de receptor de picos más baja que las cepas ancestrales. Esto debería esperarse en una región donde un nuevo virus que está mutando rápidamente intenta adaptarse a un huésped mientras lo hace. Pueden ocurrir mutaciones tanto positivas como perjudiciales sin reversión en ausencia de cualquier mecanismo de recombinación genética.
La implicación es que esta rápida acumulación de mutaciones en las cepas más recientes conduce a una pérdida de aptitud en comparación con sus antepasados, a pesar del constante aumento en la tasa de mutaciones. Los investigadores invocaron el trinquete de Muller, la hipótesis de que en la reproducción asexual, la acumulación irreversible de mutaciones dañinas hace que una especie se extinga gradualmente.
Lo interesante es que los científicos perciben que la capacidad del SARS-CoV-2 para saltar la barrera de las especies e infectar a los humanos se debe a mutaciones específicas. Este es un virus de ARN que le otorga una tasa de mutación inherentemente alta. Comprender cómo ocurre esto a nivel molecular podría ayudar a comprender cómo causa la enfermedad y cómo se puede frenar.
Tasa de mortalidad más baja con estabilidad decreciente
El pico de diversidad de proteínas más significativo se registró en Maharashtra, Odisha, Bengala Occidental y Gujarat, pero esto está limitado por el hecho de que muchos otros estados tenían muy pocos aislamientos. Esta diversidad podría deberse a presiones de selección positiva que permiten a la proteína, que es un objetivo inmunitario principal, evadir la inmunidad del huésped y permitir la entrada a la célula. Esto podría afectar la unión de los picos al receptor. Encontraron 41 y 22 mutaciones en las subunidades S1 y S2 del pico, respectivamente.
El estudio de la estabilidad media del complejo pico-receptor en cada estado, basado en los índices de estabilidad individuales de las variantes en circulación en ese estado, se realizó utilizando la puntuación de acoplamiento de la subunidad S1 con el receptor. Limitándolo a solo aquellos con 50 o más aislamientos secuenciados, observaron este índice en Maharashtra, Delhi, Gujarat y Telangana, que representan el 70% del total de aislamientos y cubren una amplia gama de diversidad.
La estabilidad media del complejo pico-receptor a través de estas variantes se correlacionó fuerte y exponencialmente con las tasas de mortalidad (fallecidos: casos recuperados) en todo el subcontinente indio. La tasa de letalidad se redujo siete veces entre el 11 de abril y el 28 de junio de 2020. Telangana y Delhi tuvieron estabilidades promedio similares con una tasa de letalidad del 7%, mientras que Maharashtra y Gujarat mostraron estabilidades exponencialmente más bajas, con tasas de letalidad del 8% y 9%, respectivamente.
Dicen que esto sugiere que «la estabilidad del complejo SR [es] un marcador potencial para evaluar la gravedad de la enfermedad». Sugieren que se necesitan más estudios a nivel de población para validar esto experimentalmente, especialmente porque el parámetro real (la puntuación de acoplamiento) utilizado no se ha correlacionado directamente con la tasa de letalidad hasta ahora.
Trascendencia
Los investigadores plantearon la teoría de que esta pérdida de estabilidad puede ser responsable de la menor tasa de mortalidad nacional. En India, después de la fase inicial en la que la mortalidad aumentó de manera constante durante cuatro semanas, hasta un máximo del 38% el 11 de abril de 2020, disminuyó drásticamente hasta alcanzar el 5% el 28 de junio de 2020, fecha en la que los investigadores terminaron obtuvo sus datos. Sin embargo, la tasa de mutación aumentó durante este período de marzo a mayo de 2020.
Sugieren: «¿Podría el trinquete de Muller influir en la configuración de la dinámica evolutiva del SARS-CoV-2 en la India?» En otras palabras, el virus podría estar extinguiéndose gradualmente bajo el peso acumulado de mutaciones deletéreas, sin que el proceso de eliminación de la selección natural pueda compensar debido a la rápida tasa de mutaciones. Esto hace que se solucionen mutaciones dañinas en la población viral, y esta acumulación podría conducir a un «colapso mutacional».
El breve período del estudio impide una respuesta definitiva, pero la tendencia puede verse, según los investigadores. Esto también podría ayudar a desarrollar un mejor enfoque terapéutico, facilitando el proceso de fusión al inducir mutaciones más dañinas. Esto requerirá estudios genómicos a gran escala para responder la pregunta y, por lo tanto, ayudar a mejorar los programas de prevención y vigilancia de la salud pública.
«Los investigadores resumen: “En conjunto, aunque proponemos el potencial de la estabilidad del complejo SR para rastrear la gravedad de la enfermedad, instamos a una necesidad inmediata de explorar si el SARS CoV 2 se está acercando al colapso mutacional en India”.
*Noticia importante
bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.
Referencia de la revista:
- Banerjee, R. et al. (2020). Paisaje mutacional de la proteína Spike en India: ¿Mullers Ratchet podría ser un futuro revolucionario para el COVID-19? preimpresión bioRxiv. doi: https://doi.org
Vía: News-medical