Las mutaciones del SARS-CoV-2 ayudan a continuar con su propagación mundial

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Los hallazgos aportados por distintos investigadores sobre el coronavirus sugieren que el virus está evolucionando lentamente. Los seguimientos de las mutaciones del SARS-CoV-2 ayudan a continuar su propagación mundial y a estudiar posibilidades de vacunas efectivas.

Pueden coexistir cepas europeas, norteamericanas y asiáticas del nuevo coronavirus, cada una de ellas caracterizada por un patrón de mutación distintivo. Es importante reconocer si la presencia de algunas mutaciones podría correlacionarse con diferentes tasas de mortalidad por SARS-CoV-2.

Estructura del SARS-CoV-2

Este nuevo coronavirus consta de una bicapa lipídica que contiene ARN monocatenario. El genoma del virus codifica cuatro proteínas estructurales. Las instrucciones para sintetizar partículas víricas se codifican en 30 000 bases nitrogenadas que constituyen el ARN viral: adenina (letra A), citosina (C), guanina (G) y uracilo (U). La célula infectada las lee y las traduce en muchos tipos de proteínas virales.

Al infectar una célula, esta estalla y libera millones de copias del virus, que va a infectar a otras células para volver a iniciar el ciclo.

A medida que la célula copia ese genoma, se cometen errores que generalmente solo involucran a una base nitrogenada. Estos errores son las mutaciones. La tasa de mutación del virus ARN contribuye a la adaptación viral. A medida que este patógeno se transmite de persona a persona, acumula más mutaciones al azar.

Importancia de las mutaciones

Genoma del SARS-CoV-2 proveniente de Wuhan

Las proteínas son largas cadenas de cientos o miles de aminoácidos que se pueden plegar para formar distintas estructuras. Las mutaciones suelen cambiar un gen sin modificar la proteína que codifica. Ya que cada aminoácido está codificado por tres bases nitrogenadas (triplete o codón), en muchos casos, una mutación de la tercera letra del triplete hará que codifique al mismo aminoácido. Estas son las llamadas «mutaciones silenciosas», que no modifican a la proteína sintetizada.

Las mutaciones «no silenciosas» modifican la secuencia de una proteína. Pero cambiar un solo aminoácido, a menudo no tiene un efecto notable en su forma o en su funcionalidad proteica.

En cuanto a su utilidad, a medida que se rastrean las mutaciones del SARS-CoV-2, ayudan a seguir su propagación mundial, pues se acumulan en el genoma del coronavirus.

Propagación y multiplicación de mutaciones

En el transcurso de los meses, algunas partes del genoma del SARS-CoV-2 ganaron muchas mutaciones, mientras que otras, pocas o ninguna. Aquellas zonas genómicas con más mutaciones ofrecen mayor flexibilidad. Esto les permite tolerar cambios en su secuencia genética sin dañar al virus. 

Por el contrario, las partes con pocas mutaciones son más frágiles y pueden ocasionar la destrucción del virus, debido a cambios fundamentales en sus proteínas. 

26 de diciembre: cuando todo empezó

El 26 de diciembre, unos cuantos casos de neumonía sin patógeno identificado surgió alrededor del mercado de mariscos en Wuhan, China. 

A comienzos de enero, investigadores chinos secuenciaron por primera vez el genoma de un nuevo coronavirus (genoma Wuhan-Hu-1), aislado a partir de un trabajador del mercado. Ese primer genoma fue la base para que los científicos rastrearan el virus SARS-CoV-2.

Wuhan: genoma WH-09

Una mutación que se originó venía de otro paciente de Wuhan. Era idéntico al primer caso, excepto porque el cambio estaba en la letra 186 de ARN. Fue obtenida el 8 de enero.

Al comparar varios genomas dentro de los casos surgidos en Wuhan, encontraron solo unas pocas mutaciones nuevas, indicativo de que diferentes genomas descendieron de un ancestro común reciente.

Puesto que los virus acumulan nuevas mutaciones a un ritmo más o menos regular, los científicos estimaron que el brote se originó en China, alrededor de noviembre de 2019.

Dos nuevas mutaciones: 27 de febrero

Fuera de Wuhan, esa misma mutación en la posición 186 del ARN se encontró en otra muestra, que se recolectó siete semanas después y casi 1000 km al sur, en la ciudad china de Guangzhou. Esta muestra podría ser un descendiente directo de la primera muestra de Wuhan o bien podrían compartir un ancestro común.

En el transcurso de esas siete semanas, el linaje de Guangzhou pasó de persona a persona y desarrolló dos nuevas mutaciones.

Importado por EE.UU.

Genoma WA2, con los cambios señalados con flechas

Un hombre voló a Seattle el 15 de enero, después de visitar a su familia en Wuhan. Después de unos días de sintomatología leve y de que una exploración pulmonar del paciente mostrara evidencia radiológica de neumonía, dio positivo para COVID-19. Este fue el primer caso en Estados Unidos.

El genoma de su virus (genoma WA1) contenía tres mutaciones de una sola base nitrogenada, también encontradas en virus en China. Esto permitió rastrear la infección del hombre hasta su origen.

Epidemia “silenciosa” en Seattle: genoma WA2 

Transcurrieron cinco semanas y un estudiante de secundaria de Washington desarrolló síntomas gripales. Un hisopado nasal reveló que padecía COVID-19.

Tras secuenciar el genoma de su muestra, descubrieron que este coronavirus compartía las mismas mutaciones distintivas del caso de Washington, pero con tres mutaciones adicionales.

Esa combinación de mutaciones antiguas y nuevas sugirió que el estudiante adquirió el SARS-CoV-2 de alguien que estuvo circulando en Seattle sin ser detectado.

A partir de esto, virus vinculados genéticamente con el grupo de Washington han sido detectados en al menos 14 estados y en varios países de todo el mundo, así como en nueve casos del crucero Grand Princess.

Transmisión  a California: genoma UC4 

Se descubrió que otro genoma del virus también circulaba secretamente en California. El 26 de febrero, los CDC anunciaron que un paciente, sin vínculos conocidos con ningún caso anterior o viaje al extranjero, había dado positivo.

Una muestra tomada al día siguiente reveló que el virus no tenía las mutaciones distintivas encontradas en el estado de Washington. En cambio, solo tenía una única mutación que lo distinguía del genoma original de Wuhan. Eso indica que llegó a California a través de una introducción separada de China.

Doble introducción: genoma UC2 

Dos trabajadores de la salud que cuidaron al paciente en California también se enfermaron. Sus muestras, recolectadas el 27 de febrero, contenían la mutación original más dos adicionales.

Variedad de virus

Entre enero y febrero, varias personas arribaron a Estados Unidos con sus propios virus. En algunas, sus mutaciones evidenciaban que habían llegado de China o de otras partes de Asia. Pero en Nueva York, la mayoría de los virus aislados a partir de los pacientes coincidían con los genomas virales circulantes en Europa.

De Shanghái a Múnich: genoma BavPat1 

El 19 de enero, una mujer de Shanghai aterrizó en Múnich. Previo al viaje, sus padres, provenientes de Wuhan, la habían visitado. Al llegar a Múnich, solo manifestó síntomas leves.

Al día siguiente de su arribo, fue a una reunión de la compañía de autopartes para la que trabajaba. Varios otros empleados en la reunión se enfermaron y dieron positivo por COVID-19. El genoma del coronavirus tenía mutaciones asociadas a China.

Las versiones genéticamente similares del virus luego se extendieron a otras partes de Europa, pero no está claro si provenían de este grupo de casos o de una introducción diferente.

“Welcome to New York”: genoma NY1-PV08001 

El 1 de marzo fue anunciado el primer caso confirmado de COVID-19 en Nueva York, después de que una mujer que vivía en Manhattan se infectara mientras visitaba Irán. 

La mayoría de los SARS-CoV-2 de Nueva York muestra vínculos genéticos con los coronavirus en Europa, mientras otros provienen de Asia, así como de otras partes de los Estados Unidos.

Flujos y deportaciones: genoma BJ2460 

En breve, dado el enorme flujo de viajeros, Estados Unidos y Europa se convirtieron en nuevas fuentes de virus para otros países. Luego de que docenas de guatemaltecos fueran deportados desde los EE. UU., dieron positivo para el virus. Una vez más, las mutaciones del SARS-CoV-2 ayudan a seguir su propagación mundial.

Mutando lentamente

Se ha contabilizado que el número total de sustituciones de aminoácidos en el SARS-CoV-2 encontrado de diciembre a abril es de 4400. Además de que las mutaciones del SARS-CoV-2 ayudan a seguir su propagación mundial, esas regiones esenciales pueden ser blancos interesantes para atacar al virus con antivirales.

Con el transcurso del tiempo, los virus pueden evolucionar a linajes virales que son muy diferentes entre sí. Pero los investigadores han descubierto que el coronavirus está mutando relativamente lento en comparación con otros virus ARN, debido a enzimas que son capaces de corregir errores de transcripción del genoma. Cada mes, un linaje de coronavirus puede adquirir solo dos mutaciones de una base nitrogenada. Esto llevará a que cambios significativos se den con el transcurso de los años.

En el futuro, el SARS-CoV-2 podría mutar para evadir nuestro sistema inmunológico. Pero dada su lenta tasa de mutación, estos cambios surgirán con los años.

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