Javier Cantón, Campus Internacional para la Seguridad y Defensa (CISDE)

Las variantes inglesa y sudafricana del SARS-CoV-2 incluyen una serie de mutaciones, especialmente en la proteína S, que han preocupado a todo el mundo. En este artículo analizaremos cómo evoluciona el virus y el riesgo que supone para las vacunas. Aún faltan datos para saber el peligro real de estas variantes, pero es incuestionable que el virus sigue adaptándose al ser humano.

A nivel microscópico, los coronavirus evolucionan de la siguiente manera. En una persona infectada, las partículas virales no tienen todas un genoma concreto que se modifica para dar lugar a una nueva variante. En realidad, estos virus con genoma ARN evolucionan como cuasiespecies, que son conjuntos de mutantes liderados por una secuencia genética maestra, la más abundante.

Los virus evolucionan como un equipo de fútbol

Una analogía sería la alineación de un equipo de fútbol. Cada partido se elige una serie de jugadores: la alineación ideal. Son los que más juegan y representan la secuencia genética maestra. Sin embargo, una lesión o una sanción requieren reestructurar el equipo cambiando algún jugador y probar con alineaciones distintas, que representan los mutantes minoritarios.

Con el tiempo, es posible que los demás equipos aprendan a contrarrestar la alineación ideal. Por tanto, el entrenador deberá sustituir la alineación ideal por alguna de las alineaciones distintas probadas previamente. Esto equivale a la aparición de una variante genética, como la británica y la sudafricana, que se extienden más rápidamente, dado que ganan más partidos.

Llevemos esta analogía a un contexto algo más realista. Imaginemos una persona infectada con 1 000 000 de partículas virales. En 999 000 encontraríamos la secuencia genética maestra, que obtendríamos si secuenciamos una muestra del paciente. Pero las otras 1 000 partículas virales tendrán distintas mutaciones adquiridas por fallos en la replicación viral.

Como vemos, el virus ya tiene secuencias mutantes de reserva que viajan entre individuos. Y cuando aparece cierta presión selectiva, un mutante preexistente se multiplica más rápido. Se establece como una nueva secuencia maestra, pero sigue viajando con muchas secuencias mutantes. Esta es la clave de su éxito.

De hecho, es posible que estas variantes ya estuvieran presentes en la cuasiespecie de SARS-CoV-2 antes de lo que pensamos, pero se mantuvieran como una secuencia genética minoritaria. Con el devenir de la pandemia y la aparición de medidas sanitarias, las partículas virales con esta secuencia genética tenían alguna ventaja que les ha permitido convertirla en la nueva secuencia maestra.

Importancia de las mutaciones y el contagio

Aún queda conocer más detalladamente el impacto de estas mutaciones. Una aproximación se ha observado en hámsteres. El virólogo Ralph Baric ha publicado un artículo en la revista Science en el que se ha analizado la mutación D614G de la proteína S, una de las primeras en aparecer. Han observado que esta mutación conlleva dos ventajas con respecto al virus original.

La primera ventaja es que el mutante D614G coloniza el pulmón con más eficacia. En un experimento, se infectaron hámsteres a la vez con el SARS-CoV-2 original y con el mutante D614G. Después de unos días, analizaron los pulmones de los animales y vieron que el mutante D614G se impuso. Fue el más abundante en el pulmón de los animales infectados, desplazando al virus original.

La segunda ventaja del mutante D614G es que es más contagioso. Lo comprobaron en un experimento en el que se pusieron dos hámsteres en la misma jaula. A uno lo infectaban y al otro no, para que se contagiara de su pareja. El resultado era diferente en función del virus usado. Si se infectaba con el virus original, el contagio no ocurría hasta los 4 días. Sin embargo, el mutante D614G se contagiaba en la mitad de tiempo, a los 2 días.

¿Afectan las mutaciones a las vacunas?

A este respecto, empezamos a conocer resultados sobre ello en preprints, artículos científicos aún no revisados por pares. Por ejemplo, un estudio italiano denota la capacidad del virus para adaptarse en cultivos celulares a estos anticuerpos, generándose una variante de escape directamente en el laboratorio.

Se cree que una de las vías por las que el virus podría generar variantes de escape es por la exposición prolongada a anticuerpos, algo que ocurre en pacientes inmunodeprimidos y tratados con suero de pacientes de COVID-19. Esto, junto con la libre circulación del virus en ciudades donde convivan vacunados y no vacunados, podrían reproducir el experimento de los investigadores italianos mencionado anteriormente.

Otro preprint americano analiza el potencial de las mutaciones en la proteína S, la base y gran esperanza de las vacunas. Observan que la mutación E484K, presente en la variante sudafricana y brasileña, hace que la neutralización del virus por anticuerpos sea 10 veces peor.

Desde Pfizer han obtenido resultados sobre su vacuna y las mutaciones, de momento publicados en un preprint. Los resultados indican que los anticuerpos generados por su vacuna permiten neutralizar una de las mutaciones que más preocupan: N501Y. También afecta a la proteína S y está presente en la variante inglesa y sudafricana. Aún así, se desconoce si la vacuna sería eficaz frente al conjunto de las mutaciones de estas variantes.

Actualmente, los millones de infectados que hay en el mundo tienen en sus pulmones partículas virales con no una, sino miles de millones de secuencias genéticas diferentes. Afortunadamente, el virus muta relativamente poco y eso podría significar que las primeras vacunas tolerarán estas primeras variantes que se van asentando. Con todo, será necesario una vacunación rápida y global para que no aparezcan variantes lo suficientemente evolucionadas que escapen a las vacunas ante esta nueva presión selectiva.

Este artículo ha sido redactado a partir de dos textos (aquí y aquí) publicados en Educaina.

Javier Cantón, Profesor de Biotecnología de Coronavirus, Campus Internacional para la Seguridad y Defensa (CISDE)

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

El SARS-CoV-2 cambia su alineación inicial: ¿podrán las vacunas ganar el partido?

Javier Cantón, Campus Internacional para la Seguridad y Defensa (CISDE)

Las variantes inglesa y sudafricana del SARS-CoV-2 incluyen una serie de mutaciones, especialmente en la proteína S, que han preocupado a todo el mundo. En este artículo analizaremos cómo evoluciona el virus y el riesgo que supone para las vacunas. Aún faltan datos para saber el peligro real de estas variantes, pero es incuestionable que el virus sigue adaptándose al ser humano.

A nivel microscópico, los coronavirus evolucionan de la siguiente manera. En una persona infectada, las partículas virales no tienen todas un genoma concreto que se modifica para dar lugar a una nueva variante. En realidad, estos virus con genoma ARN evolucionan como cuasiespecies, que son conjuntos de mutantes liderados por una secuencia genética maestra, la más abundante.

Los virus evolucionan como un equipo de fútbol

Una analogía sería la alineación de un equipo de fútbol. Cada partido se elige una serie de jugadores: la alineación ideal. Son los que más juegan y representan la secuencia genética maestra. Sin embargo, una lesión o una sanción requieren reestructurar el equipo cambiando algún jugador y probar con alineaciones distintas, que representan los mutantes minoritarios.

Con el tiempo, es posible que los demás equipos aprendan a contrarrestar la alineación ideal. Por tanto, el entrenador deberá sustituir la alineación ideal por alguna de las alineaciones distintas probadas previamente. Esto equivale a la aparición de una variante genética, como la británica y la sudafricana, que se extienden más rápidamente, dado que ganan más partidos.

Llevemos esta analogía a un contexto algo más realista. Imaginemos una persona infectada con 1 000 000 de partículas virales. En 999 000 encontraríamos la secuencia genética maestra, que obtendríamos si secuenciamos una muestra del paciente. Pero las otras 1 000 partículas virales tendrán distintas mutaciones adquiridas por fallos en la replicación viral.

Como vemos, el virus ya tiene secuencias mutantes de reserva que viajan entre individuos. Y cuando aparece cierta presión selectiva, un mutante preexistente se multiplica más rápido. Se establece como una nueva secuencia maestra, pero sigue viajando con muchas secuencias mutantes. Esta es la clave de su éxito.

De hecho, es posible que estas variantes ya estuvieran presentes en la cuasiespecie de SARS-CoV-2 antes de lo que pensamos, pero se mantuvieran como una secuencia genética minoritaria. Con el devenir de la pandemia y la aparición de medidas sanitarias, las partículas virales con esta secuencia genética tenían alguna ventaja que les ha permitido convertirla en la nueva secuencia maestra.

Importancia de las mutaciones y el contagio

Aún queda conocer más detalladamente el impacto de estas mutaciones. Una aproximación se ha observado en hámsteres. El virólogo Ralph Baric ha publicado un artículo en la revista Science en el que se ha analizado la mutación D614G de la proteína S, una de las primeras en aparecer. Han observado que esta mutación conlleva dos ventajas con respecto al virus original.

La primera ventaja es que el mutante D614G coloniza el pulmón con más eficacia. En un experimento, se infectaron hámsteres a la vez con el SARS-CoV-2 original y con el mutante D614G. Después de unos días, analizaron los pulmones de los animales y vieron que el mutante D614G se impuso. Fue el más abundante en el pulmón de los animales infectados, desplazando al virus original.

La segunda ventaja del mutante D614G es que es más contagioso. Lo comprobaron en un experimento en el que se pusieron dos hámsteres en la misma jaula. A uno lo infectaban y al otro no, para que se contagiara de su pareja. El resultado era diferente en función del virus usado. Si se infectaba con el virus original, el contagio no ocurría hasta los 4 días. Sin embargo, el mutante D614G se contagiaba en la mitad de tiempo, a los 2 días.

¿Afectan las mutaciones a las vacunas?

A este respecto, empezamos a conocer resultados sobre ello en preprints, artículos científicos aún no revisados por pares. Por ejemplo, un estudio italiano denota la capacidad del virus para adaptarse en cultivos celulares a estos anticuerpos, generándose una variante de escape directamente en el laboratorio.

Se cree que una de las vías por las que el virus podría generar variantes de escape es por la exposición prolongada a anticuerpos, algo que ocurre en pacientes inmunodeprimidos y tratados con suero de pacientes de COVID-19. Esto, junto con la libre circulación del virus en ciudades donde convivan vacunados y no vacunados, podrían reproducir el experimento de los investigadores italianos mencionado anteriormente.

Otro preprint americano analiza el potencial de las mutaciones en la proteína S, la base y gran esperanza de las vacunas. Observan que la mutación E484K, presente en la variante sudafricana y brasileña, hace que la neutralización del virus por anticuerpos sea 10 veces peor.

Desde Pfizer han obtenido resultados sobre su vacuna y las mutaciones, de momento publicados en un preprint. Los resultados indican que los anticuerpos generados por su vacuna permiten neutralizar una de las mutaciones que más preocupan: N501Y. También afecta a la proteína S y está presente en la variante inglesa y sudafricana. Aún así, se desconoce si la vacuna sería eficaz frente al conjunto de las mutaciones de estas variantes.

Actualmente, los millones de infectados que hay en el mundo tienen en sus pulmones partículas virales con no una, sino miles de millones de secuencias genéticas diferentes. Afortunadamente, el virus muta relativamente poco y eso podría significar que las primeras vacunas tolerarán estas primeras variantes que se van asentando. Con todo, será necesario una vacunación rápida y global para que no aparezcan variantes lo suficientemente evolucionadas que escapen a las vacunas ante esta nueva presión selectiva.

Este artículo ha sido redactado a partir de dos textos (aquí y aquí) publicados en Educaina.

Javier Cantón, Profesor de Biotecnología de Coronavirus, Campus Internacional para la Seguridad y Defensa (CISDE)

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.