La evolución viral en animales podría revelar el futuro de la COVID-19

Laura Bashor, estudiante de doctorado, trabaja en el estudio del SARS-CoV-2 en el laboratorio VandeWoude. Crédito: CSU

Cuando los animales contraen el COVID-19 de los humanos, pueden surgir nuevas «variantes» del SARS-CoV-2. Para evaluar este fenómeno, un equipo interdisciplinario de la Facultad de Medicina Veterinaria y Ciencias Biomédicas analizó sistemáticamente los tipos de mutaciones que ocurren en el virus después de la infección de gatos, perros, hurones y hámsteres.

Los casos confirmados de COVID-19 en una variedad de animales salvajes, de zoológico y domésticos demuestran la transmisión entre especies, lo cual es poco común para la mayoría de los virus.

«SARS-CoV-2, en el reino de los coronavirus, tiene una gama de especies muy amplia», dijo Laura Bashor, coautora y Ph.D. estudiante del Departamento de Microbiología, Inmunología y Patología. «En términos generales, muchos tipos de virus no pueden infectar a otras especies de animales, evolucionaron para ser muy específicos».

«Los humanos están tan expuestos a muchos animales diferentes que permitieron que este virus tuviera la oportunidad de para exponer una variedad de especies diferentes», dijo Erick Gagne, coautor y ahora profesor asistente de ecología de enfermedades de la vida silvestre en la Universidad de Pensilvania.

El alcance global y la propagación del virus han dado a los investigadores una oportunidad única para investigar la evolución viral del SARS-CoV-2, incluido el laboratorio de la distinguida profesora universitaria Sue VandeWoude en la Universidad Estatal de Colorado.

Estos especialistas en transmisión de enfermedades en gatos salvajes y domésticos aplicaron su experiencia en análisis de secuencias y estudiando una colección de genomas del SARS-CoV-2. El estudio se publicó recientemente en PNAS.

Mutaciones emergentes

El laboratorio de VandeWoude se asoció con la profesora asistente Angela Bosco-Lauth y el profesor Dick Bowen en el Departamento de Ciencias Biomédicas, quienes habían usado sus experiencia en modelos animales para desarrollar un laboratorio que pruebe la susceptibilidad al SARS-CoV-2 de especies animales.

También fue clave para los hallazgos una técnica de secuenciación más nueva del virus en diferentes etapas del estudio, ahora común para detectar variantes en la población humana. Mark Stenglein, profesor asociado en el Departamento de Microbiología, Inmunología y Patología, aportó al estudio habilidades computacionales para analizar secuencias de moléculas biológicas, conocidas como bioinformática.

«Descubrimos que hubo evolución, vimos selección sobre el virus, y vimos surgir muchas variantes en la secuencia del genoma del virus», dijo Bashor.

Para proporcionar un amplio material viral para el estudio, Bosco-Lauth y Bowen propagaron un SARS-CoV -2 muestra humana en células cultivadas en el laboratorio. Bashor y Gagne determinaron que se desarrollaron múltiples mutaciones y se convirtieron en un mayor porcentaje de la población genética en cada paso de este proceso.

Luego se introdujo el virus en las cuatro especies domésticas y se tomaron muestras del virus. recolectados de sus fosas nasales después de la infección.

«En los animales, las variantes del cultivo celular volvieron al tipo humano inicial, lo que indica que es probable que se produzca una adaptación en ese cultivo celular y el entorno que se seleccionó para esas variantes», dijo Gagne.

No todas estas mutaciones dentro de la variante SARS-CoV-2 del cultivo celular se transfirieron a los nuevos huéspedes. En cambio, surgieron diferentes mutaciones dentro del virus excretado por los animales vivos

La muestra viral inicial en el estudio se aisló a principios de 2020. El equipo observó que surgieron mutaciones que desde entonces han formado SARS-CoV-2 ampliamente extendido cepas en la población humana, a un ritmo acelerado durante todo el estudio.

«Entre ellos, había un número que desde entonces hemos visto en humanos en las variantes alfa, beta y delta», dijo la Dra. Sue VandeWoude, autor principal. «Hubo cambios específicos en el código genético que imitaron lo que otros científicos informaron en las personas».

Además, la exposición por contacto entre dos gatos demostró que la variante del SARS-CoV-2 puede transmitir, con la posibilidad de producir un nuevo tensión dentro de la especie.

«Eso es lo que estamos viendo en las personas también», dijo Bosco-Lauth. «Los anfitriones que están realmente bien adaptados para admitir la infección por SARS-CoV-2 también son muy buenos para permitir que estas mutaciones se mantengan y se transmitan».

El futuro

Bashor lo hizo no anticipó estudiar SARS-CoV-2 cuando llegó a la Universidad Estatal de Colorado para comenzar su doctorado. estudios durante la pandemia. Sin embargo, brindó una oportunidad única para comenzar a trabajar como estudiante de posgrado en un «proyecto realmente genial y viable» en ecología y evolución de enfermedades.

Gagne estaba completando su investigación posdoctoral sobre la transmisión entre especies de retrovirus felinos en el laboratorio de VandeWoude cuando lanzaron el estudio SARS-CoV-2. Ahora, como profesor asistente, ha seguido investigando más contagios de SARS-CoV-2 con el Programa de Futuros de la Vida Silvestre de la Universidad de Pensilvania.

Estudiantes de posgrado y científicos principiantes, como Bashor y Gagne, han logrado resultados significativos contribuciones a la investigación del SARS-CoV-2, dijo el Dr. VandeWoude.

El equipo ha continuado sus investigaciones para centrarse en los gatos, ya que han demostrado una mayor susceptibilidad al contagio de COVID-19 de los humanos, lo que podría producir variantes del virus y se propagó a otros gatos.

Bashor comenzó a analizar las secuencias del genoma del SARS-CoV-2 de una gran cantidad de especies de gatos en todo el mundo, incluidos tigres, leones y leopardos de las nieves. Los datos disponibles públicamente de gatos infectados podrían proporcionar información adicional sobre la adaptabilidad y mutabilidad de COVID-19 dentro y entre especies de gatos.

No hay evidencia de transmisión de gatos a humanos; sin embargo, los gatos continúan siendo susceptibles a todas las variantes de COVID-19 en la población humana.

Al comprender la evolución viral dentro de los gatos, es posible que encuentren respuestas a la pregunta que a todos nos gustaría saber: ¿cuál es el futuro del SARS-CoV-2 para humanos y animales?

Explore más

¿Qué animales pueden contraer el coronavirus? Más información: Laura Bashor et al, La evolución del SARS-CoV-2 en animales sugiere mecanismos para la selección rápida de variantes, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2105253118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias

Proporcionado por la Universidad Estatal de Colorado Cita: La evolución viral en animales podría revelar el futuro de COVID-19 (2021, 12 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-viral-evolution-animals-reveal-future.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.