‘Ningún COVID-19 es bueno para el COVID-19’: las variantes alientan a los científicos a estudiar y mitigar los brotes de cepas

Ivan Martinez, Ph.D. posa para fotografías en el Laboratorio de Investigación del Instituto del Cáncer de WVU, 2 de febrero de 2021. Credit: Brian Persinger/Universidad de Virginia Occidental

Los científicos de la Universidad de Virginia Occidental sabían que se avecinaba.

Cuando los funcionarios de salud confirmaron los primeros tres casos de una variante de COVID-19 en Virginia Occidental el viernes por la noche (19 de febrero), no se sorprendieron. De hecho, en las últimas semanas, los investigadores de WVU ya habían formado una asociación con colegas de la Universidad de Marshall y el Departamento de Salud y Recursos Humanos para identificar variantes del SARS-CoV-2.

Usando un sistema automatizado y todo secuenciación del genoma, el equipo dirigido por Peter Stoilov, Peter Perrotta y Ryan Percifield en WVU y Jim Denvir y Don Primerano en Marshallis se dispusieron a analizar cientos de muestras por semana de todo el estado.

«Vigilancia continua y esfuerzos enfocados para caracterizar el virus en áreas de brote identificará las variantes del SARS-CoV-2 que pueden afectar el futuro de la pandemia de COVID-19 en Virginia Occidental», dijo Laura Gibson, vicepresidenta asociada sénior de Investigación y Educación de Posgrado, Ciencias de la Salud de WVU. . «Y detectará nuevas variantes que lleguen del exterior o surjan en el estado».

«La identificación de la variante del CoV-2 del Reino Unido representa los esfuerzos de un equipo de investigadores de la Universidad de Marshall, la Universidad de West Virginia, WV DHHR y QLabs», dijo Primerano, profesor y vicepresidente de ciencias biomédicas de la Facultad de Medicina Joan C. Edwards de la Universidad de Marshall. «El Dr. Jim Denvir de la Universidad de Marshall desarrolló la canalización analítica para llamar a las variantes genéticas del virus en función de los datos de la secuencia del genoma completo derivados de casos positivos de SARS-CoV-2. Esta colaboración en curso está diseñada para detectar variantes de CoV-2 en todo el estado y guiar esfuerzos para controlar y contener el virus».

Los tres casos confirmados hasta ahora son de la variante B.1.1.7, detectada originalmente en el Reino Unido y más comúnmente conocida como la ‘Variante del Reino Unido’. Otros cuarenta y dos estados, incluidos los que limitan con Virginia Occidental, informaron 1523 casos.

Se cree que la cepa es más contagiosa que el virus original que causa el COVID-19. Sin embargo, datos recientes sugieren que las vacunas existentes pueden reducir drásticamente las infecciones graves resultantes de las variantes.

Mutaciones y variantes: ‘una competencia natural’

Un paquete especial cargado de etiquetas adhesivas de riesgo biológico de recipientes herméticos y un cubo de hielo seco llegaron recientemente a un laboratorio de WVU de alto nivel de bioseguridad. El contenido principal: un tubo que contiene una cantidad de medio mililitro de B.1.1.7, cortesía del gobierno federal.

Los virólogos como Iván Martínez sabían que tenían que empezar a estudiar estas variantes emergentes antes realmente arrebataron al estado en un dominio absoluto. El primer caso confirmado de B.1.1.7 en los Estados Unidos se produjo en diciembre, unos meses después de surgir en el Reino Unido, donde ahora representa la mayoría de los casos de coronavirus.

Cuando el profesor asociado Martinezan en el Departamento de Microbiología, Inmunología y Biología Celular de la Escuela de Medicina de WVU y el Instituto de Cáncer de WVU y su equipo recibió la muestra, se pusieron a trabajar.

Martínez dijo que el objetivo final de su investigación de laboratorio es doble: entender mejor cómo evolucionan las variantes de COVID-19 y potencialmente conducir al desarrollo de terapias o vacunas.

Algunos centros de investigación se centran en el receptor ACE2, una proteína en la superficie de ciertas células humanas. El virus SARS-CoV-2, que se ha representado ampliamente como una bola con púas, une sus púas al receptor ACE2 de manera similar a como una llave encaja en una cerradura.

Los receptores ACE2 están presentes en todo el cuerpo humano como el hígado, el cerebro, el corazón y los intestinos. Es por eso que el COVID-19 puede afectar tantos órganos, dijo Martínez.

La investigación preliminar en otros lugares muestra que mutaciones específicas en la variante de la proteína espiga hacen que el virus se una aún más a los receptores, agregó, lo que explica por qué B .1.1.7 se considera más contagioso.

Otro aspecto alarmante de la variante, dijo Martínez, es que tiene más mutaciones en otros genes más allá de la proteína espiga que los investigadores aún no entienden. Cuando la pandemia de COVID-19 se desató en todo el mundo, los científicos notaron que el SARS-CoV-2 mutaba a una tasa de una o dos mutaciones nuevas por mes, más lentamente que otros virus de ARN.

El virus SARS-CoV-2 original usaba células examinadas bajo un microscopio en el laboratorio de WVU, 2 de febrero de 2021. Credit: Brian Persinger/Universidad de Virginia Occidental

B.1.1.7 tiene al menos 17 mutaciones diferentes en su código genético.

«Sabemos que los virus mutan, lo cual no es sorprendente», dijo Martínez. «Una o dos mutaciones nuevas al mes no es mucho. Entonces, de repente, vemos esta variante del Reino Unido de la nada con 17 mutaciones nuevas. Los científicos se rascaban la cabeza pensando: ‘¿De dónde vino esto?'»

Martinez y otros tienen una teoría: los sistemas inmunológicos de algunas personas son simplemente ineficientes.

«Hay evidencia, por ejemplo, de personas que llevan el virus en el intestino durante varios meses», dijo. «Es muy probable que una persona pueda infectarse con el virus, pero su sistema inmunitario no es lo suficientemente bueno para eliminar el virus. Entonces tiene suficiente tiempo para entrenarse a sí mismo para hacer mutación tras mutación mientras lucha contra el sistema inmunitario».

Martínez dijo que es factible portar el virus por un período prolongado de tiempo pero nunca dar positivo. Esto se debe a que puede supurar en varios órganos, mientras que un hisopo nasal o una prueba de saliva detectan su presencia principalmente en el tracto respiratorio superior. Sin embargo, Martínez enfatizó que este tipo de casos son muy raros, tal vez uno en un millón o más. La mayoría de los sistemas inmunitarios humanos pueden eliminar la infección del virus.

Con la aparición de nuevas variantes, Martínez predice que el COVID-19 puede estar aquí por mucho tiempo. Otras dos variantes comunes incluyen una detectada originalmente en Sudáfrica (B.1.351) y otra en Brasil (P.1). Un puñado de estados en los EE. UU. incluso han confirmado sus propias variantes regionales.

«Mientras el grupo de trabajo secuencia muestras en Virginia Occidental, no me sorprendería si encontráramos una variante de Virginia Occidental con una o dos mutaciones ”, dijo Martínez. «De nuevo, eso es normal. Es una competencia natural. Es pura biología.

«Va a ser muy difícil de erradicar porque la mayoría de estos virus, incluso si vacunas a toda la población mundial, tienen reservorios animales , lo que significa que pueden volver a los animales y volver e infectar a los humanos.

«Pero no debemos tener miedo. Los coronavirus siempre han existido. Tal como lo veo, el COVID-19 quédese con nosotros como un virus estacional. Vamos a decir: ‘Oye, me voy a vacunar contra la gripe y el coronavirus’. Eso es todo. Y la vida continúa».

El protector definitivo

Cuantas más personas se vacunen, más difícil será que el virus se propague y se replique, y que surjan nuevas variantes. , dijo Sally Hodder, directora del Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales de West Virginia y vicepresidenta asociada de investigación clínica y traslacional en WVU.

Los científicos también están buscando modificar las formulaciones de vacunas o desarrollar «refuerzos» para proporcionar protecciones más fuertes.

Pero hasta que la mayoría de los estadounidenses reciban la vacuna, seguirá siendo fundamental seguir las pautas recomendadas para prevenir la propagación viral, agregó Hodder.

«Tenemos que hacer todo lo que esté a nuestro alcance para disminuir la propagación viral y, por lo tanto, disminuir las mutaciones virales mientras aumenta la vacunación», dijo Hodder. «La falla en el control de la propagación viral en este momento podría facilitar más mutaciones que pueden hacer que las vacunas existentes sean menos efectivas. Es de vital importancia que todos (vacunados y no vacunados) continúen usando cubrebocas, manteniendo la distancia social y lavándose las manos, particularmente en este momento cuando hay luz al final del túnel. No queremos pegarnos un tiro en el pie».

Hodder cree que los esfuerzos de colaboración entre WVU, Marshall y el DHHR ayudarán al estado a responder de manera proactiva y potencialmente mitigar los brotes de nuevas variantes.

«Todos estamos involucrados», dijo. «Muchos están haciendo su trabajo, pero necesitamos que todos hagan su trabajo y eviten una mayor transmisión de este nuevo coronavirus. Porque saben, ningún COVID-19 es un buen COVID-19».

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