Preguntas frecuentes sobre las variantes de COVID-19: todo lo que necesita saber sobre las nuevas cepas de SARS-CoV-2
Micrografía electrónica de barrido coloreada de una célula (naranja) infectada con partículas del virus SARS-CoV-2 variante B.1.1.7 del Reino Unido ( verde), aislado de una muestra de un paciente. Imagen capturada en el Centro de Investigación Integrada (IRF) del NIAID en Fort Detrick, Maryland. Crédito: NIAID
Cada vez más países de todo el mundo están luchando contra una nueva ola de infecciones, con un aumento alarmante de casos de COVID-19. En su mayoría, estos nuevos aumentos repentinos se atribuyen a variantes del SARS-CoV-2.
En términos sencillos, una variante se refiere a un virus genéticamente distinto de su cepa original. La aparición de variantes en el mundo microbiano no es nada nuevo, solo piense en «superbacterias» como MRSA (Staphylococcus aureus resistente a la meticilina), que es resistente a casi todos los antibióticos existentes.
¿Cómo , Sudáfrica y Brasil ¿surgen variantes?
La transformación genética de un virus se produce por mutación. Las mutaciones surgen naturalmente en el mundo microbiano. Son errores en el código genético provocados por procesos de copia en la célula. Estos errores son aprovechados por el virus para sobrevivir y establecerse, especialmente en condiciones adversas.
Curiosamente, los virus mutan a un ritmo mucho mayor que otros microorganismos. A menudo, los errores en el código genético van y vienen sin dejar rastros, pero en algunos casos, se seleccionan cuando ofrecen al microbio una ventaja de crecimiento (o infección).
En el caso del SARS-CoV-2, se han seleccionado varias mutaciones, lo que significa que se propagan a la próxima generación de virus. Se seleccionan para tener un acceso eficiente a las células del huésped, se necesitan menos virus para infectar al huésped y evadir de manera efectiva los anticuerpos neutralizantes del sistema inmunitario, lo que significa que pueden esquivar la respuesta inmunitaria para que puedan circular más tiempo en el huésped, lo que brinda más oportunidades de infectar a otros. células.
Sin embargo, las intervenciones humanas, como el uso de ciertos tratamientos como el plasma convaleciente o el tratamiento monoclonal, pueden impulsar la evolución del virus de la misma manera que el uso de antibióticos impulsa la evolución de las superbacterias bacterianas.
El SARS-CoV- Las proteínas de pico de 2 virus le dan al coronavirus su forma de corona. En esta micrografía electrónica de transmisión de la variante UKB1.1.7, las proteínas de pico se ven como proyecciones prominentes (azul) en el exterior de la partícula del virus. Crédito: NIAID
¿Con qué seriedad debemos tomar las variantes del SARS-CoV-2?
La Organización Mundial de la Salud (OMS) clasifica las variantes del virus en dos grupos diferentes: variante preocupante (COV) y variante de interés (VIO). Los COV representan aquellas variantes que están vinculadas al aumento de nuevas oleadas de infecciones en muchos países, incluidos los recientes aumentos repentinos en Canadá y Estados Unidos.
Aquí en Canadá, la variante B.1.1.7, que surgió en el Reino Unido en septiembre de 2020, se está convirtiendo en la variante dominante.
Los otros COV, como B.1.351, identificado por primera vez en Sudáfrica, y P.1, identificado por primera vez en Brasil, se están identificando con más frecuencia y han sido responsables de varios brotes en Canadá.
Existe evidencia, parte de la cual aún no ha sido revisada por pares, de que los COV están asociados con una mayor virulencia que el coronavirus que se originó en Wuhan, China: mayor transmisibilidad, posible mayor gravedad de la enfermedad y, en el caso de B.1.351, un mayor capacidad para evadir los anticuerpos neutralizantes.
Estos atributos de los VOC se han traducido en un mayor número de hospitalizaciones de personas más jóvenes y un aumento de las muertes en todos los grupos de edad en Canadá.
Los VOI están en los radares de las agencias de salud pública por su impacto en la transmisión del virus, la gravedad de la enfermedad y la eficacia de la vacuna.
Izquierda: Interacción segura de la proteína del pico del SARS-CoV-2 con la ACE-2 humana. Derecha: cómo un anticuerpo neutralizante inhibe la actividad de desbloqueo de la proteína espiga. Crédito: Facultad de Medicina de la UNC/Vivian Saradakis, CC BY
¿Cómo cambia la mutación el funcionamiento de un virus?
El código genético de un virus proporciona instrucciones para fabricar sus proteínas: cadenas de aminoácidos en secuencias. La mutación puede conducir a la sustitución o eliminación de aminoácidos en la proteína. La atención de la comunidad científica se centra en las sustituciones de aminoácidos que afectan a la proteína espiga del SARS-CoV-2, la proteína que le da al virus su forma de corona.
La proteína espiga es la clave que brinda acceso a las células humanas a través de la proteína ACE-2 humana (la cerradura) y, como tal, es el objetivo de las vacunas COVID-19 actualmente aprobadas. La investigación que aún no ha sido revisada por pares muestra dos formas en que los cambios en la secuencia de aminoácidos de la proteína espiga pueden afectar su interacción con las células humanas:
Pueden mejorar la interacción de la proteína espiga con ACE-2, proporcionando un acceso eficiente a las células huésped. Pueden disminuir la interacción de la proteína de pico con los anticuerpos neutralizantes, ayudándola a evadir una respuesta del sistema inmunitario el tiempo suficiente para infectar otras células.
Las proteínas pueden considerarse estructuras microscópicas de Lego, con aminoácidos que se comportan como piezas de Lego y se mantienen unidos por un solo hilo. Sin embargo, las estructuras de proteínas son mucho más flexibles que las estructuras de Lego (piense en las piezas de Lego hechas de gelatina), y los aminoácidos pueden formar enlaces transitorios con otros aminoácidos cercanos a ellos según sea necesario para la estabilidad estructural y el reconocimiento de otras estructuras.
La flexibilidad estructural de la proteína espiga le permite muestrear el espacio dentro de la cerradura (ACE-2) para permitir el reconocimiento de la llave, pero también para encontrar la forma de llave óptima para esa cerradura. Es esta última función la que se optimiza a través de la mutación: la mejor forma de llave abrirá la cerradura más rápida y fácilmente.
Barra superior: organización del gen SARS-CoV-2. El gen que codifica la proteína de punta se denota S. El desglose muestra las sustituciones de aminoácidos identificadas en las proteínas de punta de diferentes variantes (el número indica la posición del aminoácido sustituido, indica los aminoácidos que se eliminan). El sitio de unión al receptor (RBS) que interactúa con ACE-2 abarca los aminoácidos 331 a 527. (Datos de https://outbreak.info/situation-reports). Crédito: Dasantila Golemi-Kotra, proporcionado por el autor.
¿Podría la mutación dar lugar a una supervariante que pueda evadir todas las vacunas?
Se han identificado muchos VOC y VOI en todo el mundo, y cada día se informan más variantes. (alrededor de un millón de variantes se han registrado hasta la fecha). ¿Deberíamos temer la aparición de una supervariante, que es altamente virulenta y puede superar todas las vacunas actuales y cualquier otra en el futuro?
Los tres VOC actuales que se han arraigado en muchos países llevan varios sustituciones de aminoácidos en sus proteínas de punta. Debido al papel crucial de la proteína espiga para ingresar a las células, todas las vacunas contra el COVID-19 actualmente disponibles funcionan dirigiéndose a la proteína espiga.
Curiosamente, algunas de las sustituciones de aminoácidos en la proteína espiga son comunes a los tres VOC actuales y se considera que impulsan su dominio sobre otras variantes. La investigación que aún no ha sido revisada por pares muestra que las sustituciones N501Y (asparagina por tirosina) y D614G (aspartato por glicina) son comunes a los tres, mientras que E484K (glutamato por lisina) es común a B.1.351 y P.1.
Se cree que la sustitución E484K es responsable de la evasión de anticuerpos, y se cree que N501Y y D614G impulsan la mayor transmisibilidad de estas variantes. (El sitio web de los CDC ofrece más información sobre los atributos de las variantes).
Es curioso que las sustituciones de aminoácidos comunes identificadas entre los COV surgieran de forma independiente y en diferentes partes del mundo. Hay, de hecho, 20 aminoácidos diferentes proporcionados por la célula huésped, todos los cuales tienen la misma oportunidad de sustituir un aminoácido en la proteína a través de la mutación. Sin embargo, sorprendentemente, ¡estos tres COV evolucionaron para adquirir algunas de las mismas sustituciones de aminoácidos!
Estructura de la proteína espiga con tres anticuerpos diferentes (C002, S2M11, EY6A) aislados de pacientes. Los tres se unen al dominio de unión al receptor (RBD) de la espiga, pero en diferentes regiones. Crédito: David S. Goodsell/RCSB Protein Data Bank, CC BY
Este fenómeno se conoce en biología como evolución de convergencia: cuando la misma característica evoluciona de forma independiente. Esto significa que los aminoácidos seleccionados ofrecen una propiedad única que hace que el virus sea «más apto».
La proteína espiga tiene una función importante: tiene que desbloquear el acceso a la célula huésped, pero también es el objetivo de anticuerpos neutralizantes, que el virus debe evitar que se adhiera a la proteína para evadir el sistema inmunitario. Ambas funciones dependen de la misma parte de la proteína: el dominio de unión al receptor (RBD).
La mejora de una de estas dos funciones puede disminuir la otra función. Eso significa que se debe llegar a un compromiso. El hecho de que surgieran las mismas sustituciones de forma independiente en diferentes variantes es una indicación de que las proteínas de pico en estas variantes se han optimizado y es posible que no obtengan más ventajas.
Basándonos en esto, la aparición de una supervariante parece poco probable, porque estas dos funciones (desbloquear la célula huésped y evadir el sistema inmunitario) siempre estarán en competencia entre sí, por lo que ninguna podrá lograr una eficiencia perfecta.
Sin embargo, nunca subestimes la fuerza de la evolución cuando hay un campo de juego fértil. Debemos cumplir con las medidas de salud pública, como el distanciamiento social y las máscaras, para mitigar la propagación del virus y limitar la cantidad de huéspedes que el virus puede infectar, mientras la mayoría de la población permanezca sin vacunar.
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Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Preguntas frecuentes sobre las variantes de COVID-19: todo lo que necesita saber sobre las nuevas cepas de SARS-CoV-2 (2021, 16 de abril) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress. com/news/2021-04-covid-variants-faq-strains-sars-cov-.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.