Variantes del coronavirus, mutación viral y vacunas contra el COVID-19: la ciencia que debe comprender
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El virus SARS-CoV-2 muta rápidamente. Eso es preocupante porque estas variantes más transmisibles del SARS-CoV-2 ahora están presentes en los EE. UU., el Reino Unido, Sudáfrica y otros países, y muchas personas se preguntan si las vacunas actuales protegerán a los receptores del virus. Además, muchos se preguntan si seremos capaces de adelantarnos a las futuras variantes del SARS-CoV-2, que seguramente surgirán.
En mi laboratorio estudio la estructura molecular de los virus de ARN como el que causa el COVID-19 y cómo se replican y multiplican en el huésped. A medida que el virus infecta a más personas y la pandemia se propaga, el SARS-CoV-2 sigue evolucionando. Este proceso de evolución es constante y permite que el virus pruebe su entorno y seleccione cambios que lo hagan crecer de manera más eficiente. Por lo tanto, es importante monitorear los virus en busca de nuevas mutaciones que podrían hacerlos más mortales, más transmisibles o ambos.
Los virus de ARN evolucionan rápidamente
El material genético de todos los virus está codificado en ADN o ARN; Una característica interesante de los virus de ARN es que cambian mucho más rápidamente que los virus de ADN. Cada vez que hacen una copia de sus genes cometen uno o varios errores. Se espera que esto ocurra muchas veces dentro del cuerpo de una persona infectada con COVID-19.
Uno podría pensar que cometer un error en su información genética es malo, después de todo, esa es la base de las enfermedades genéticas en los humanos. Para un virus de ARN, un solo cambio en su genoma puede dejarlo «muerto». Eso no es tan malo si dentro de una célula humana infectada estás haciendo miles de copias y algunas ya no son útiles.
Sin embargo, algunos genomas pueden detectar un cambio que sea beneficioso para la supervivencia del virus: tal vez el cambio permita que el virus evada un anticuerpo, una proteína que el sistema inmunitario produce para atrapar virus o un medicamento antiviral. Otro cambio beneficioso puede permitir que el virus infecte un tipo diferente de célula o incluso una especie animal diferente. Es probable que esta sea la vía que permitió que el SARS-CoV-2 pasara de los murciélagos a los humanos.
Cualquier cambio que dé a los descendientes del virus una ventaja de crecimiento competitivo será favorecido»seleccionado»y comenzará a superar al padre original virus. SARS-CoV-2 está demostrando esta característica ahora con nuevas variantes emergentes que tienen propiedades de crecimiento mejoradas. Comprender la naturaleza de estos cambios en el genoma proporcionará a los científicos orientación para desarrollar contramedidas. Este es el clásico escenario del gato y el ratón.
En un paciente infectado hay cientos de millones de partículas virales individuales. Si entrara y eligiera un virus a la vez en este paciente, encontraría una variedad de mutaciones o variantes en la mezcla. Es cuestión de cuáles tienen ventaja de crecimiento, es decir, cuáles pueden evolucionar porque son mejores que el virus original. Esos son los que van a tener éxito durante la pandemia.
De las mutaciones que se han detectado, ¿alguna es motivo de especial preocupación?
Cualquier variante o cambio en el virus probablemente no sea tan problemático. Un solo cambio en la proteína espiga, que es la región del virus que se adhiere a las células humanas, probablemente no será una gran amenaza a medida que la comunidad médica implemente las vacunas.
Las vacunas actuales inducen al sistema inmunitario a producir anticuerpos que reconocen y se dirigen a la proteína espiga del virus, que es esencial para invadir las células humanas. Los científicos han observado la acumulación de múltiples cambios en la proteína espiga en la variante sudafricana.
Estos cambios permiten que el SARS-CoV-2, por ejemplo, se adhiera con más fuerza al receptor ACE2 y entre en las células humanas de manera más eficiente, según estudios preliminares no publicados. Esas alteraciones podrían permitir que el virus infecte las células más fácilmente y mejore su transmisibilidad. Con múltiples cambios en la proteína espiga, es posible que las vacunas ya no produzcan una respuesta inmunitaria fuerte contra estas nuevas variantes de virus. Eso es un doble golpe: una vacuna menos efectiva y un virus más robusto.
En este momento, el público no necesita preocuparse por las vacunas actuales. Los principales fabricantes de vacunas están monitoreando qué tan bien sus vacunas controlan estas nuevas variantes y están listos para modificar el diseño de la vacuna para garantizar que protegerán contra estas variantes emergentes. Moderna, por ejemplo, ha declarado que ajustará la segunda inyección o la inyección de refuerzo para que coincida más con la secuencia de la variante sudafricana. Tendremos que esperar y ver, a medida que más personas reciban vacunas, si las tasas de transmisión disminuirán.
¿Por qué es clave reducir la transmisión?
Una caída en las tasas de transmisión significa menos infecciones. Menos replicación del virus conduce a menos oportunidades para que el virus evolucione en humanos. Con menos oportunidad de mutar, la evolución del virus se ralentiza y hay un menor riesgo de nuevas variantes.
La comunidad médica necesita hacer un gran esfuerzo para vacunar y, por lo tanto, proteger a tantas personas como sea posible. De lo contrario, el virus seguirá creciendo en un gran número de personas y producirá nuevas variantes.
En qué se diferencian las nuevas variantes
La variante del Reino Unido, conocida como B.1.1.7., parece unirse más estrechamente al receptor de proteína llamado ACE2, que se encuentra en la superficie de células humanas.
No creo que hayamos visto pruebas claras de que estos virus sean más patógenos, lo que significa que son más letales. Pero pueden transmitirse más rápido o más eficientemente. Eso significa que más personas se infectarán, lo que se traduce en más personas que serán hospitalizadas.
La variante sudafricana, conocida como 501.V2, tiene múltiples mutaciones en el gen que codifica la proteína espiga. Estas mutaciones ayudan al virus a evadir una respuesta de anticuerpos.
Los anticuerpos tienen una precisión exquisita para su objetivo, y si el objetivo cambia ligeramente de forma, como ocurre con esta variante que los virólogos llaman mutante de escape, el anticuerpo ya no puede unirse con fuerza, ya que pierde su poder de protección.
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¿Por qué necesitamos monitorear las mutaciones?
Queremos asegurarnos de que las pruebas de diagnóstico detecten todos los virus. Si hay mutaciones en el material genético del virus, es posible que una prueba de anticuerpos o PCR no pueda detectarlo tan eficientemente o en absoluto.
Para asegurarse de que la vacuna sea eficaz, los investigadores deben saber si el virus está evolucionando y escapando de los anticuerpos que se desencadenaron a través de la vacuna.
Otra razón por la que es importante monitorear nuevas variantes es que las personas que han sido infectadas pueden volver a infectarse si el virus ha mutado y su sistema inmunitario no puede reconocerlo y apagarlo.
La mejor manera de buscar variantes emergentes en la población es hacer una secuenciación aleatoria de los virus SARS-CoV-2 a partir de muestras de pacientes en diversos antecedentes genéticos y ubicaciones geográficas.
Cuantos más datos de secuenciación recopilen los investigadores, mejor podrán responder los desarrolladores de vacunas antes de cambios importantes en la población del virus. Muchos centros de investigación en los EE. UU. y el mundo están aumentando sus capacidades de secuenciación para lograr esto.
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Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Variantes del coronavirus, mutación viral y vacunas contra el COVID-19: la ciencia que debe comprender (2 de febrero de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news /2021-02-coronavirus-variants-viral-mutation-covid-.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.