Los investigadores examinan la carrera evolutiva entre el SARS-CoV-2 y las defensas humanas


El análisis indicó que el número de mutaciones en el dominio de unión al receptor (RBD) del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) del síndrome respiratorio agudo severo se duplica cada 72 días.

A medida que la pandemia de la enfermedad del coronavirus 2019 (COVID-19) continúa infectando a más personas, el SARS-CoV-2 también está evolucionando. Se han descubierto varias variantes nuevas del virus, algunas más infecciosas que las cepas originales. Esto sugiere que el virus ya está en una carrera evolutiva con sus huéspedes humanos.

En un estudio publicado en el bioRxiv* preprint server, los investigadores han analizado esta evolución del virus basándose en la teoría de la ecología evolutiva. Usando los genomas del virus disponibles en la base de datos de la Iniciativa Global para Compartir Datos de Influenza Aviar (GISAID), los investigadores enfocaron su investigación en mutaciones en el dominio de unión al receptor (RBD) en el proteína de pico de SARS-CoV-2.

Estudio: La rápida evolución del SARS-CoV-2 desafía las defensas humanas.  Haber de imagen: Imilian / Shutterstock

El equipo utilizó su sistema de seguimiento de mutaciones del virus COVID-19, que rastrea todas las mutaciones en un genoma aislado. Usando simulaciones de Monte Carlo, estimaron el número de mutaciones por humano infectado

La cantidad total de copias de virus en el mundo es un factor de la cantidad de personas infectadas y la cantidad de copias producidas por persona infectada. Pero, dado que las pruebas no descubren todos los casos infectados verdaderos, los investigadores utilizaron un modelo que usa las muertes por COVID-19 reportadas para estimar el número real de infecciones en todo el mundo. El modelo estima que para el 1 de marzo de 2021, el número de infecciones es de más de 384 millones. Usando esto, estimaron alrededor de 1017 a 1021 Se produjeron copias del virus en todo el mundo.

Analizando mutaciones RBD

El número de mutaciones de RBD aumenta con el número de copias de virus producidas, ya que cada vez que hay una transcripción del genoma, existe la posibilidad de que ocurran mutaciones. Al analizar las variantes de RBD detectadas hasta ahora, el equipo estima que el tiempo de duplicación de los mutantes es de unos 72 días.

Las variantes de RBD también tienen mutaciones en otras partes del genoma viral, lo que conduce a aproximadamente 90.744 variantes únicas con al menos una mutación en el RBD. Sin embargo, el número total de variantes de SARS-CoV-2 es mucho mayor ya que también hay mutaciones en regiones distintas del RBD.

El modelado sugirió que las mutaciones RBD detectadas son aproximadamente el 85% de las variantes totales, lo que puede no ser muy preciso ya que se basa en las muestras aisladas, lo que podría tener un sesgo. Según el modelo, parece que se produce una nueva mutación por cada 600.000 infecciones humanas.

Usando un estimado de 2 millones de infecciones diarias al 15 de febrero de 2021, esto da alrededor de tres nuevas variantes efectivas producidas todos los días.

Algunas de estas variantes, identificadas hace varios meses, ahora se ven en la población en mayor número. Una de estas variantes exitosas es la cepa B.1.1.7. Aquí, un aminoácido mutado específico parece aparecer de forma independiente varias veces. Esta variante ha divergido más y más rápido que otras en la región RBD. En el árbol evolutivo, la rama con esta variante ha dado lugar a ramas pesadas, una de ellas diversificándose rápidamente en los últimos meses. Además, las variantes B.1.351 y P.1 también se están seleccionando en el árbol evolutivo del virus.

Fuerte selección en mutaciones del SARS-CoV-2

Aunque se ha discutido el papel de los cambios en la biodiversidad que afectan la transmisión de patógenos de animales a humanos, se ha prestado menos atención a cómo una gran población humana conectada globalmente está acelerando la evolución del SARS-CoV-2. Dado que el número de mutaciones RBD únicas se duplica cada 72 días, esta velocidad corre el riesgo de superar las defensas humanas.

Aunque podrían surgir las mismas variaciones en ubicaciones independientes, el proceso evolutivo del SARS-CoV-2 no es aleatorio y existe una fuerte selección. Estos procesos de selección eliminan las ramas menos infecciosas y las ramas con cepas más infecciosas se vuelven más pesadas. Esto se evidencia en las nuevas cepas B.1.1.7, B.1.351 y P.1, que parecen ser más infecciosas que la cepa original.

La presencia de una gran cantidad de huéspedes humanos disponibles también permite otro mecanismo de diversificación de virus, el reordenamiento. Este proceso implica un intercambio de segmentos genéticos entre diferentes segmentos de virus que han infectado la misma célula, contribuyendo a una rápida diversificación.

El análisis predice que más cepas infecciosas se convertirán en dominantes, acelerando la tasa de evolución del virus y desafiando nuestra capacidad para contener la pandemia. Según la teoría de la Reina Roja, debemos correr más rápido solo para mantener el ritmo del virus, e incluso más rápido si tenemos que superarlo.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

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