USA : El coronavirus es un maestro en mezclar su genoma, lo que preocupa a los científicos

USA : El coronavirus es un maestro en mezclar su genoma, lo que preocupa a los científicos

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Nuevos estudios subrayan cómo los coronavirus mezclan con frecuencia sus componentes genéticos, lo que podría contribuir al aumento de variantes peligrosas.

Crédito… Pete Kiehart para The New York Times
En las últimas semanas, los científicos han dado la voz de alarma sobre nuevas variantes del coronavirus que llevan un un puñado de pequeñas mutaciones, algunas de las cuales parecen hacer que las vacunas sean menos efectivas. Pero no son solo estos pequeños cambios genéticos los que generan preocupación. El nuevo coronavirus tiene propensión a mezclar grandes porciones de su genoma cuando hace copias de sí mismo. A diferencia de las pequeñas mutaciones, que son como errores tipográficos en la secuencia, un fenómeno llamado recombinación se asemeja a un error importante de copiar y pegar en el que la segunda mitad de una oración se sobrescribe completamente con una versión ligeramente diferente.

Una serie de nuevos estudios sugiere que la recombinación puede permitir que el virus cambie de forma de formas peligrosas. Pero a largo plazo, esta maquinaria biológica puede ofrecer un lado positivo, ayudando a los investigadores a encontrar medicamentos para detener el virus en su camino.

«No hay duda de que la recombinación está ocurriendo», dijo Nels Elde, un genetista evolutivo de la Universidad de Utah. «Y, de hecho, probablemente se subestime un poco y podría estar en juego incluso en la aparición de algunas de las nuevas variantes de preocupación».

Las mutaciones del coronavirus de las que la mayoría de la gente ha oído hablar, como las de la variante B.1.351 detectadas por primera vez en el sur África, son cambios en una sola «letra» de la larga secuencia genética del virus, o ARN. Debido a que el virus tiene un sistema robusto para corregir su código de ARN, estas pequeñas mutaciones son relativamente raras.

En contraste, la recombinación abunda en los coronavirus.

Investigadores del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt dirigido por el virólogo Mark Denison recientemente

estudió cómo las cosas van mal

durante la replicación en tres coronavirus, incluido el SARS-CoV-2, que causa Covid. El equipo descubrió que los tres virus mostraron una recombinación «extensa» cuando se replicaron por separado en el laboratorio.

A los científicos les preocupa que la recombinación pueda permitir que diferentes variantes del coronavirus se combinen en más versiones peligrosas dentro del cuerpo de una persona. La variante B.1.1.7 detectada por primera vez en Gran Bretaña, por ejemplo, tenía más de una docena de mutaciones que parecían aparecer repentinamente.

Dr. Elde dijo que la recombinación puede haber fusionado mutaciones de diferentes variantes que surgieron espontáneamente dentro de la misma persona con el tiempo o que coinfectaron a alguien simultáneamente. Por ahora, dijo, esa idea es especulativa: «Es realmente difícil ver estas cicatrices invisibles de un evento de recombinación». Y aunque es posible infectarse con dos variantes a la vez, se cree que es poco común.

Katrina Lythgoe, epidemióloga evolutiva del Oxford Big Data Institute en Gran Bretaña, es escéptica de que la coinfección ocurra con frecuencia. “Pero las nuevas variantes de preocupación nos han enseñado que los eventos raros todavía pueden tener un gran impacto”, agregó.
La recombinación también podría permitir que dos coronavirus diferentes del mismo grupo taxonómico intercambien algunos de sus genes. Para examinar ese riesgo más de cerca, el Dr. Elde y sus colegas compararon las secuencias genéticas de muchos coronavirus diferentes, incluido el SARS-CoV-2 y algunos de sus parientes lejanos que se sabe que infectan a los cerdos y al ganado.
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Crédito. .. Pete Kiehart para Los New York Times
Con un software especialmente desarrollado, los científicos destacaron los lugares donde las secuencias de esos virus se alineaban y coincidían, y donde no. El software sugirió que durante los últimos dos siglos de evolución de los virus, muchos de los eventos de recombinación involucraron segmentos que produjeron la proteína de pico, que ayuda al virus a ingresar a las células humanas. Eso es preocupante, dijeron los científicos, porque podría ser una ruta a través de la cual un virus esencialmente equipa a otro para infectar a las personas.

“A través de esta recombinación, un virus que no puede infectar a las personas podría recombinarse con un virus como el SARS-CoV-2 y tomar la secuencia por pico, y podría volverse capaz de infectar a las personas ”, dijo Stephen Goldstein, un virólogo evolutivo que trabajó en el estudio.

Los hallazgos, que fueron publicado en línea el jueves pero aún no se ha publicado en un revista científica, ofreció nueva evidencia de que los coronavirus relacionados son bastante promiscuos en términos de recombinación entre sí. También hubo muchas secuencias que surgieron en los coronavirus que parecían surgir de la nada.

“En algunos casos, casi parece que hay una secuencia que cae desde el espacio exterior, de coronavirus que ni siquiera conocemos todavía”, dijo el Dr. Elde. La recombinación de coronavirus en grupos totalmente diferentes no se ha estudiado de cerca, en parte porque tales experimentos potencialmente tendrían que someterse a una revisión gubernamental en los Estados Unidos debido a los riesgos de seguridad.

Feng Gao, virólogo de la Universidad de Jinan en Guangzhou, China, dijo que aunque el nuevo software de Utah, los investigadores encontraron inusuales secuencias en coronavirus, que no proporcionan evidencia férrea para la recombinación. Simplemente podría ser que evolucionaron de esa manera por su cuenta.

“La diversidad, no importa cuánto, no significa recombinación”, dijo el Dr. Gao. “Bien puede ser causado por una gran diversificación durante la evolución viral”.

Los científicos tienen un conocimiento limitado sobre si la recombinación podría dar lugar a nuevos coronavirus pandémicos, dijo Vincent Munster, un ecólogo viral del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas que ha estudiado los coronavirus durante años.

Aún así, esa evidencia está creciendo. En un estudio publicado en julio y publicado formalmente hoy , el Dr. Munster y sus colaboradores sugirieron que la recombinación es probablemente la forma de tanto el SARS-CoV-2 como el virus detrás del brote original de SARS en 2003 terminaron con una versión de la proteína de pico que les permite ingresar hábilmente a las células humanas. Esa proteína de pico se une a un punto de entrada particular en las células humanas llamado ACE2. Ese documento pide una mayor vigilancia de los coronavirus para ver si hay otros que usan ACE2 y, por lo tanto, pueden representar amenazas similares para las personas.

Algunos científicos están estudiando la maquinaria de recombinación no solo para defenderse de la próxima pandemia, sino para ayudar a combatir esta.

Por ejemplo, en su estudio reciente sobre la recombinación de tres coronavirus, el Dr. Denison de Vanderbilt descubrió que el bloqueo de una enzima conocida como nsp14-ExoN en un coronavirus de ratón provocó que los eventos de recombinación se desplomaran. Esto sugirió que la enzima es vital para la capacidad de los coronavirus de mezclar y combinar su ARN a medida que se replican.

Ahora, el Dr. Denison y Sandra Weller, viróloga de la Facultad de Medicina de la Universidad de Connecticut, están investigando si esta información podría tratar a las personas con Covid.

Ciertos medicamentos antivirales, como el remdesivir, combaten las infecciones actuando como señuelos de ARN que se adhieren el proceso de replicación viral. Pero estos medicamentos no funcionan tan bien como algunos esperaban para los coronavirus. Una teoría es que la enzima nsp14-ExoN elimina los errores causados ​​por estos medicamentos, rescatando así al virus.

Dr. Denison y el Dr. Weller, entre otros, están buscando medicamentos que bloqueen la actividad de nsp14-ExoN, permitiendo que remdesivir y otros antivirales funcionen de manera más efectiva. El Dr. Weller compara este enfoque con las terapias de cóctel para el VIH, que combinan moléculas que actúan sobre diferentes aspectos de la replicación del virus. «Necesitamos una terapia combinada para los coronavirus», dijo.

Dr. Weller señala que nsp14-ExoN se comparte entre los coronavirus, por lo que un fármaco que lo suprima con éxito podría actuar contra algo más que el SARS-CoV-2. Ella y el Dr. Denison todavía están en las primeras etapas del descubrimiento de fármacos, probando diferentes moléculas en las células.

Otros científicos ven potencial en este enfoque, no solo para hacer que medicamentos como remdesivir funcionen mejor, sino para evitar que el virus corrija cualquiera de sus errores de replicación.

“Creo que es una buena idea”, dijo el Dr. Goldstein, “porque empujar al virus a lo que se conoce como ‘catástrofe de errores’, básicamente que mutaría tanto que sería letal para el virus ”.

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