El rápido brote del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) es responsable de millones de infecciones y muertes en todo el mundo. Este virus de ARN se informó por primera vez en 2019 en Wuhan, China, y en muy poco tiempo se ha extendido a 220 países y regiones de todo el mundo.

El desarrollo de vacunas y tratamientos ha reducido la tasa de mortalidad. Sin embargo, la aparición continua de variantes del SARS-CoV-2 ha planteado dudas sobre la eficacia de las vacunas disponibles.

Algunas de estas variantes, conocidas como variantes preocupantes (VoC), tienen una tasa de transmisión mucho más alta y una mortalidad más alta que la cepa original del SARS-CoV-2. Por lo tanto, es necesario evaluar la eficacia de las vacunas disponibles contra las cepas circulantes del SARS-CoV-2. Además, el seguimiento de variantes genéticas en constante evolución también es vital para prevenir futuros brotes.

Seguimiento de la evolución de la susceptibilidad y virulencia del SARS-CoV-2

La evolución de la transmisibilidad y virulencia del SARS-CoV-2 se produjo debido a mutaciones funcionales. Estas mutaciones ayudan a los virus a adaptarse a los cambios en el anfitrión. Por ejemplo, debido a estas mutaciones, el virus puede evadir el sistema inmunológico del huésped. Por lo tanto, la evaluación de los cambios en la secuencia genética es vital para determinar la distancia evolutiva y la estabilidad de las variantes del SARS-CoV-2 a partir de la secuencia de la cepa original aislada en Wuhan.

Debido a que las secuencias del genoma completo del virus están disponibles en repositorios públicos, como la Iniciativa Global para Compartir Todos los Datos de la Influenza (GISAID), y las herramientas de código abierto recopiladas para la visualización instantánea de los genes detrás del brote del virus, por ejemplo, NextStrain, los científicos han sido capaz de rastrear el camino evolutivo de este virus.

La herramienta de determinación filogenética de la herramienta llamada Linajes de brotes globales (pangolines) se usa ampliamente para rastrear el linaje de variantes emergentes. En el escenario actual, el rastreo filogenético y el mapeo del linaje de las variantes del SARS-CoV-2 ha sido difícil debido a las frecuentes mutaciones. Un mapa detallado de las mutaciones, con su papel potencial, podría ayudar al desarrollo de tratamientos y vacunas para combatir la propagación de la cepa. Esto también puede ayudar a prevenir y prepararse para futuras olas debido a la transmisión de VoC del SARS-CoV-2.

Un nuevo estudio publicado en la revista mbi desarrollaron un catálogo de las mutaciones genéticas de SARS-CoV-2 más importantes registradas entre diciembre de 2019 y noviembre de 2020. Los autores de este estudio también destacaron el impacto potencial de estas mutaciones en la estabilidad de proteínas candidatas basadas en vacunas y terapias diseñadas.

Mapeo de mutaciones y sus consecuencias

En este estudio, los investigadores desarrollaron un árbol filogenético de 513 genomas que fueron seleccionados intencionalmente para reflejar la diversidad genética del virus que cubre todas las subespecies de pangolines. Encontraron un total de 61 cepas y subsecuencias de SARS-Cov-2 circulando simultáneamente en muchos países del mundo.

El mapeo de mutaciones de 513 genomas mostró un total de 106 sustituciones de aminoácidos. Este estudio reveló 36 mutaciones en> 5% de la secuencia del genoma con 12 sustituciones principales consideradas mutaciones determinantes del linaje. En el 8,6% de los genomas, L84S apareció en ORF8 y se consideró la primera mutación significativa. Se encontró que la sustitución de aminoácidos en el 13,3% del genoma era L37F en ORF3a, y en el 1,4% del genoma era G251V en nsp6.

A finales de enero de 2020, se informó que las mutaciones determinantes del linaje dominante en todo el conjunto de datos eran D614G y P323L. Estas dos mutaciones se encontraron en nsp12 de SARS-CoV-2. Las secuencias con estas mutaciones se clasificaron como un linaje B.1. Se informaron muchas otras mutaciones a medida que avanzaba la epidemia. Las sustituciones de aminoácidos en T428I y G15S en ORF1a se denominan subcepas C.1 y C.2, mientras que la sustitución S477N en la proteína spike (S) e I120F en nsp2 se conoce como subcepa D.2 .

El estudio actual analizó las consecuencias estructurales después de 11 mutaciones específicas de clado. Entre estos, se encontró que tres estabilizaban las respectivas estructuras proteicas, mientras que seis eran desestabilizantes. Los investigadores rastrearon 4.170 mutaciones sin sentido en la proteína de pico, con 683 solo en el dominio RBD. Los autores del estudio actual revelaron un equilibrio interesante entre mutaciones estables y desestabilizadoras. Este equilibrio puede ser la razón por la que el SARS-CoV-2 se desarrolla sin perder su potencial patógeno.

la importancia de estudiar

Este estudio destaca la importancia del monitoreo genético continuo, el mapeo de mutaciones y la catalogación de mutaciones potenciales durante los períodos pre y posvacunación. Esto ayudaría a desarrollar los mejores programas de vacunación epidemiológicamente relevantes. El rastreo de la evolución del virus reveló una variación generalmente baja en la secuencia del SARS-CoV-2 en comparación con otros virus de ARN. Esto puede deberse a la baja tasa de mutación debido a la falta de anticuerpos neutralizantes o presión selectiva. Sin embargo, el aumento de los programas de vacunación y el uso de terapias con anticuerpos monoclonales representarán un desafío para la comunidad de virus. Esto provocará mutaciones estructurales rápidas para su supervivencia. Estas mutaciones deben controlarse para prevenir futuros brotes.