Cómo son las mutaciones en los virus y qué sabemos en el caso del SARS-CoV-2

Ante la aparición de la nueva cepa británica los cambios en la composición del COVID-19 y demás virus están bajo la lupa. La explicación de la prestigiosa médica genetista ítalo-argentina Primarosa Chieri y la reconocida viróloga y profesora de la Universidad Hunter de Nueva York Laura Palermo

Francisco Reyes

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Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los Estados Unidos (CDC) “los virus de la influenza cambian constantemente; de hecho, todos los virus de la gripe estacional sufren cambios genéticos con el tiempo. El genoma de este virus consta de todos los genes que lo conforman. Los CDC vigilan los virus de la influenza en circulación durante todo el año para monitorear los cambios que sufre el genoma o partes del genoma.

La información recopilada del estudio de los cambios genéticos -también conocidos como “sustituciones”, “variantes” o “mutaciones”- que experimentan estos virus son importantes para la salud pública porque ayudan a determinar si las vacunas existentes y los medicamentos antivirales serán efectivos contra los virus en circulación, además de determinar la posibilidad de que la presencia de la misma en animales y la posibilidad o factibilidad que infecten a los seres humanos.

Lo mismo comenzó a suceder ahora con el SARS-CoV-2, virus que causa la enfermedad por COVID-19. A los científicos les preocupan estas variantes, pero no les sorprenden. Los investigadores han registrado miles de pequeñas modificaciones en el material genético del coronavirus a medida que se ha propagado por todo el mundo.

La vacuna de Pfizer pareciera funcionar contra una mutación de las nuevas variantes (EFE/Enric Fontcuberta/Archivo)

Algunas variantes se vuelven más comunes en una población solo por casualidad, no porque los cambios de algún modo sobrecarguen al virus. Sin embargo, a medida que se hace más difícil que el patógeno sobreviva, debido a las vacunas y a la creciente inmunidad de las poblaciones humanas, los investigadores también esperan que el virus obtenga mutaciones útiles que le permitan propagarse con mayor facilidad o escapar a la detección del sistema inmunitario.

“Es una verdadera advertencia de que debemos prestar más atención”, señaló Jesse Bloom, biólogo evolutivo del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson en Seattle. “Sin duda, estas mutaciones se van a propagar y, en definitiva, la comunidad científica necesita monitorear estas mutaciones y describir cuáles tienen efectos”.

Según el Instituto Nacional del Cáncer del NIH, una mutación es cualquier cambio en la secuencia del ADN de una célula (Shutterstock)

La variante británica conocida recientemente tiene alrededor de veinte mutaciones, incluyendo varias que afectan la manera en que el virus se fija en las células humanas y las infecta. Estas mutaciones pueden permitir que la variante se replique y se transmita con mayor eficiencia, afirmó Muge Cevik, experta en enfermedades infecciosas de la Universidad de San Andrés, en Escocia, y asesora científica del gobierno británico.

Sin embargo, la estimación de una mayor transmisibilidad (los funcionarios británicos dijeron que la variante era hasta un 70 por ciento más transmisible) se basa en el modelado y no se ha confirmado en los experimentos de laboratorio, añadió Cevik.

Los componentes del SARS-CoV-2 (Shutterstock)

Consultada por Infobae, la prestigiosa médica genetista ítalo-argentina Primarosa Chieri, directora del Laboratorio Primagen, explicó: “Los seres vivos son complejas maquinarias químicas que deben cumplir millares de reacciones dando lugar a los constituyentes de las células, esencialmente las proteínas como las enzimas. Se puede decir que cualquier organismo viviente ya sea un virus, una bacteria o un elefante están dotadas de un plan de organización química que comienza con la estructura del código genético, el cual existe desde hace dos o tres millones de años ya provista de complejas redes cibernéticas moleculares que aseguran su funcionalidad”.

“Sabemos, por los datos científicos actuales, que cada organismo sin excepción, aun los más diminutos como puede ser un virus, están todos dotados de un proyecto que se encuentra expresado dentro de sus complejas estructuras. Los virus son seres microscópicos que pueden introducirse en las células de cualquier organismo logrando reproducirse aprovechando de todos sus componentes, dando lugar algunas veces a una relación permanente que no causa ningún daño o bien en determinadas ocasiones saltar de una especie a otra transformándose en cepas sumamente peligrosas como lo que sucede con el virus SARS-CoV-2 que provoca la enfermedad COVID-19, el cual aparentemente vivía en los murciélagos y salto a otro animal, que por el momento se desconoce, y de allí a los seres humanos”, precisó.

Las autoridades de Corea del Sur informaron de la detección de los primeros casos en el país asiático de personas infectadas con la nueva variante del SAR-COV-2, todas ellas recién llegadas de Reino Unido, donde se identificó por primera esta mutación del virus (EFE/EPA/KIM CHUL-SOO)

En diálogo con este medio, la doctora en virología Laura Palermo, profesora argentina que vive y enseña en la Facultad del programa de Biología Humana en la Universidad Hunter y en la Universidad de la Ciudad de Nueva York, definió a las mutaciones: “Cada vez que un virus entra en una célula comienza a reproducirse, el virus que infecta a una célula utiliza toda la maquinaria celular para producir cada uno de los componentes virales que se necesitan para generar nuevas partículas virales. Uno de ellos es el genoma viral, ya sea ADN o ARN. Los virus cuyo genoma es ARN deben producirlo a partir del ARN originario, es decir copiándolo de aquel que provino del virus que originó la infección”.

“El problema es que nuestras células no tienen esa enzima, aquella que copia ARN a partir de ARN, entonces viene con el virus, que lo codifica y transporta dentro de su estructura. Esta enzima produce muchos errores, y es por ello que los virus con genoma ARN tienen más variabilidad, es decir mutan muy frecuentemente, y en cada replicación viral muchas de las nuevas partículas virales producidas son diferentes al virus originario”, añadió.

Las mutaciones a veces aparecen por errores durante la división celular o por la exposición a sustancias del ambiente que dañan el ADN. Pueden tener un efecto perjudicial, un efecto favorable o ningún efecto (Shutterstock)

En este punto es donde comienza el proceso de selección natural, advirtió Palermo: “Esas nuevas variantes son liberadas y pueden infectar nuevas células. Aquellas variantes cuyas mutaciones le provean un mayor valor adaptativo, un mayor fitness, una mayor capacidad de transmitirse, reproducirse, o de infectar nuevas células o nuevos huéspedes van a colonizar el ambiente, serán las variantes que en ese contexto tienen mayor fitness y es así como van cambiando los virus. En otras palabras, este es el proceso de evolución viral”, expresó la viróloga a Infobae.

En esta línea y de acuerdo a la doctora en medicina y experta en diagnóstico genético, estudios de identidad y genética forense, Primarosa Chieri, “si bien los virus no dejaron restos fósiles, ha sido posible encontrar en genomas de diversos organismos restos de elementos virales, estos son fragmentos de secuencia de RNA de virus que en tiempos remotos invadieron la línea germinal del huésped. El estudio de la evolución viral es un campo importante de la teoría evolutiva y de cómo se podrían haber originado los virus. Este punto relacionado con la evolución viral es muy importante para el aspecto epidemiológico de las enfermedades de origen viral tal como la influenza y el SIDA (VIH)”.

“Una mutación se refiere a la modificación de uno o varios nucleótidos dentro de un gen determinado que lo diferencia de su parental. Estas mutaciones muy frecuentes en la molécula del ARN viral dan lugar a cambios de gran importancia en los huéspedes que los poseen, tales son los virus de la influenza (gripe). Estas mutaciones pueden dar lugar a que su superficie externa (cápside) aparente ser diferente a la cepa viral anterior que había enfermado ese organismo, algo así como si el virus cambió su vestido”, detalló Chieri a Infobae.

Una mutación se refiere a la modificación de uno o varios nucleótidos dentro de un gen determinado que lo diferencia de su parental (EFE/Ricardo Maldonado Rozo/Archivo)

Frente a esta situación, “los anticuerpos que se habían generado con la cepa viral previa no pueden combatir el nuevo virus mutado, dando lugar así a la aparición de la enfermedad. Las mutaciones virales exitosas se dan con gran velocidad, a veces en términos de semanas o meses, lo que provoca fuertes inconvenientes para el desarrollo de nuevas vacunas y medicamentos antivirales. Los virus cuyo genoma es ARN son tremendamente abundantes en la biosfera y tienen la capacidad de infectar animales, plantas y bacterias dando lugar a severas enfermedades en los humanos, tales como la pandemia del SIDA que comenzó en los años 80, el Síndrome Respiratorio Agudo Severo (SRAS) en el 2003 y la actual enfermedad por COVID-19. Finalmente podemos decir que todo esto forma parte de la evolución del mundo microbiano”, manifestó la genetista.

Según Primarosa, “si entre los humanos portadores de un particular virus, este muta de modo tal que tenga la particularidad de transmitirse fácilmente entre la gente esto podría dar lugar a una pandemia y es aquí donde los científicos deben actuar a gran velocidad para lograr identificar el nuevo subtipo viral y de este modo crear una nueva vacuna que los proteja del mismo. Citando a Antonio Lazcano en ‘Ciencia y el coronavirus’ los virus son viajeros sin pasaporte acostumbrados a brincar de una especie a otra ya que para ellos es un mecanismo de evolución”.

Los virus son viajeros sin pasaporte acostumbrados a brincar de una especie a otra ya que para ellos es un mecanismo de evolución (Shutterstock)

Consultada por el caso en particular del SARS-CoV-2, la viróloga Laura Palermo dijo: “estamos observando el proceso de evolución viral: el nuevo coronavirus está compuesto de un genoma ARN y por lo tanto muta fácilmente. Algunas de ellas son inofensivas y otras le confieren una ventaja”.

“Las variantes que se observaron en el Reino Unido desde noviembre o diciembre o en Sudáfrica presentan mutaciones que se reflejan en cambios en la proteína de superficie que se llama spike. La comunidad científica está estudiando el efecto que tiene cada uno de estos cambios que presentan estas nuevas variantes y los datos preliminares indican que la variantes inglesa es un 50% más transmisible y los estudios en hamnster demuestran que este virus en particular se reproduce más eficientemente en las vías respiratorias altas”, amplió.

Así funciona la nueva vacuna de ARN mensajero

Infografía: Marcelo Regalado

De acuerdo a la profesora del Hunter College de Nueva York, “en la naturaleza, la presión de selección es alta y muchas veces las variantes que ganan son aquellas capaces de reproducirse más, o que pueden escaparle al sistema inmunológico del huésped. Es por esto que es importante estudiar si las nuevas variantes son susceptibles a los anticuerpos que producen los pacientes que sufrieron la infección con las variantes originales. Los estudios preliminares indican que por ahora las nuevas cepas son todavía susceptibles al plasma de convalecientes y lo que sugiere es que las vacunas que tenemos disponibles serían efectivas contra estas nuevas formas del virus”.

“En el caso de que aparezcan otras nuevas cepas o variantes, capaces de escaparle a la respuesta inmunológica producida por las vacunas que tenemos, lo que va a suceder es que habrá que modificarlas; por suerte la tecnología innovadora de las nuevas vacunas como la de Pfizer y la de Moderna permiten modificarlas rápidamente y en el lapso de semanas las compañías farmacéuticas podrían generar nuevas vacunas si fuera necesario”, adelantó la prestigiosa viróloga.