Fotografía: En Wuhan. Un investigador trabaja en el laboratorio Huoyan, especializado en la prueba de ácido nucleico del Covid-19. En China comenzó la pandemia. (AP)

Las mutaciones genéticas convirtieron el nuevo coronavirus en mortal. Como todas las formas de vida, los virus acumulan cambios a medida que se reproducen.

Mucho antes de que aparecieran los primeros informes de una enfermedad similar a la gripe en la provincia china de Hubei, uno o una colonia entera de murciélagos volaban por la región con un nuevo tipo de coronavirus que, en ese momento, no era peligroso para los humanos.

A fines de noviembre del año pasado, ese virus sufrió una mutación adicional que evolucionó hacia la cepa viral que ahora llamamos “Sars-CoV-2”. Con este giro de su material genético, comenzó la pandemia Covid-19.

A pesar de que se conocía que la familia de los coronavirus causa una variedad de enfermedades en el hombre, las mutaciones que desencadenaron la actual crisis global no se detectaron al principio, es decir, lo que ocurre con casi todos los brotes. Pasó con un coronavirus de murciélago que causó el brote de Sars que aterrorizó a gran parte del mundo. Entre 2002/2003 mató a unas 800 personas hasta que pudo contenerse. Le siguieron brotes del Mers (Síndrome Respiratorio del Medio Oriente), también originado por un coronavirus, que de los murciélagos saltó al camello en Arabia Saudita. Hasta 2015 se habían registrado 1.523 casos en todo el mundo, con 544 muertes.

A pesar de esto, la mayoría de las investigaciones sobre posibles pandemias se siguieron ocupando de los virus de la influenza, como el de la gripe aviar, porque producen un número anual de muertes mucho más significativo. La gripe A (H1N1), declarada bajo control por la OMS en 2010, dejó entre 150 mil y 575 mil víctimas. Se había iniciado en aves, de allí pasó al cerdo y, finalmente, al hombre.

Ralph Baric

Ralph Baric es un epidemiólogo de la Universidad de Carolina del Norte que hizo sonar la alarma en 2015. Junto con sus colegas, se dedicaron a analizar las secuencias genéticas de coronavirus de murciélagos y escribió en un artículo del prestigioso Nature Medicine: “Nuestro trabajo sugiere un riesgo potencial de reaparición del Sars-CoV de los virus que actualmente circulan en poblaciones de murciélagos”.

Dos mutaciones críticas

Los murciélagos –conocidos reservorios de posibles enfermedades humanas– acarrean cientos de distintos coronavirus que, en su mayoría, viven en perfecta armonía con sus anfitriones y sin causar daños externos.

Pero los coronavirus, como todas las formas de vida, acumulan cambios genéticos aleatorios a medida que se reproducen. En ocasiones, las mutaciones permiten que los virus infecten a otros animales y a los humanos, y así producen descendientes cada vez más numerosos. Una victoria para la evolución natural del virus. Para los humanos, no tanto.

Los virus son parásitos perfectos. Se sabe desde hace décadas que el virus busca la forma de ingresar a la célula y que una vez dentro utiliza la maquinaria celular para su beneficio. La investigación contemporánea estudia los mecanismos específicos que cada virus emplea para ingresar a las células e infectarlas.

En el coronavirus del murciélago se produjeron, principalmente, dos mutaciones que nos llevaron directo a la pandemia Covid-19. Una de ellas ocurrió en unas pequeñas protuberancias de la corona que rodea al virus, las que una vez alteradas le dieron al virus una ventaja: pudo aferrarse al ACE2, una proteína receptora crítica para la infección. Esta mutación la encontró el grupo del Dr. Zhigang Zhang (Universidad de Yunnan, China) y fue dada a conocer el 20 de marzo.

El ingreso del coronavirus a la célula huésped depende de una proteína (Spike Protein S) que está anclada en la envoltura del virus. Esta Proteína S debe ser “cortada” por enzimas (proteasas) del huésped, lo que facilita su entrada. Estas enzimas varían entre los diferentes coronavirus, de allí que conocer cuál está actuando con este nuevo virus era un factor clave para determinar las características epidemiológicas y patológicas del virus, incluyendo el tejido de preferencia, la transmisibilidad y la mortalidad, entre otras.

La segunda mutación permitió que el coronavirus produjera el “bisturí”, llamado “furina”, que aplicó el corte en la proteína S y le dio al CoV la capacidad de infectar órganos o tejidos insensibles a otros coronavirus, como las células de la garganta y de los pulmones.

En este sentido, el SARS-CoV-2 es similar al ántrax y a varias gripes aviar, que dependen de las furinas para llevar a cabo su infección. El hallazgo de esta mutación fue publicado el 6 de marzo por científicos dirigidos por Xing-Yi G (Instituto de Virología de Wuhan). En ese momento, el análisis fue sólo bioinformático, no en modelos animales ni humanos.

Estas mutaciones pueden haber ocurrido mientras el virus circulaba en los murciélagos o en una persona sin síntomas, pero infectada por una versión anterior del virus, aunque lo más probable es que el transmisor sea un huésped intermedio entre murciélagos y humanos. El pangolín, una criatura apreciada en China por su carne y por el supuesto valor medicinal de sus escamas, es un fuerte candidato. Los epidemiólogos sospechan que un pangolín de los mercados húmedos de Wuhan desencadenó la cadena de transmisión. Esto, por ahora, es una hipótesis, aunque el salto entre especies, llamado “zoonosis”, representa el 60 por ciento de las enfermedades humanas y el 75 por ciento de las infecciones emergentes.

Estudios que utilizan epidemiología genética para examinar el papel de los factores hereditarios en el o los causales de una enfermedad acuerdan con esta hipótesis. Quienes trabajan en esta temática combinan ambas disciplinas para reconstruir la historia evolutiva y el desarrollo del virus. Para esto tienen una buena ayuda en el reloj que le proporciona la naturaleza.

Cada genoma muta a una velocidad predecible que, casi siempre, no produce efectos importantes en la biología del organismo; pero el tic-tac de los cambios genéticos les permite a los científicos construir el orden en el que las diferentes cepas divergen entre sí. Con esta información, se construye un árbol filogenético, es decir, un diagrama que representa las relaciones evolutivas.

A mediados de enero, científicos chinos y australianos publicaron en GenBank, una base de datos genéticos de acceso público, la primera secuencia del nuevo virus de Wuhan, que aún no había sido identificado como tal. A esta le siguieron secuencias realizadas por otros grupos de investigación, lo que le permitió al Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson (Seattle) comenzar a construir el árbol filogenético del ahora Sars-CoV-2.

Unos días después del hallazgo chino/australiano, los primeros casos de Covid-19 aparecieron en Tailandia, o sea, fuera de China. Los datos tailandeses se pudieron incorporar al análisis del Centro Hutchinson, lo que les permitió reconocer y advertir que se estaba frente al brote de una enfermedad nueva y, en algún caso, mortal.

No era posible ignorar en este punto la propagación de persona a persona, ya que los genomas del coronavirus de los casos tailandeses mostraron que tenían la misma diversidad genética, es decir que no estuvieron expuestos al mercado de Wuhan.

La alerta mundial comenzó el 20 de enero. Pocos países escucharon la alarma. Estados Unidos no declaró el estado de emergencia hasta el 13 de marzo. El primer caso en Italia se detectó el 30 de enero y el aislamiento total se decretó 40 días después. España, 43 días después del primer caso. En nuestro país, 17 días después de confirmado el primer paciente.

Una atención primordial

Los científicos de todo el mundo hoy colaboran y trabajan dentro y fuera de sus laboratorios con las etapas de contención y combate de la pandemia de muchas maneras.

Se encuentra en ejecución un proyecto llamado “Nexstrain” y que rastrea múltiples patógenos, incluidos la gripe, la tuberculosis, el virus del Nilo Occidental y, ahora, el Sers-CoV-2.

A partir del 20 de marzo, el árbol filogenético para SARS-CoV-2 incluía 855 secuencias del genoma de diferentes cepas. Las secuencias genéticas catalogadas en Nexstrain y en otras bases de datos genómicas permitirán a los especialistas en enfermedades infecciosas monitorear cualquier cambio preocupante en el virus.

Es importante estar atento a cualquier mutación del virus por su implicancia para el desarrollo de la vacuna.

¿Son preocupantes las mutaciones?

Los virus siempre mutan. Es algo habitual. La temporada de gripe que se está por iniciar es un buen ejemplo del impacto potencial de las mutaciones virales.

Las proteínas de la superficie de los virus de la influenza que infectan frecuentemente a las personas van cambiando. El sistema inmunitario no reconoce a las proteínas reorganizadas del virus, por eso se necesita una nueva vacuna cada año.

Por suerte, el Sars-CoV-2 es bastante diferente. Los virus de la gripe tienen un conjunto de genes pequeños y circulan constantemente entre múltiples especies: cerdos, pájaros y personas.

Los coronavirus contienen genomas virales de ARN más grandes que saltan las barreras de las especies con mucha menor frecuencia. Por esto, las mutaciones son más probables en la gripe que en los coronavirus.

Si una mutación ocurriera en la Proteína S, podría suceder que una vacuna para un “tipo” de coronavirus no fuese efectiva para otros. Los estudios indican que es muy poco probable que esto ocurra.

El texto original de este artículo fue publicado el 6/04/2020 en la edicion impresa y digital de La Voz del Interior, Cordoba, Argentina.