Una mutación del coronavirus que lo hace más infeccioso circula por Europa

Una pequeña mutación genética en la variante del coronavirus SARS-CoV-2 que circula por Europa y Estados Unidos aumenta significativamente la capacidad del virus para infectar células, según muestran los experimentos de laboratorio realizados en Scripps Research.

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"Los virus con esta mutación fueron mucho más infecciosos que aquellos sin la mutación en el sistema de cultivo celular que utilizamos", explica el virólogo de Scripps Research Hyeryun Choe, PhD, autor principal del estudio. La mutación tuvo el efecto de aumentar notablemente el número de picos funcionales en la superficie viral, agrega. Esos picos son los que permiten que el virus se una e infecte las células.

"El número, o densidad, de picos funcionales en el virus es 4 o 5 veces mayor debido a esta mutación", dice Choe. Los picos le dan al coronavirus su apariencia de corona y le permiten adherirse a los receptores de células objetivo llamados ACE2. La mutación, llamada D614G, proporciona una mayor flexibilidad a la "columna vertebral" de la espiga, explica el coautor Michael Farzan, PhD, copresidente del Departamento de Inmunología y Microbiología de Scripps Research.

Los picos más flexibles permiten que las partículas virales recién hechas naveguen el viaje de la célula productora a la célula objetivo completamente intacta, con menos tendencia a desmoronarse prematuramente, explica. "Nuestros datos son muy claros, el virus se vuelve mucho más estable con la mutación", dice Choe.

Brotes de Italia y Nueva York

Se ha debatido mucho sobre por qué los brotes de Covid-19 en Italia y Nueva York han abrumado tan rápidamente los sistemas de salud, mientras que los brotes tempranos en lugares como San Francisco y el estado de Washington resultaron ser más fáciles de manejar, al menos inicialmente. ¿Fue algo sobre esas comunidades y su respuesta, o el virus cambió de alguna manera?

Todos los virus adquieren pequeños cambios genéticos a medida que se reproducen y se propagan. Esos cambios rara vez afectan la aptitud física o la capacidad de competir. La variante SARS-CoV-2 que circuló en los primeros brotes regionales carecía de la mutación D614G que ahora domina en gran parte del mundo.

¿Pero fue por el llamado "efecto fundador", visto cuando un pequeño número de variantes se despliegan en una amplia población, algo casual? Choe y Farzan creen que sus experimentos bioquímicos resuelven la cuestión.

"Ha habido al menos una docena de artículos científicos que hablan sobre el predominio de esta mutación", dice Farzan. "¿Estamos viendo un" efecto fundador "? Nuestros datos lo identifican. No es el efecto fundador".

Mutación D614G

El artículo de Choe y Farzan se titula "La mutación D614G en la proteína de la punta del SARS-CoV-2 reduce el desprendimiento de S1 y aumenta la infectividad".

Choe y Farzan señalan que su investigación se realizó utilizando virus inofensivos diseñados para producir proteínas clave de coronavirus. Señalan que si los cambios que observaron también se traducen en una mayor transmisibilidad en el mundo real requiere estudios epidemiológicos adicionales.

De manera alentadora, el dúo descubrió que los factores inmunes del suero de las personas infectadas funcionan igualmente bien contra los virus diseñados con y sin la mutación D614G. Esa es una señal de esperanza, ya que los candidatos a vacunas en desarrollo trabajarán contra variantes con o sin esa mutación, afirma Choe.

Choe y Farzan han estudiado los coronavirus durante casi 20 años, desde el primer brote de SARS, un virus similar. Fueron los primeros en descubrir en 2003 que el SARS se unía al receptor ACE2 en las células. Los experimentos de otros han demostrado que el virus SARS-CoV-2 se une al mismo receptor ACE2.

Diferencia estructural clave

Pero Farzan y Choe notan una diferencia estructural clave entre las proteínas de pico en el primer virus del SARS y esta nueva cepa pandémica. Con ambos, bajo un microscopio electrónico, la espiga tiene forma de trípode, con sus tres segmentos unidos en un andamio similar a una columna vertebral. Pero el SARS-CoV-2 es diferente. Su trípode está dividido en dos segmentos discretos, S1 y S2.

Inicialmente, esta característica inusual produjo picos inestables, desliza Farzan. Solo alrededor de una cuarta parte de los cientos de picos en cada virus SARS-CoV-2 mantienen la estructura que necesitan para infectar con éxito una célula objetivo. Con la mutación, el trípode se rompe con mucha menos frecuencia, lo que significa que más de sus picos son completamente funcionales, dice.

La adición de la mutación D614G significa que el aminoácido en esa ubicación cambia de ácido aspártico a glicina. Eso lo hace más flexible, continúa. La evidencia de su éxito se puede ver en las cepas secuenciadas que los científicos de todo el mundo están contribuyendo a bases de datos que incluyen GenBank, informa el dúo. En febrero, ninguna secuencia depositada en la base de datos GenBank mostró la mutación D614G. Pero en marzo apareció en 1 de cada 4 muestras. En mayo, apareció en el 70 por ciento de las muestras, añade Farzan.

"Con el tiempo, ha descubierto cómo aguantar mejor y no desmoronarse hasta que sea necesario. El virus, bajo presión de selección, se ha vuelto más estable", concluye.

Todavía se desconoce si esta pequeña mutación afecta la gravedad de los síntomas de las personas infectadas o si aumenta la mortalidad, dicen los científicos. Si bien los datos de la UCI de Nueva York y otros lugares informan de una preponderancia de la nueva variante D614G, se necesitan muchos más datos, idealmente bajo estudios controlados, dice Choe.