Una mutación en el coronavirus puede aumentar significativamente su capacidad de infectar células, de acuerdo con un estudio realizado por investigadores de Estados Unidos.
La investigación, resultado de experimentos de laboratorio realizados en el Scripps Research Institute, muestra que una pequeña mutación genética en la variante del coronavirus que circula por Europa y Estados Unidos aumenta significativamente la capacidad del virus para infectar células.
La mutación tiene el efecto de aumentar notablemente el número de picos funcionales en la superficie viral, agrega el estudio. Esos picos son los que permiten que el virus se una e infecte las células.
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“El número o densidad de picos funcionales en el virus es cuatro o cinco veces mayor debido a esta mutación”, explicaron los investigadores.
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, copresidente del Departamento de Inmunología y Microbiología de Scripps Research.
“Con esta mutación, los virus fueron mucho más infecciosos que aquellos sin la mutación en el sistema de cultivo celular que utilizamos”, dice Hyeryun Choe, virólogo de Scripps Research y autor principal del estudio.
Lo anterior explica por qué en algunas partes del mundo el coronavirus no golpeó de manera severa los sistemas de salud tanto como los brotes en Nueva York e Italia.
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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 FUERTES VS. BROTES FRÁGILES
Se ha debatido mucho sobre por qué los brotes de COVID-19 en Italia y Nueva York abrumaron tan rápidamente los sistemas de salud, mientras que los brotes tempranos en lugares como San Francisco y Washington se comprobaron con mayor facilidad, al menos inicialmente. ¿Se debió a 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.
“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”.
El artículo de Choe y Farzan se titula “La mutación D614G en la proteína espiga del SARS-CoV-2 reduce el desprendimiento de S1 y aumenta la infectividad”. Ahora en proceso de revisión por pares, se está publicando antes de su divulgación en el sitio de preimpresión bioRxiv, y se difunde temprano, en medio de informes de noticias de sus hallazgos.
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Choe y Farzan señalan que su investigación se realizó utilizando virus inofensivos diseñados para producir proteínas clave de coronavirus. Apuntan que, si los cambios que observaron también se traducen en una mayor transmisibilidad en el mundo real, se requieren estudios epidemiológicos adicionales.
Un dato alentador es que los investigadores descubrieron 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 de que los candidatos a vacunas en desarrollo trabajarán contra variantes con o sin esa mutación”, dice Choe.
ESPIGAS FLEXIBLES Y RESISTENTES
Choe y Farzan han estudiado los coronavirus durante casi 20 años, desde el primer brote de SARS, un virus similar. Y han notado 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, dice 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, indica.
La adición de la mutación D614G significa que el aminoácido en esa ubicación cambia de ácido aspártico a glicina. Eso lo hace más flexible, dice Farzan.
La evidencia de su éxito se puede ver en las cepas secuenciadas que los científicos de todo el mundo están contribuyendo en 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 una de cada cuatro muestras. En mayo apareció en el 70 por ciento de las muestras, dice Farzan.
“Con el tiempo se ha descubierto cómo mantenerse mejor y no desmoronarse hasta que lo necesite”, dice Farzan. “El virus, bajo presión de selección, se ha vuelto más estable”.
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 de otros lugares informan una preponderancia de la nueva variante D614G, se necesitan mucha más información, idealmente bajo estudios controlados, dice Choe de acuerdo con Scripps Research.
