Crédito: Pixabay
Una mutación del coronavirus aumenta significativamente su capacidad infectiva
14 de junio de 2020 | Historia original del Instituto de Investigación Scripps.
Experimentos de laboratorio realizados en Scripps Research muestran queuna pequeña mutación genética en la variante del coronavirus 2 del SARS que circula por toda Europa y Estados Unidos aumenta significativamente la capacidad del virus para infectar células.
“En el sistema de cultivo celular que usamos, los virus que poseen esta mutación son mucho más infecciosos que aquellos que no la tienen”, comentó la viróloga de Scripps Research, Hyeryun Choe, autora principal del estudio.
La mutación aumenta notablemente el número de espículas funcionales en la superficie viral, añadió. Estas son las estructuras que permiten que el virus se una a las células y las infecte.
“El número —o densidad— de espículas funcionales en el virus es 4 o 5 veces mayor debido a esta mutación”, dice Choe.
Las espículas le dan al coronavirus su aspecto similar a una corona y le permiten aferrarse a los receptores celulares diana llamados ACE2. La mutación, llamada D614G, proporciona una mayor flexibilidad a la “columna vertebral” delaespícula, explica el coautor Michael Farzan, PhD, copresidente del Departamento de Investigación de Inmunología y Microbiología de Scripps.
Los picos más flexibles permiten que las partículas virales recién hechas naveguen por el viaje de la célula productora a la célula objetivo completamente intactas, con menos tendencia a desmoronarse prematuramente, explica.
“Nuestros datos son muy claros, el virus se vuelve mucho más estable con la mutación”, dice Choe.
Ha habido mucho debate sobre por qué los brotes de COVID-19 en Italia y Nueva York han desbordado 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 gestionar, al menos inicialmente. ¿Fue algo acerca de esas comunidades y su respuesta, o el virus de alguna manera había cambiado?
Todos los virus adquieren cambios genéticos minúsculos a medida que se reproducen y se propagan. Esos cambios rara vez afectan la aptitud 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 eso debido al llamado “efecto fundador”, observado cuando un pequeño número de variantes se ramifican en una amplia población, por casualidad? Choe y Farzan creen que sus experimentos bioquímicos resuelven la cuestión.
“Ha habido al menos una docena de artículos científicos hablando sobre el predominio de esta mutación”, dice Farzan. “¿Estamos viendo un ‘efecto fundador?’ Nuestros datos lo refutan. No es el efecto fundador.”
El artículo de Choe y Farzan se titula “La mutación D614G en la proteína de la espícula del SARS-CoV-2 reduce el desprendimiento de S1 y aumenta la infectividad". El artículo ahora está siendo revisado por pares, y se difundepreimpresoantes de su publicación en el sitio del journalbioRxiv.
Choe y Farzan señalan que su investigación se llevó a cabo utilizando virus inofensivos diseñados para producir proteínas claves del coronavirus. Si los cambios que observaron también se traducen en una mayor transmisibilidad en el mundo real, requerirá estudios epidemiológicos adicionales, señalan.
Como hecho alentador, el dúo encontró que los factores inmunes del suero de las personas infectadas funcionan igual de bien contra los virus obtenidos por ingeniería genética con y sin la mutación D614G. Esta es una señal esperanzadora de que los candidatos a vacunas en desarrollo trabajarán contra variantes posean o no esa mutación, señala 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 une al receptor ACE2 en las células. Otros experimentos han demostrado que el virus SARS-CoV-2 se une al mismo receptor ACE2.
Pero Farzan y Choe notan una diferencia estructural clave entre las proteínas espícula en el primer virus del SARS y esta nueva cepa pandémica. Bajo el microscopio electrónico, el pico tiene forma de trípode, con sus tres segmentos unidos entre sí en un andamio similar a la columna vertebral. Pero SARS-CoV-2 es diferente. Su trípode se divide en dos segmentos discretos, S1 y S2.
Inicialmente, esta característica inusual produjo picos inestables, dice Farzan. Sólo 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 un mayor número de sus espículas son completamente funcionales, dice.
La adición de la mutación D614G significa que el aminoácido de 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 a bases de datos como GenBank, el dúo informa. 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% de las muestras, dice Farzan.
“El virus, bajo presión de selección, se ha hecho más estable”, dice Farzan.
Todavía se desconoce si esta pequeña mutación afecta la gravedad de los síntomas de las personas infectadas, o aumenta la mortalidad, dicen los científicos. Mientraslos datos de Nueva York y otros lugares informan de una preponderancia de la nueva variante D614G, se necesitan muchos más datos, idealmente en estudios controlados, dice Choe.
Este artículo ha sido reeditado para adecuar su longitud y contenido.
Referencia: The D614G mutation in the SARS-CoV-2 spike protein reduces S1 shedding and increases infectivity. Lizhou Zhang, Cody B Jackson, HuihuiMou, Amrita Ojha, Erumbi S Rangarajan, Tina Izard, Michael Farzan, Hyeryun Choe. bioRxiv, doi:https://doi.org/10.1101/2020.06.12.148726.
