COVID-19: ¿Cuáles son sus orígenes evolutivos?

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Luego de que investigadores afirmasen que el SARS-CoV-2, que produce COVID-19, se originó por procesos naturales, otro equipo multinacional de científicos ha identificado sus orígenes evolutivos: ha estado circulando en murciélagos por décadas y, quizás, incluye otros virus que podrían infectar a las personas.

Científicos chinos, europeos y estadounidenses identifican los orígenes evolutivos del SARS-CoV-2 y aseguran que el nuevo coronavirus ha estado circulando en murciélagos durante décadas, y posiblemente va en paralelo con otros agentes patógenos que infectan a los humanos.

Maciej Boni, de Penn State y coordinador de este equipo multinacional, recuerda que “los coronavirus tienen material genético que es altamente recombinante, lo que significa que diferentes regiones de su genoma pueden derivarse de múltiples fuentes. Esto ha dificultado la reconstrucción de los orígenes del SARS-CoV-2”.

Estos científicos identificaron todas las regiones que se han estado recombinando para rastrearlo. Así, reunieron a especialistas en recombinación, datación filogenética, muestreo de virus y evolución molecular y viral. Utilizaron tres enfoques bioinformáticos diferentes para identificar y eliminar las regiones recombinantes dentro del genoma del SARS-CoV-2.

Luego reconstruyeron las historias filogenéticas de las regiones no recombinantes y las compararon, para ver qué virus se involucraron en eventos de recombinación en el pasado. Así, reconstruyeron las relaciones evolutivas entre el SARS-CoV-2 y sus virus más conocidos de murciélago y pangolín. Hayaron que el linaje de virus SARS-CoV-2 divergió de otros virus de murciélago hace entre 40 y 70 años.

Es importante destacar que, aunque el SARS-CoV-2 es genéticamente similar (alrededor del 96%) al coronavirus RaTG13, que se tomó de una muestra de un murciélago de herradura Rhinolophus affinis en 2013 en la provincia china de Yunnan, el equipo descubrió que divergió de ese otro coronavirus en 1969.

Proteínas ‘Spike’, orígenes comunes de SARS-CoV-2

Descubrieron que uno de los rasgos más antiguos que el SARS-CoV-2 comparte con sus parientes es el dominio de unión al receptor (RBD) situado en la proteína Spike, que permite que el virus reconozca y se una a los receptores en las superficies de las células humanas.

“Esto significa que otros virus que son capaces de infectar a las personas circulan en murciélagos de herradura en China”, aclara David L. Robertson, profesor de virología computacional, en el Centro de Investigación de Virus de la Universidad de Glasgow.

¿Saltarán estos virus directamente de los murciélagos a los humanos?

Según el profesor Robertson, para el SARS-CoV-2, otros grupos de investigación propusieron incorrectamente que ocurrieron cambios evolutivos clave en los pangolines.

En su opinión, “la secuencia RBD del SARS-CoV-2 hasta ahora solo se ha encontrado en unos pocos virus de pangolín. Además, la otra característica clave que se cree que es instrumental para la capacidad del nuevo coronavirus de infectar a los humanos, una inserción del sitio de escisión polibásica en la proteína Spike, aún no se ha visto en otro pariente cercano del SARS-CoV-2”.

Sin embargo, si bien es posible que los pangolines hayan actuado como un huésped intermedio que facilita la transmisión del SARS-CoV-2 a los humanos, no existe evidencia que sugiera que la infección por pangolín es un requisito para que los virus de murciélago pasen a los humanos.

Muestreo de murciélagos salvajes

Esta investigación sugiere que el SARS-CoV-2 probablemente evolucionó la capacidad de replicarse en el tracto respiratorio superior tanto de humanos como de pangolines.

Para estos investigadores, la prevención de futuras pandemias requerirá un mejor muestreo dentro de los murciélagos salvajes y la implementación de sistemas de vigilancia de enfermedades humanas que puedan identificar nuevos patógenos en humanos y responder en tiempo real.

La clave para tener éxito es saber qué virus buscar y priorizar aquellos que pueden infectar fácilmente a los humanos. Deberíamos haber estado mejor preparados para un segundo virus del SARS.

Reconoce también que se tardó demasiado en responder al brote inicial de SARS-CoV-2, pero esta no será la última pandemia de coronavirus. Se necesita un sistema de vigilancia mucho más completo y en tiempo real para detectar virus como éste.

En este equipo multinacional participaron expertos de las universidades británicas de Liverpool y Glasgow, así como de las universidades de Hong Kong y Texas. En la financiación del estudio figuran, entre otros, el Consejo Europeo de Investigación y las fundaciones Flanders y de Ciencias Naturales de China.

Orígenes naturales del SARS-CoV-2

El 19 de marzo pasado se divulgaron las conclusiones del trabajo de expertos que aseguraban que de los datos de la secuencia del genoma del SARS-CoV-2 y los virus relacionados se puede asegurar que no se ha producido en laboratorio ni ha sido diseñado de otras formas, sino que tiene un origen natural, como detallan en Nature Medicine.

Como señalaba Kristian Andersen, del Centro de investigación biomédico Scripps Research y miembro del equipo que llevó a cabo el estudio, “al comparar los datos disponibles de la secuencia del genoma para las cepas conocidas de coronavirus, podemos determinar firmemente que el SARS-CoV-2 se originó a través de procesos naturales”.

Modificaciones químicas desconocidas en SARS-CoV-2

Los investigadores también descubrieron que hay docenas de ARN desconocidos, debido a los eventos de fusión y eliminación de ARN. “Aunque requiere más investigación, estos eventos moleculares pueden conducir a una evolución relativamente rápida del coronavirus.

Además, encontramos múltiples modificaciones químicas desconocidas en los ARN virales. Aún no está claro qué hacen estas modificaciones, pero existe la posibilidad de que puedan ayudar el virus para evitar el ataque del huésped”, explica Narry.

Este investigador cree que si descubren las características desconocidas del ARN, los hallazgos pueden ofrecer una nueva pista para combatir al nuevo coronavirus. La modificación química recientemente descubierta también ayudará a comprender el ciclo de vida del virus.

Detrás del éxito del estudio está el emparejamiento del equipo de investigación de dos técnicas de secuenciación: la de nanobolas de ADN y la secuenciación directa de ARN de nanoporos.

Esta última permite a los científicos analizar directamente todo el ARN viral largo sin fragmentación. Los métodos de secuenciación de ARN convencionales, generalmente, requieren un proceso paso a paso para cortar y convertir el ARN en ADN antes de leer el ARN.

Por su parte, la secuencia de nanobolas de ADN puede leer solo fragmentos cortos, pero tiene la ventaja de analizar una gran cantidad de secuencias con alta precisión. Estas dos técnicas resultaron altamente complementarias entre sí para analizar los ARN virales.

Posibilidad de neutralizar coronavirus emergentes en el futuro

El hecho de que este sitio de unión esté altamente conservado entre SARS-CoV y SARS-CoV-2 también sugiere que puede haber anticuerpos, aún por descubrir, que pueden neutralizar eficazmente ambos virus y, tal vez, pueden neutralizar en el futuro coronavirus emergentes antes de que puedan causar pandemias.

Scripps Research, con sede central en San Diego, es la institución más influyente del mundo por su impacto en la innovación. Actualmente, sus especialistas buscan en todo el mundo anticuerpos, a través de donaciones de sangre, de personas que se han recuperado de COVID-19, para realizar más estudios.

Tanto la Fundación Bill y Melinda Gates como los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos (INH) financiaron este estudio del profesor Wilson.

Por José Fernández-Rúa. Periodista especializado en ciencia