Archivos de etiqueta: SARS-Cov-2

Darwinismo vírico

02 jueves Dic 2021

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Para hacer seguimiento la OMS de las variantes en circulación, estudia las sustituciones de aminoácidos de la proteína S de las variantes «preocupantes» y las variantes de «interés» en cada variante. Necesitan comprender como se protege el virus, como ser reproduce y como cambia. El virus necesita: infectar, reproducirse, mutar y hacerse así más fuerte y contagiar más.
La única forma de saber si el virus ha mutado es a partir de «la secuenciación genómica«, para determinar la composición del virus.


Los virus existen en la Tierra desde hace 4 mil millones de años. Darwin mediante la «selección natural» establece que las características de un individuo se heredan de padres a hijos y se seleccionan a los organismos más adaptados para sobrevivir: cambios que confieren ventajas a las especies.

Darwin nos plantea la selección natural en organismos superiores cuando no se conocían los genes y la genética actual molecular, pero que ocurre con los virus y su material genético: ¿También hay selección?
Theodosius Dobzhansky con su obra «La genética y el origen de las especies» (1937) establece una convergencia entre el naturalismo y la genética: une las ideas de Darwin con la genética. ErnsT Mayr en 1942 publica «La sistemática y el origen de las especies» combinando el naturalismo y la biodiversidad con su «teoría sintética» o «neodarwinista» de la evolución.
La teoría neodarwinista sigue siendo la dominante de la evolución hasta nuestros días, sus puntos más importantes son:

  • herencia mendeliana
  • resuelve el antagonismo entre la naturaleza discreta de la variación genética y el carácter continuo de parte de la evolución gradual
  • caracter aleatorio de la evolución
  • formulación matemática de procesos evolutivos fundamentales: Fisher, Wright, Haldane
  • concepto biológico de especie y proceso de especiación: Dobzhasky, Mayr.
  • registro fosil: George Gaylord Sympson

Todos los virus cambian con el paso del tiempo y el SARS-Cov-2, el virus causante de la COVID-19 también, la mayoría de de estos cambios tienen escaso o nulo efecto sobre las propiedades del virus, son material genético y el único objetivo que tienen es multiplicarse, tienden a no matar al huésped porque lo necesitan para seguir reproduciéndose, . Pero cuando el coronavirus circula masivamente, se reproduce y muta tanto que resulta fortalecido:

  • surgen las variantes de «preocupación» por falta de vacunas, pocas medidas preventivas, evasión del sistema inmune, asociándose a casos de mayor gravedad.
  • esparciéndose por la vía aérea los miles de virones que pueden alcanzar millones de células
    Cuando una mutación en una variante nueva por casualidad saca una ventaja selectiva al virus original, esa será la que se ampliará y acaba compitiendo y desplazando a las anteriores: caso darwiniano de selección natural.
    El organismo se defiende a partir de una respuesta innata o específica:
  • inmunidad humoral (anticuerpos)
  • inmunidad celular

La vacunación es clave para bloquear el avance del virus y sus mutaciones, las «variantes preocupantes» se dan en países que no toman las medidas recomendadas. El Covid es un virus respiratorio que ingresa por la nariz o la boca y la persona puede estar 7 u 8 días sin síntomas o cursar toda la enfermedad de forma asintomática, replicándose, mutando e infectando a otras personas.
Actualmente hay miles de variantes de SARS-CoV-2 la aparición de las variantes «predominantes» más que por las diferencias genéticas con otras variantes se ha visto influenciada por hábitos de la población, políticas de vigilancia epidemiológica y los viajes internacionales. La OMS lo trata como un asunto de «salud global».

Bibliografía:

OMS: «Seguimiento de las variantes del Sars-Cov-2»
https://www.who.int/es/activities/tracking-SARS-CoV-2-variants

CDC Centers for Disease Control and Prevention USA gov.): «Variants of the Virus» 2021
https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/variants/variants.html

Gamero de Luna, E.J; Gamero Estévez, E; «Mutaciones, variantes y cepas de SARS-CoV-2»,Medicina de Familia. SEMERGEN, Vol. 47. Núm. 3. páginas 208-209 (Abril 2021), ELSEVIER
https://www.elsevier.es/es-revista-medicina-familia-semergen-40-articulo-mutaciones-variantes-cepas-sars-cov-2-S1138359321000320

Domingo Solans,Esteban, MNCN (Museo Nacional de Ciencias Naturales) «Los virus como modelos para la evolución darwiniana»
https://www.mncn.csic.es/es/sociedad-de-amigos-del-museo/los-virus-como-modelos-para-la-evolucion-darwiniana

Proyecto NEXTSTRAIN
https://nextstrain.org/

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Omicron: nueva variante del SARS-Cov-2

27 sábado Nov 2021

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El linaje B.1.1.529 se detectó en Gauteng, una de las nueve provincias que compone la Republica de Suráfrica y cuya capital es Johannesburgo. Según los datos que ha facilitado el NICD (Instituto Nacional de Enfermedades Transmisibles de Suráfrica) el jueves 25 del presente mes y la OMS la designó como variante de interés el 26 de noviembre.

El hallazgo se ha producido al realizar la secuenciación del genoma del coronavirus circulante, proceso rutinario en todos los países del mundo desde marzo de 2020, al analizar muestras recolectadas entre el 14 y el 23 de noviembre, detectaron que más del 70% de los genomas que estaban secuenciando eran diferentes a los que se veían en otras cepas.

El coronavirus de tipo 2 causante del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-Cov-2), EL virus que causa la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), posee múltiples variantes que corresponden a alteraciones puntuales a nivel de sus diferentes proteínas virales que cambian sus propiedades. Las mutaciones o cambios en el ARN viral son detectables a través de la secuenciación genómica completa.

Tal como explica el CDC (Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades) la secuenciación es una manera de decodificar los genes de un virus y entender mejor factores como la propagación y la evolución. Las estadísticas del grupo muestran rápidamente el linaje principal de la mayoría de las muestras examinadas. Algunos hallazgos logrados a través de pruebas PCR dan pistas sobre el linaje cuya presencia se sospecha.

La mayoría de los cambios tienen escaso o nulo efecto sobre las propiedades de los virus.
Algunos de los cambios si pueden influir sobre las propiedades del virus:

  • gravedad de la enfermedad asociada
  • eficacia de las vacunas
  • medicamentos para el tratamiento
  • medios de diagnóstico

La OMS (Organización Mundial de la Salud) regula y evalúa la evolución del SARS-Cov-2 desde el inicio en colaboración con:

  • Redes de expertos
  • Autoridades sanitarias
  • Instituciones de investigadores

Empezando a utilizarse VOI (variante de interés) y VOC (variante preocupante) para orientar la respuesta a la pandemia del COVID-19.

La nueva variante es “muy diferente” de las demás cepas aparecidas hasta ahora, con un total de 50 mutaciones, de las cuales 32 se encuentran en las proteínas de espiga.

Un virus modificado se denomina «variante» del virus original, aunque el núcleo esencial del virus sigue siendo el mismo.
Los cambios en el código genético del virus se llaman mutaciones, en comparación con el virus SARS-Cov-2 original.
Gracias a estos cambios, el virus sobrevive mejor o se transmite con mayor eficacia.
El potencial peligro de una cepa reside en una combinación de factores:

  • intensidad de los síntomas
  • capacidad de resistencia frente al sistema inmunológico
  • facilidad de transmisión

Bibliografía:


NICD (Instituto Nacional de Enfermedades Transmisiblies de Suráfrica): «Nueva variante detectada en sur Africa», 25.11.2021
https://www.nicd.ac.za/new-covid-19-variant-detected-in-south-africa/


ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses): coronavidae
https://talk.ictvonline.org/ictv-reports/ictv_9th_report/positive-sense-rna-viruses-2011/w/posrna_viruses/222/coronaviridae


Baltimore D.; «Expression of animal virus genomes». Bacteriol Rev. 1971 Sep;35(3):235-41. doi: 10.1128/br.35.3.235-241.1971. PMID: 4329869; PMCID: PMC378387.
https://journals.asm.org/doi/pdf/10.1128/br.35.3.235-241.1971


OMS: «Classification of Omicron (B.1.1.529): SARS-CoV-2 Variant of Concern»
https://www.who.int/news/item/26-11-2021-classification-of-omicron-(b.1.1.529)-sars-cov-2-variant-of-concern


OMS: «Variantes preocupantes» VOC
https://actualidad.sld.cu/wp-content/uploads/2021/06/Captura-21.jpg

OMS: «Variantes de interés» VOI
https://actualidad.sld.cu/wp-content/uploads/2021/06/Captura-22.jpg

GISAID: «Clade and lineage nomenclature, March 2, 2021»
https://www.gisaid.org/references/statements-clarifications/clade-and-lineage-nomenclature-aids-in-genomic-epidemiology-of-active-hcov-19-viruses/

NEXTRAIN; «Updated Nextstrain SARS-CoV-2 clade naming strategy»
https://nextstrain.org/blog/2021-01-06-updated-SARS-CoV-2-clade-naming

CDC (Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades, Gov.USA):»Clasificaciones y definiciones de las variantes del SARS-CoV-2″
https://espanol.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/variants/variant-info.html

Ministerio de Sanidad de España: Actualización de la situación de las variantes de SARS-Cov-2 de preocupación (VOC) y de interés (VOI)
https://www.mscbs.gob.es/profesionales/saludPublica/ccayes/alertasActual/nCov/documentos/COVID19_Actualizacion_variantes_20211018.pdf

Adaptación del SARS-CoV-2

02 domingo May 2021

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El análisis filogenético de los coronavíridos (Coronaviridae) indican un nuevo linaje del subgénero Sarbecovirus dentro del género Betacoronavirus, son virus ARNm monocatenarios positivos (ARNmc+ o virus (+) ssRNA), no se replica usando ADN intermediario. Pertenecen al Grupo IV de la clasificación de Baltimore. Con más de 12 patógenos específicos de mamíferos y aves. El ARN es de simple hélice, sentido positivo de 27 a 31 kilobases, con superficies reunidas de 120 a 160 mm de diámetro. Ambos 5´y 3´terminales de genoma tienen una cubierta y un politracto (A) respectivamente.

Las mutaciones se producen en todos los organismos a medida que las células se replican. Los virus ARN mutan más deprisa, cuando el virus hace copias, la enzima que replica el genoma comete errores. La molécula de ADN esta formada por 4 bases: A, G, C y U. La sustitución de los aminoácidos que forman las proteínas superficiales del virus, pueden cambiar las características de propagación y su reacción ante medicamentos antivirales y vacunas.
Los virus de ARN suelen tener tasas más elevadas de mutación que los virus ADN, sin embargo; los coronavirus producen menos mutaciones que la mayoría de los virus ARN porque codifican una enzima que corrige errores cometidos durante la replicación. Incrementa en frecuencia una mutación.

El destino de la mutación esta determinado por la selección natural: si tiene ventaja competitiva respecto a la replicación viral: mejora la transmisión o esquiva la inmunidad; aumentará en frecuencia.
Las mutaciones se suelen producir en la «glicoproteina de pico» que media la unión a las células y es un objeto principal de los anticuerpos neutralizantes. Una mutación puede mejorar la adaptación del virus (unión a receptor) pero también puede perjudicarle si reduce la resistencia a los anticuerpos generados por el huésped.
La genética confirma que aunque los virus viven mutando, su frecuencia de mutación no es muy alta. Es un tipo de virus de ARN que utiliza sus propias enzimas para crear copias de genoma, muta y esa capacidad de mutación es su mayor peligro.

El genoma del virus está asociado con la proteína de la nuclecápside (N).

Esta formado por una cadena de RNA monocatenario de polaridad positiva (+ssRNA) de aproximadamente 30.000 pares de bases.


El genoma se puede dividir en 3 tercios:

  • Los dos primeros tercios (próximos al extremo 5´) codifican para el gen de la replicasa viral (constituido por dos ORF (ORF1a y ORF1b), al comienzo de la infección, se traducen en 2 poliproteínas pp1a y pp1ab, procesadas proteolíticamente para generar 16 proteínas no estructurales (nsps) implicadas en la replicación del genomal viral y en la transcripción del RNAm subgenómicos.

  • El último tercio del genoma (cercano al extremo 3´) codifica los genes de las 4 proteínas estructurales principales (proteína (S), proteína (M), proteína (E) y proteína (N) y los genes de las proteínas accesorias.


  • La nueva variante India esta detrás del auge de la pandemia en el sur de Asia(doble mutante del coronavirus la mutación L452R y la mutación E484Q) que le permiten acoplarse con mayor facilidad a las células, como antes fue la británica, subafricana (N501Y) y brasileña. Se ha expandido desde China a los demás continentes.

La teoría de Darwin de la evolución presentada en 1859 requiere variaciones hereditarias de la especie para adaptarse al medio. Se relaciona con las mutaciones del gen, con efectos hereditarios, así con cambios causados en nuevos alelos con fenotipos nuevos podemos identificar el gen. Como las mutaciones son deletéreas, una mutación demasiado frecuente supondría una desventaja para los individuos que la sufriesen. Una tasa de mutación demasiado baja no aporta novedades ventajosas adaptativas para el avance evolutivo en condiciones nuevas, las velocidades de mutación suelen ser óptimas para el organismo.
Todos los organismos tienen aproximadamente la misma frecuencia de mutación por replicación, tanto si son grandes como si son pequeños. La tasa de mutación del genoma como un todo consiste en la suma de las tasas de mutación de todos los genes.


N: número total de genes
U: Tasa de mutación de todos los genes juntos
u: genes aislados con tasa de mutación
N= U/u
Drake ha estimado una tasa de mutación por par de bases mucho mayor para genes particulares de los virus que de las bacterias. No da diferencia significativa si se tiene en cuenta que los números de pares de bases son mayores en las bacterias que en los virus.

CEPA: es cuando los cambios en la virulencia tienen diferentes propiedades biológicas hasta ahora SARS-CoV-2 tiene diferentes secuencias de genomas pero las mismas propiedades biológicas, son la misma cepa.


VARIANTE: cuando los virus tienen varias mutaciones que hacen que se vayan agrupando en ramas filogenéticas.


TASA DE MORTALIDAD: se toma como referencia la población total.


TASA DE LETALIDAD: solo se tiene en cuenta las personas afectadas por la enfermedad.


TASA DE MUTACIÓN: frecuencia de más mutaciones en un solo gen u organismo a lo largo del tiempo.


LA TASA DE MUTACIÓN ALTA: aumenta el número de mutaciones perjudicales o deletereas de los individuos. Cada especie tiene una «tasa de mutación» que ha sido modulada por la «seleccion natural» para enfrentarse a la estabilidad de cambio en el ambiente.
Las tasas de mutación espontáneas son 10 elevado a -5 o 10 elevado a -6 por gen y generación.

Bibliografía:


International Committee on Taxonomy of Viruse: ICTV: «Coronavirus»
https://talk.ictvonline.org/search-124283882/?q=coranovirus#gsc.tab=0&gsc.q=coranovirus&gsc.page=1

Nuno, Rodrigues Faria, “COVID-19 complete virus genomes,” University Oxford, United Kingdom- Univ. Sao Paulo, Brasil, Virological.org 2020
http://virological.org/t/first-cases-of-coronavirus-disease-covid-19-in-brazil-south-america-2-genomes-3rd-march-2020/409

OMS: «Tasa de letalidad COVID-19 «
https://www.who.int/bulletin/volumes/99/1/20-265892-ab/es/

GISAID
https://www.gisaid.org/


Drake, J.W. , “Comparative rates of spontaneous mutation”. Nature., 1969


Strickberger, Monroe W.“Genética” Universidad de Missouri. Ed. Omega, 1978