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Las mutaciones de los virus ocurren por errores al azar en la replicaci??n de su genoma cuando se multiplican dentro de la c??lula. Esos errores generan la diversidad biol??gica necesaria para que sobre ella act??e la selecci??n natural.
Los virus no tienen voluntad ni controlan sus mutaciones, pero el proceso evolutivo siempre da como resultado una mejor adaptaci??n al medio. En este caso, a nosotros.
??C??mo act??a la selecci??n natural sobre el SARS-CoV-2? B??sicamente de dos formas: o bien hace desaparecer mutaciones que son delet??reas o perjudiciales o bien selecciona mutaciones favorables porque tienen un valor adaptativo.
Conocer las mutaciones del coronavirus SARS-CoV-2 es interesante para realizar una vigilancia gen??mica de la pandemia, pero tambi??n para conocer el impacto que pueda tener la evoluci??n del virus sobre ella.
Evoluci??n del SARS-CoV-2 a lo largo de la pandemia
Desde que el SARS-CoV-2 realiz?? el salto a nuestra especie ha acumulado??m??s de 12.700 mutaciones. La mayor??a no tienen consecuencias biol??gicas. Otras han dado lugar a nuevas variantes. Algunas de ellas se denominan variante de inter??s (VOI) o de preocupaci??n (VOC).
- Variante de inter??s (VOI): variante del SARS-CoV-2 que porta cambios gen??ticos que pueden causar una enfermedad m??s severa, escapar al sistema inmune, afectar al diagn??stico de la enfermedad o a su transmisibilidad, provocando transmisi??n comunitaria en varios pa??ses, aumentando su prevalencia con un impacto notable sobre la salud p??blica.
- Variante de preocupaci??n (VOC): es una VOI que haya demostrado una mayor transmisibilidad, peor pron??stico, mayor virulencia o una menor eficacia de las medidas de salud p??blica, incluidos los tratamientos conocidos y las vacunas.
Al inicio de la pandemia (antes de febrero de 2020), cuando todav??a no se ten??a un control sobre la transmisi??n comunitaria del virus, hubo un periodo de r??pida diversificaci??n gen??tica del virus coincidente con su transmisi??n en cada regi??n geogr??fica.
A partir de marzo de 2020, con la llegada de los confinamientos en casi todo el mundo, ocurri?? una extinci??n masiva y una homogeneizaci??n de mutaciones (variantes). Los confinamientos frenaron la expansi??n de algunas variantes.
Tras la relajaci??n de las restricciones, se produjo una nueva diversificaci??n, esta vez de forma m??s progresiva. Esta fase de la evoluci??n del coronavirus tuvo un importante componente geogr??fico, donde la aparici??n de mutaciones y variantes se agruparon por regiones geogr??ficas.
??Qu?? hubiese pasado sin confinamientos? No lo sabemos, pero posiblemente habr??a ocasionado una mayor y m??s r??pida diversificaci??n de las mutaciones.
Y, por tanto, la aparici??n de un mayor n??mero de variantes. La evoluci??n del virus se habr??a acelerado y con ella su adaptaci??n al ser humano. Esto hubiera sucedido con un alto coste en vidas y p??rdida de salud para millones de personas.
Selecci??n convergente
Hasta la fecha han aparecido m??s de 100 mutaciones que dan lugar a cambios en la secuencia de amino??cidos de las prote??nas del virus.
Algo a tener en cuenta es que algunas de estas mutaciones han surgido recurrentemente durante la pandemia en diferentes variantes o linajes a lo largo de todo el planeta de una manera completamente independiente.
Esto indica que hay una fuerte presi??n selectiva actuando sobre dichas posiciones: es lo que se conoce como convergencia evolutiva. El virus encuentra una y otra vez las mismas soluciones (mutaciones) para adaptarse mejor al ser humano y asegurar su supervivencia.
Tambi??n pueden ocurrir mutaciones que suponen una desventaja para la supervivencia o replicaci??n del virus. Esto es una selecci??n purificante.
Por ejemplo, una mutaci??n que sea reconocida por determinado tipo de anticuerpo muy prevalente en una poblaci??n har?? que esa variante desaparezca en favor de otras que no la tengan. Esos casos son dif??ciles de detectar sin una secuenciaci??n de todos los casos de la poblaci??n.
Hay tres posiciones en el genoma que han sufrido mutaciones claves en la evoluci??n de la pandemia hasta la fecha. La primera es la mutaci??n D614G en la prote??na de la esp??cula. Las otras dos son la R203K y la G204R, que han ocurrido en la prote??na de la nucleoc??pside del virus.
Mutaciones relevantes en la esp??cula
La esp??cula del virus es la llave que abre la entrada a la c??lula humana. As?? que no es de extra??ar que haya habido una selecci??n positiva en el sitio de uni??n al receptor, favorecida por aquellas mutaciones que son m??s eficientes en la infecci??n.
La mutaci??n D614G apareci?? hacia febrero de 2020. Esta mutaci??n se ha detectado en la variante alfa, contribuyendo a su expansi??n a otras zonas geogr??ficas, principalmente europeas en su inicio. Pero tambi??n surgi?? en pr??cticamente todas las variantes de inter??s como la beta y la delta.
Curiosamente, este sitio es m??s propenso a cambios, y la mutaci??n podr??a ser debida a m??ltiples ganancias del amino??cido ??cido asp??rtico, para una posterior p??rdida y substituci??n por la glicina.
Algunas regiones del genoma son m??s susceptibles a mutaciones que otras. Por ejemplo, en el sitio de uni??n de la esp??cula han aparecido otras 31 mutaciones.
Las diferentes variantes se determinan en funci??n de estas mutaciones. Son una huella de selecci??n que aparecen en los diferentes linajes del virus.
Otras mutaciones de la esp??cula que han aparecido en las VOC son la N501Y y la E484K, que se ha asociado con una disminuci??n de la respuesta de los anticuerpos neutralizantes.
Estas mutaciones indican una r??pida adaptaci??n del virus a los humanos, permaneciendo aquellas que facilitan el contagio entre personas, y su entrada en las c??lulas humanas.
Mutaciones en la nucleoc??pside
Si la esp??cula es la llave de entrada a la c??lula, la nucleoc??pside es la armadura que protege su informaci??n dentro de la c??lula y asegura su transcripci??n.
La regi??n que codifica para la prote??na de la nucleoc??pside parece acumular la mayor proporci??n de mutaciones positivas en el genoma del SARS-CoV-2, como la R203K y la G204R. Las mutaciones que ayudan a proteger este material gen??tico del virus proporcionan una ventaja evolutiva.
Aunque la nucleoc??pside ha recibido menos atenci??n que la prote??na de la esp??cula, parece desempe??ar un papel fundamental en la evoluci??n del virus y su adaptaci??n para sobrevivir en las c??lulas humanas.
Es previsible que se sigan acumulando mutaciones en esta regi??n del genoma a lo largo de la pandemia. Estas mutaciones tendr??n como resultado una replicaci??n m??s eficiente en nuestras c??lulas.
Futuro de la evoluci??n del SARS-CoV-2
En el a??o y medio que ha pasado de pandemia, el SARS-CoV-2 est?? adapt??ndose a los humanos, as?? como a diferentes especies animales. Las principales mutaciones est??n favoreciendo la transmisibilidad, sobre todo en su rapidez (selecci??n positiva). En menor medida est??n favoreciendo la resistencia a la inmunidad (selecci??n negativa).
La transmisibilidad del virus es alta en comparaci??n con otros virus respiratorios, lo que juega a favor de su supervivencia, al igual que su ventana de contagio relativamente amplia en algunos infectados asintom??ticos o presintom??ticos. Aunque la mortalidad es relativamente baja en el conjunto global de la poblaci??n, el virus es capaz de saturar el sistema sanitario y tener una alta letalidad en grupos de edades avanzadas.
Las tasas de letalidad globales del virus no son determinantes en la supervivencia del SARS-CoV-2, ya que las principales tasas de ataque ocurren en estadios menos graves de la enfermedad. Esta circunstancia hace que la evoluci??n del coronavirus no est?? determinada por lo que ocurre tras el proceso de infecci??n, en el curso de la enfermedad y la subsiguiente convalecencia en el hospedador.
Por tanto, es poco probable que ocurran mutaciones en el virus que supongan un cambio dr??stico en su letalidad (mayor o menor). Ser?? cuesti??n de azar que algunas mutaciones acaben siendo m??s o menos letales.
S?? que es esperable que surjan nuevas mutaciones que aumenten la capacidad de transmisi??n del virus. Tambi??n son posibles las mutaciones que supongan una menor eficacia de las vacunas. Su ??xito depender?? de lo r??pido que se consiga inmunizar a un elevado porcentaje de la poblaci??n mundial.
Cortar las cadenas de contagio con las medidas preventivas que conocemos y las vacunas siguen siendo las medidas principales para acabar con la pandemia.
Aunque es pronto para saberlo, no se puede descartar que haya que variar la composici??n de las vacunas en un futuro para incluir variantes nuevas que puedan inducir una respuesta inmune m??s eficaz.
*??scar Gonz??lez-Recio es genetista e investigador Cient??fico del INIA-CSIC, Instituto Nacional de Investigaci??n y Tecnolog??a Agraria y Alimentaria (INIA)
Mar??a de Toro es responsable Plataforma de Gen??mica y Bioinform??tica, Centro de Investigaci??n Biom??dica de La Rioja (CIBIR)
Miguel ??ngel Jim??nez Clavero es vir??logo y profesor de Investigaci??n, Instituto Nacional de Investigaci??n y Tecnolog??a Agraria y Alimentaria (INIA)
The Conversation – BBC News
