Científicos rastrean la evolución de las mutaciones del virus SARS-CoV-2 para acelerar el desarrollo de vacunas y tratamientos contra la COVID-19

Los investigadores han rastreado la tasa de mutación en el proteoma del nuevo coronavirus desde que se publicó el primer genoma del SARS-CoV-2 en enero, con la esperanza de que la exploración de las vías mutacionales pueda anticipar objetivos en movimiento para el desarrollo rápido de terapias y vacunas.

En su nuevo estudio, sometido a revisión por pares, investigadores y estudiantes de la Universidad de Illinois (Champaign, IL, EUA), demostraron que el virus SARS-CoV-2 ha perfeccionado las tácticas que pueden hacerlo más exitoso y estable. El equipo rastreó la tasa de mutación en el proteoma del virus, la colección de proteínas codificadas por material genético, a lo largo del tiempo, comenzando con el primer genoma del SARS-CoV-2, publicado en enero, y terminando con más de 15.300 genomas a finales de mayo. Descubrieron que algunas regiones todavía generan nuevas mutaciones, lo que indica una adaptación continua al entorno del anfitrión. Sin embargo, la tasa de mutación en otras regiones mostró signos de desaceleración, fusionándose alrededor de versiones únicas de proteínas clave. Por otro lado, es importante destacar que la estabilización de ciertas proteínas podría ser una buena noticia para el tratamiento de la COVID-19.

El equipo de investigación documentó una desaceleración general en la tasa de mutación del virus a partir de abril, después de un período inicial de cambio rápido. Esto incluyó la estabilización dentro de la proteína spike, esos apéndices diminutos que dan a los coronavirus su apariencia coronada. Dentro de la proteína spike, los investigadores encontraron que un aminoácido en el sitio 614 fue reemplazado por otro (ácido aspártico a glicina), una mutación que se apoderó de toda la población de virus durante marzo y abril. La proteína spike, que está organizada en dos dominios principales, es responsable de adherirse a las células humanas y ayudar a inyectar el material genético del virus, el ARN, al interior para su replicación. La mutación en 614 rompe un vínculo importante entre distintos dominios y subunidades de proteínas en la proteína spike. La mutación 614 se asoció con un aumento de la carga viral y una mayor infectividad en un estudio anterior, sin efecto sobre la gravedad de la enfermedad. Sin embargo, en otro estudio, la mutación se relacionó con tasas más altas de letalidad.

Sorprendentemente, los sitios dentro de otras dos proteínas notables también se volvieron más estables a partir de abril, incluida la proteína polimerasa NSP12, que duplica el ARN, y la proteína helicasa NSP13, que corrige las cadenas de ARN duplicadas. Los investigadores también notaron que las regiones del proteoma del virus se vuelven más variables a lo largo del tiempo, lo que, dicen, puede darnos una indicación de qué esperar a continuación con la COVID-19. Específicamente, encontraron mutaciones crecientes en la proteína de la nucleocápside, que empaqueta el ARN del virus después de ingresar a una célula huésped, y la proteína viroporina 3a, que crea poros en las células huésped para facilitar la liberación, replicación y virulencia viral. Según los investigadores, estas son regiones para tener en cuenta, porque la creciente variabilidad no aleatoria de estas proteínas sugiere que el virus busca activamente formas de mejorar su propagación. Estas dos proteínas interfieren con la forma en que nuestros cuerpos combaten el virus y son los principales bloqueadores de la vía del interferón beta que conforman nuestras defensas antivirales. Los investigadores creen que su mutación podría explicar las respuestas inmunes incontroladas responsables de tantas muertes por COVID-19.

Según el primer autor, Tre Tomaszewski, estudiante de doctorado en la Facultad de Ciencias de la Información de Illinois, “en el desarrollo de vacunas, por ejemplo, es necesario saber a qué se adhieren los anticuerpos. Las nuevas mutaciones podrían cambiarlo todo, incluida la forma en que se construyen las proteínas, su forma. Un anticuerpo objetivo podría ir desde la superficie de una proteína hasta doblarse dentro de ella y quedar inaccesible. Saber qué proteínas y estructuras se adhieren proporcionará información importante para las vacunas y otras terapias”.

“Teniendo en cuenta que este virus estará entre nosotros durante algún tiempo, esperamos que la exploración de vías mutacionales pueda anticipar objetivos en movimiento para el rápido desarrollo de terapias y vacunas mientras nos preparamos para la próxima ola”, agregó Tomaszewski. “Nosotros, junto con miles de otros investigadores que secuencian, cargan y curan muestras del genoma a través de la Iniciativa GISAID, continuaremos realizando un seguimiento de este virus”.

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Universidad de Illinois