En su trabajo, publicado en la revista Evolutionary Bioinformatics, los investigadores rastrearon la tasa de mutación en el proteoma del virus (la colección de proteínas codificadas por material genético) a través del tiempo, comenzando con el primer genoma del SARS-CoV-2 publicado en enero y terminando en mayo con más de 15.300 genomas. Encontraron que algunas regiones todavía están produciendo activamente nuevas mutaciones, lo que indica una adaptación continua al entorno del huésped. Pero la tasa de mutación en otras regiones mostró signos de desaceleración y coalescencia alrededor de versiones únicas de proteínas clave.
"Esas son malas noticias. El virus está cambiando y cambiando, pero está conservando para sí mismo las cosas que son más útiles o interesantes", explica el autor principal del estudio, Gustavo Caetano-Anolles, profesor de bioinformática en el Departamento de Ciencias de los Cultivos de Illinois.
Sin embargo, la estabilización de ciertas proteínas podría ser una buena noticia para el tratamiento. "En el desarrollo de una vacuna, por ejemplo, es necesario saber a qué se están adhiriendo los anticuerpos. Nuevas mutaciones podrían cambiar todo, incluyendo la forma en que se construyen las proteínas, su forma. Un blanco de anticuerpos podría pasar de la superficie de una proteína a estar plegado en su interior, y ya no se puede llegar a él. Saber qué proteínas y estructuras se están pegando proporcionará información importante para las vacunas y otras terapias", detalla Tre Tomaszewski, otro de los autores.
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 de punta, los apéndices que dan a los coronavirus su apariencia coronada.
Mutación 614
Dentro de la espiga, los investigadores encontraron que un aminoácido en el sitio 614 fue reemplazado por otro (de ácido aspártico a glicina), una mutación que se apoderó de toda la población del virus durante marzo y abril. "La espiga era una proteína completamente diferente al principio de lo que es ahora. Apenas se puede encontrar esa versión inicial ahora", señala Tomaszewski.
La proteína de espiga, que está organizada en dos dominios principales, es responsable de adherirse a las células humanas y ayudar a inyectar el material genético del virus, ARN, en su interior para ser replicado. La mutación 614 rompe un importante vínculo entre los distintos dominios y las subunidades de la proteína de la espiga. "Por alguna razón, esto debe ayudar al virus a aumentar su propagación e infectividad al entrar en el huésped. O de lo contrario la mutación no se mantendría", comenta Caetano-Anolles.
La mutación 614 se asoció con un aumento de la carga viral y una mayor infectividad en un estudio anterior, sin efecto en la gravedad de la enfermedad. Sin embargo, en otro trabajo, la mutación se relacionó con mayores tasas de mortalidad. Tomaszewski apunta que, aunque su papel en la virulencia necesita confirmación, la mutación claramente media la entrada en las células huéspedes y por lo tanto es crítica para entender la transmisión y propagación del virus.
Cambios en otras proteínas
Los sitios dentro de otras dos proteínas relevantes también se hicieron más estables a partir de abril, incluyendo la proteína polimerasa NSP12, que duplica el ARN, y la proteína helicasa NSP13, que corrige las cadenas de ARN duplicadas. "Las tres mutaciones parecen estar coordinadas entre sí. Están en diferentes moléculas, pero siguen el mismo proceso evolutivo", apostilla Caetano-Anolles.
Los investigadores también notaron que las regiones del proteoma del virus se vuelven más variables a través del tiempo, lo que dicen que puede dar una pista de qué esperar a continuación con la COVID-19. Específicamente, encontraron mutaciones crecientes en la proteína nucleocápside, que empaqueta el ARN del virus después de entrar en una célula huésped, y en la proteína viroporina 3a, que crea poros en las células huéspedes para facilitar la liberación, la replicación y la virulencia del virus.
En este sentido, los autores del estudio plantean la necesidad de vigilar estas regiones porque el aumento de la variabilidad no aleatoria de estas proteínas sugiere que el virus está buscando activamente formas de mejorar su propagación. Caetano-Anolles explica que estas dos proteínas interfieren en la forma en que nuestros cuerpos combaten el virus. Son los principales bloqueadores de la vía del interferón beta que conforman nuestras defensas antivirales. Su mutación podría explicar las respuestas inmunológicas incontroladas responsables de tantas muertes provocadas por el virus.
Nueva cepa en España
Este hallazgo se produce simultáneamente al descubrimiento de una nueva cepa de la COVID-19, llamada 20A.EU1, que surgió en España durante el verano y que ya se ha extendido a varios países de Europa. En concreto, según el estudio, esta variante del coronavirus se distingue con la cepa original en más de seis posiciones de sus secuencias. Concretamente, los señalan que esta nueva versión del virus se detectó por primera vez durante el mes de junio en nuestro país y en julio ya alcanzaba el 40% de las infecciones por coronavirus en España.
"Fuera de España la frecuencia de esta variante ha aumentado desde valores muy bajos antes del 15 de julio al 40-70% en Suiza, Irlanda y el Reino Unido en septiembre. También es frecuente en Noruega, Letonia, los Países Bajos y Francia", explican en su trabajo.
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