Sobre la mutación de virus: coronavirus y otras especies

Virus, mutaciones, cepas: estas tres palabras están hoy en boca de todos. La pandemia del coronavirus, que ha engullido a casi todo el planeta, nos hizo preguntarnos de dónde vienen las enfermedades que cambian radicalmente la vida de la humanidad.

Tan solo en los veintidós años del siglo XXI hemos vivido cinco epidemias que han supuesto un serio desafío para la medicina mundial. Cada uno de ellos es causado por virus, pero lo sorprendente es que después de un cierto período de tiempo los viriones (partículas virales) regresan, pero en una forma estructural ligeramente modificada. Entonces, en 2002-2003, 27 países del mundo enfrentaron una epidemia de SARS, de la cual murieron más de 800 pacientes. Y esto fue solo el comienzo, porque más esperaba la humanidad:

  • gripe porcina A / H1N1 en 2009-2010 - la tasa de mortalidad alcanzó casi 19 mil personas;
  • Influenza aviar H5N1 y H7N9 2003-2017: más de 450 casos fallecieron;
  • El síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV) es una infección viral respiratoria aguda causada por el coronavirus patógeno humano MERS-CoV. La tasa de mortalidad es relativamente baja: 430 pacientes en 2012-2015;
  • Fiebre hemorrágica del Ébola, en 2014-2016 y se cobró 11.300 vidas;
  • COVID-19 es la pandemia actual causada por la propagación del coronavirus SARS-CoV-2. Tomando 5.6 millones de vidas.

Es fácil ver que algunas designaciones de virus tienen algo en común. Esto no es sorprendente, porque pueden ser causados ​​por virus mutados del mismo tipo. Tratemos de averiguar qué es una mutación de virus y por qué sucede.

¿Qué es un virus, su estructura y características

El mundo de los microorganismos está representado por varias especies separadas, cada una de las cuales es fundamentalmente diferente de las demás. Los virus pertenecen a este grupo, aunque tienen características propias que no son propias del resto de representantes del mundo animal y vegetal invisibles a simple vista. En primer lugar, no tienen estructura celular ni sistemas formadores de proteínas. En segundo lugar, tienen citotropismo pronunciado y parasitismo intracelular.

Los científicos que estudian los virus han calculado que hay más de 10 de estos microorganismos en la Tierra. Tienen diferentes formas, tamaños y ciclos de vida, pero varias propiedades unen a todos los virus:

  • la presencia de una cápside - una estructura proteica protectora;
  • genoma, que consta de ADN o ARN y se encuentra dentro de la cápside;
  • supercapsid: una cubierta que cubre la cápside, pero no está presente en todos los tipos de virus.

Cuando un virus ingresa a una célula huésped, comienza a multiplicarse rápidamente. Como resultado, aparecen muchas copias del agente causal de la enfermedad, que luego afectan a otras células del cuerpo.

En el proceso de reproducción y transmisión del virus, a veces se produce un cambio en el material genético que se encuentra en el genoma. Esto es lo que se llama una mutación.

Cuantos más virus circulen y se repliquen con mayor frecuencia, mayor será la posibilidad de que surjan nuevas cepas.

Tal mutación puede crear virus que son más fáciles de adaptar al entorno externo, tienen un alto grado de contagiosidad y causan síntomas y curso de la enfermedad radicalmente diferentes. Este proceso se llama evolución.

Las principales causas de las mutaciones virales

Cada año aparecen en el mundo nuevas cepas de infecciones virales. Esto se explica por la evolución de los virus, que ocurre muy rápidamente y puede ocurrir de dos formas:

  • recombinación: en este caso, los microorganismos infectan la misma célula e intercambian material genético juntos;
  • mutación: se produce un cambio en la secuencia de las cadenas de ADN o ARN dentro del propio virus.

La recombinación es inherente al virus de la influenza, porque tiene ocho segmentos de ARN a la vez, cada uno de los cuales lleva de uno a varios genes. Cuando dos cepas diferentes del mismo patógeno ingresan al cuerpo, se producen nuevos microorganismos con segmentos mixtos.

La mutación también produce nuevas cepas, pero el proceso es muy diferente. Para la aparición de una nueva cepa no es necesaria la infección simultánea con dos patógenos diferentes, ya que todos los cambios se producen cuando se copia el virus. Se sabe que los virus de ADN cambian con mucha menos frecuencia que los de ARN. Los científicos explican esta característica con una diferencia importante: para los virus de ADN, en el proceso de copia, necesitan ADN polimerasa, una enzima que ingresa a las células huésped. Es ella quien detecta y corrige errores, evitando la aparición de virus modificados, pero los viriones a veces pueden eludir este mecanismo.

La polimerasa de ARN involucrada en la replicación de los virus de ARN no tiene esta capacidad, por lo que no se realiza ninguna corrección. En consecuencia, la probabilidad de aparición de nuevas cepas de virus es alta.

Las enfermedades virales con múltiples tipos de cepas en realidad no son tantas. Las mutaciones más famosas y comunes ocurren en influenza, VIH, coronavirus. Por ejemplo, durante toda la existencia del SARS-CoV-2 se han formado trece formas diferentes. La pandemia de COVID-19 comenzó con una forma que se descubrió en diciembre de 2019 en la ciudad china de Wuhan.

Consecuencias de la mutación del virus

¿La mutación es buena o mala? Esta pregunta no puede responderse de manera unívoca, porque en cada caso el resultado es diferente. Para algunas enfermedades, la mutación de los viriones se convierte en una oportunidad para “sentirse” aún más cómodos en el cuerpo, mientras que para otras lleva a que los pacientes se enfermen con facilidad y se recuperen rápidamente.

En la infección por VIH, la mutación genética para formar nuevas cepas es una de las principales causas de la resistencia a los medicamentos. El caso es que para bloquear la replicación del VIH se utiliza un inhibidor de la transcriptasa inversa, cuyo mecanismo de acción es combinarse con esta enzima en el virus. Sin su participación, el virión no puede copiar el genoma, pero algunas partículas virales mutan precisamente en el gen de la transcriptasa inversa, por lo que el fármaco no actúa sobre ellas. Para ello, para el tratamiento del VIH se utiliza una terapia de combinación de varios fármacos que afectan a diferentes ciclos del desarrollo del virus.

Influencia en la detección del virus y el proceso de vacunación

La mutación, que da lugar a nuevas cepas, plantea serios desafíos para el diagnóstico de laboratorio. Es importante que las nuevas formas no queden fuera del alcance de los métodos de identificación que se utilizan hoy en día. La Red Mundial de Laboratorios de la OMS ha establecido un grupo de trabajo para estudiar la evolución del SARS-CoV-2. Sus representantes toman muestras de pacientes con síntomas nuevos y atípicos y las envían para futuras investigaciones. Dichos pasos permiten monitorear la aparición de nuevas cepas, su impacto en los humanos y la efectividad de las drogas en nuevas formas.

A la fecha, el diagnóstico de coronavirus se realiza por métodos 100% efectivos, ya que está determinado por los genes RdRp (ORF1ab) y N, los cuales no mutan en absoluto.

La situación con la vacunación es un poco más complicada : una nueva cepa de coronavirus “omicron” apareció hace unos meses, asestando un duro golpe a los esfuerzos de científicos y médicos que desarrolló vacunas contra la COVID-19. Aunque menos peligroso para la salud en comparación con las formas anteriores, cuestionó la eficacia de la vacunación. Por lo tanto, las pruebas de la vacuna de Pfizer encontraron que protege contra omicron solo en un 22,5%. A esta conclusión llegaron los expertos del African Research Institute of Health de Durban (Sudáfrica). Para ello, tomaron muestras de plasma sanguíneo de 12 pacientes vacunados que enfermaron de esta particular forma de coronavirus. El estudio se basó en la determinación de anticuerpos neutralizantes en el organismo. Al mismo tiempo, asumieron que la vacuna facilitaría el curso de la enfermedad, protegería contra la aparición de complicaciones.

En el pasado, científicos británicos evaluaban la eficacia de la vacunación con un fármaco biotecnológico. Sus resultados fueron más optimistas: una tercera dosis de vacunas de ARNm de Pfizer y AstraZeneca aumentó las defensas del organismo contra el omicron en un 75 %.

Pero no todo es tan pesimista. A pesar de un aumento en el número de pacientes con coronavirus de la cepa Omicron, hay pocas hospitalizaciones entre los vacunados. Por supuesto, el brote de la pandemia aún está por llegar, pero se han hecho pronósticos optimistas: lo más probable es que la evolución del SARS-CoV-2 esté a punto de completarse. El propósito del virus no es matar a una persona y morir él mismo, sino continuar su ciclo de vida, para lo cual necesita mutar a una forma más débil.

Es poco probable que COVID-19 desaparezca por completo de nuestras vidas. Pero su aparición anual durante la temporada de enfermedades respiratorias con síntomas más leves no será tan peligrosa. Entonces la mutación de los virus puede ser un proceso positivo.

Fuentes
  1. Sitio web del Ministerio de Salud de la Región de Moscú. – Epidemias del siglo XXI: 5 virus peligrosos de la historia reciente.
  2. Enciclopedia Farmacéutica. - Virus.
  3. Portal de Internet “Hitech”. – Los científicos han calculado el número de virus en la Tierra. Hay más de ellos que estrellas en el universo.
  4. Sitio web de la Academia Khan. – Introducción a los virus.
  5. Portal de noticias “Liga. Negocio". – Evolución del coronavirus: por qué muta el virus y cómo diagnosticar nuevas cepas.
  6. Wikipedia - cepas SARS-CoV-2. Tabla dinámica.
  7. Sitio web de la Academia Khan. – Evolución de los virus.
  8. Publicación de la red "Forbes.ru". – Se estimó que la vacuna de Pfizer contra la cepa Omicron tenía una eficacia del 23 %.
  9. Portal de noticias “Gazeta.ru”. - El infectólogo habló sobre pronósticos optimistas para la cepa Omicron.