La importancia de esta tarea es que el virus del SARS-CoV-2 podría establecerse y convertirse en una mera molestia como el resfriado común.
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Cuando Bette Korber, bióloga de Laboratorio Nacional de Los Álamos, descubrió la primera mutación significativa en el virus de COVID-19 la primavera pasada, algunos científicos se mostraron escépticos. No creían que haría que el patógeno fuera más contagioso y dijeron que el rápido aumento de los casos podría ser solo una coincidencia.
Ahora, 11 meses después, la mutación D614G que ayudó a descubrir se encuentra en todo el mundo y presenta los genomas de las variantes de rápida propagación del Reino Unido, Sudáfrica y Brasil. Mientras tanto, aparecen nuevas mutaciones en patrones cada vez más complicados, lo que impulsa los esfuerzos de los mejores biólogos para idear nuevas formas de hacer seguimiento a un enorme número de datos genómicos entrantes.
El objetivo: detectar rápidamente variantes que puedan disminuir la efectividad de las vacunas para un patógeno que es poco probable que se erradique en el corto plazo. El virus del SARS-CoV-2 podría establecerse y convertirse en una mera molestia como el resfriado común. O, al igual que la influenza, podría mantener su capacidad de causar enfermedades graves en algunos segmentos de la población, un escenario que podría requerir vacunas de refuerzo regulares.
“Al observarlo cuidadosamente podemos adelantarnos al virus y eso es lo que todos estamos tratando de revolver en este momento”, afirmó Korber, quien está trabajando para crear nuevas herramientas matemáticas para detectar variantes médicamente significativas.
La avalancha de nuevos datos del genoma es tan grande que el laboratorio de Los Álamos tuvo que actualizar sus servidores para manejar los datos entrantes. Mientras tanto, Korber realiza cuatro llamadas de Zoom a la semana con expertos de todo el mundo para diseñar criterios para decidir cuándo las mutaciones son lo suficientemente preocupantes como para merecer un seguimiento detallado de laboratorio sobre cómo pueden afectar a las vacunas.
Un misterio clave que los mejores científicos exploran desde el principio ha sido qué tipo de virus demostrará ser el coronavirus. Hasta ahora, se parece más a la gripe, que cambia de forma todo el tiempo y requiere una revacunación anual, que al sarampión, un patógeno tan intolerante a la mutación que un régimen de vacuna dura toda la vida.
“¿Significa que necesitamos hacer una nueva vacuna cada año?” cuestionó Paul Duprex, quien encabeza el Centro de Investigación de Vacunas de la Universidad de Pittsburgh. “No lo sabemos”.
Por un lado, las vacunas de ARN mensajero contra el nuevo coronavirus tienen tasas de eficacia superiores a 90 por ciento, mucho más altas que la tasa de 60 por ciento para las vacunas contra la gripe en un buen año, pero los fabricantes de vacunas Moderna y Pfizer, junto con su socio BioNTech, no se arriesgan. Por si acaso, ya están comenzando las pruebas de vacunas de refuerzo dirigidas a la cepa B.1.351, que evade los anticuerpos y que fue encontrada por primera vez en Sudáfrica.
Cuando los virus se replican y copian sus genomas, pueden surgir errores en la larga cadena de “letras” de ARN o ADN que determinan cómo se desarrollan las proteínas virales. Muchos de los errores no tienen efecto, o incluso pueden hacer que el virus sea menos apto, pero un pequeño porcentaje de estos cambios puede dar una ventaja al patógeno, lo que lo hace más infeccioso o le da la capacidad de evadir el sistema inmunológico.
Al mismo tiempo, el virus ha encontrado formas tortuosas de evitar su mecanismo de lectura de pruebas, según descubrieron investigadores de la Universidad de Pittsburgh. En lugar de realizar cambios en letras de ARN individuales, elimina grupos de varias letras a la vez, lo que aparentemente socava la capacidad de los sistemas de revisión ortográfica natural del virus para ver el cambio.
Lo que hace que el futuro del SARS-CoV-2 sea tan difícil de predecir es que la evolución viral es como un juego de ajedrez tridimensional. No solo importan las mutaciones individuales, sino también el orden y las combinaciones en las que ocurren. Una sola mutación puede alterar el virus de manera sutil y cambiar el impacto de otros en el futuro, según Mark Zeller, científico del Instituto de Investigación Scripps en San Diego.
Mutaciones compartidas
Tanto la cepa B.1.351 común en Sudáfrica como la cepa P.1 que está golpeando a Brasil comparten varias mutaciones en la proteína espiga que el virus usa para ingresar a las células. Esto incluye la mutación D614G descubierta por Korber, que hace que la espiga sea más estable, y la mutación E484K, que se cree que reduce la capacidad de algunos anticuerpos para unirse a la espiga.
Sin embargo, hasta ahora, por razones que no se entienden completamente, es la variante B.1.351 el que parece tener más impacto en las vacunas de Pfizer y Moderna, al menos en pruebas de laboratorio.
“La vacunación va a aliviar esta pandemia de una manera muy sustancial”, afirmó Jesse Bloom, investigador del Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson quien estudia la evolución viral.”Pero no creo que vayamos a erradicar el SARS-CoV-2″.
Bloom predice que el virus tardará “varios años” en adquirir suficientes mutaciones para escapar completamente de las vacunas existentes. De las aproximadamente 100 mil mutaciones de una sola letra posibles para el virus, es probable que menos de uno por ciento ayuden al virus a evadir los anticuerpos, dijo.
Un escenario ‘esperanzador’
Si bien el virus continúa evolucionando a corto plazo, uno de los escenarios más esperanzadores es que podría quedarse sin grandes variaciones para evadir los anticuerpos que hacen que las vacunas actuales funcionen. Bajo este escenario, puede haber un límite práctico de cuánto puede mutar el virus y permanecer en forma para invadir nuestras células.
La proteína espiga debe mantener una forma que le permita adherirse eficientemente a su receptor humano, según Shane Crotty, investigadora del Instituto de Inmunología de La Jolla.
“No hay un número infinito de posibilidades”, dijo. “Es como poner el pie en un zapato. Todavía tiene que tener básicamente la forma y el tamaño correctos y aún debe ser reconocible como un zapato”.
Aun así, la evidencia de otros coronavirus de resfriado común indica que con el tiempo pueden mutar para evadir el sistema inmunológico.
En un estudio reciente, Bloom y sus colegas compararon la versión de 1984 de un coronavirus de resfriado común llamado 229E con una versión de la misma cepa que circuló en 2016, tres décadas después. 17 por ciento de las letras de ARN en una parte clave de la proteína espiga que une el virus a las células había cambiado debido a mutaciones. Para probar lo que esto significaba para la inmunidad humana, obtuvieron muestras de sangre de pacientes de la década de 1980 que podrían neutralizar la cepa viral de 1984. Estas personas probablemente habían estado expuestas al virus de 1984 y desarrollaron anticuerpos protectores contra él.
Protección desvanecida
Cuando los investigadores probaron las muestras contra las cepas del virus 229E que aparecieron en la década de los noventa o más tarde, la protección se había desvanecido: solo 2 de 8 muestras de sangre pudieron neutralizar la cepa de 2016, y esas dos mostraron una actividad considerablemente reducida contra el virus más reciente.
Eso proporciona algunas pistas sobre cuánto podría cambiar en el futuro. “Está bastante claro que los coronavirus humanos experimentan una evolución antigénica sustancial”, dijo Bloom en una entrevista.
Sin embargo, aún se desconoce si el virus puede retener su capacidad de causar una enfermedad grave a medida que muta y más personas obtienen inmunidad a través de infecciones o vacunas.
En una investigación publicada en enero en la revista Science, los modeladores de enfermedades en la Universidad de Emory descubrieron que un factor clave será si la protección contra enfermedades graves dura significativamente más que la protección contra reinfecciones leves o asintomáticas, algo típico de los coronavirus que causan resfriados comunes.
Si bien el estudio se realizó antes de que surgieran las variantes actuales, sus conclusiones básicas se mantienen, según Jennie S. Lavine, investigadora postdoctoral en la Universidad de Emory.
“Lo que vemos con el COVID-19 a nivel molecular y celular no es inconsistente con lo que vemos con los coronavirus endémicos”, señaló Lavine, quien fue la autora principal del artículo. “La inmunidad disminuye, pero no toda disminuye rápidamente”.
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