El SARS-CoV-2 se informó por primera vez en un caso de Wuhan, China, en diciembre de 2021, y luego se convirtió en la causa de la pandemia del coronavirus 2019 (COVID-19) que está barriendo el mundo hoy. Un nuevo estudio en la revista Biología molecular y evolución Realiza un seguimiento de las variables en todo el mundo desde el estallido de la pandemia.

La secuenciación genética se ha producido utilizando cientos de miles de muestras genómicas virales. Los investigadores utilizaron lo mejor de estas secuencias para descubrir cómo el virus mutaba y cambiaba en diferentes períodos y regiones de la epidemia.

Usando un enfoque nuevo

Los métodos convencionales no han producido un historial confiable de este virus por varias razones. Esto incluye los muchos errores de secuencia que prevalecen en las secuencias disponibles, un pequeño grado de variación de secuencia y el hecho de que solo hay unos pocos sitios que ayudan a comprender el origen del virus.

Particularmente sorprendente es el hecho de que todos los primeros genomas del SARS-CoV-2 conocidos por los humanos (a partir de enero de 2020) difieren en menos de 30 bases. Por el contrario, los coronavirus no humanos más estrechamente relacionados difieren en más de mil bases.

El significado de esto es que “Sin una raíz confiable de SARS–CoV–2 cepas, las últimas secuencias ancestrales que no se pueden reconstruir con precisión y no es posible evaluar la diversidad genética del SRAS–CoV–2 que estaban presentes en el momento de su primer brote. “

Además, la distancia de las muestras de Wuhan al progenitor seguirá siendo desconocida, al igual que la dirección y el orden de las primeras mutaciones que dieron lugar a las diferentes cepas y linajes de SARS-CoV-2.

Utilizaron métodos computacionales diseñados originalmente para averiguar cómo ocurrieron las mutaciones dentro de las células cancerosas en un paciente. El enfoque utilizado se denomina enfoque de disposición de mutaciones (MOA) y puede proporcionar una imagen directa de las variantes progenitoras y mutagénicas en orden cronológico.

¿Cuáles fueron los resultados?

MOA se utilizó en dos conjuntos de genomas de CoV 2 del SARS, que comprenden aproximadamente 30.000 y 68.000 genomas, respectivamente, a los dos y tres meses. Al rastrear la ruta de la mutación, inferida del segundo conjunto de genomas, pudieron comprender cómo cambiaba el virus en diferentes regiones y en diferentes momentos. Pudieron volver al ancestro común más reciente (MRCA) del SARS-CoV-2.

Ancestro común

Este genoma viral progenitor tiene tres bases que se diferencian de las cepas de Wuhan. Los investigadores creen que tanto Wuhan como otros genomas más antiguos muestreados eran de hecho variantes del coronavirus progenitor (CoV), que divergieron en cepas y α.

La variedad preexiste en el primer caso

La cepa de Wuhan experimentó tres mutaciones consecutivas, α1, α2 y α3, pero no se encontró en CoV estrechamente relacionados, y todas tenían la misma base en estos tres loci. Las variantes del progenitor CoV no muestran las otras 47 variantes en estas situaciones, por lo que es poco probable que fueran la cepa ancestral de Wuhan-1 u otras muestras tempranas. El primer mutante fue capturado aproximadamente dos meses después de la cepa Wuhan 1.

Ha habido múltiples casos de precursor de CoV, tanto en China como en los Estados Unidos, desde enero de 2020 en adelante. Se encontraron muestras del progenitor sinónimo de CoV en varias otras muestras recolectadas dentro de las dos semanas de la cepa Wuhan-1.

Si bien estos eran predominantemente chinos y asiáticos (alrededor de 90/130), se encontraron en todos los continentes muestreados y continuaron hasta abril de 2020 en Europa.

Estos resultados indican que el precursor CoV ya se estaba extendiendo ampliamente antes y después de los primeros informes oficiales de la aparición de un nuevo coronavirus en China. En otras palabras, es poco probable que la cepa Wuhan-1 sea el antepasado original del SARS-Cove-2 del que se derivan todas las cepas que circulan actualmente.

Esto contrasta con estudios anteriores, posiblemente porque este análisis utiliza más muestras de una base de datos global y, por lo tanto, identifica una cepa muy temprana, que sin embargo no es MRCA. Se cree que este último ha precedido a la variante de Wuhan por 6-8 semanas, es decir, a finales de octubre de 2019.

De hecho, los científicos italianos encontraron un fragmento de la proteína SARS del SARS-CoV-2 en Italia a principios de diciembre, que es muy similar al genoma 1 de Wuhan.

El análisis del segundo conjunto de genomas mostró el mismo patrón, lo que llevó a las mismas conclusiones. Se han identificado dos nuevas mutaciones pertenecientes al grupo a mediados de marzo de 2020.

Las huellas dactilares genómicas virales permiten el seguimiento a lo largo del tiempo y la región.

La historia de la mutación condujo a un conjunto de huellas genéticas que se extendían desde el progenitor de CoV hasta la cepa actual. Cada uno de ellos recibe el nombre de las principales variables incluidas.

Desde entonces, tanto este genoma original como sus ramificaciones han dado lugar a una gran cantidad de subespecies o cepas, algunas de las cuales (por ejemplo, D614G) ascendieron rápidamente al dominio global o regional en muy poco tiempo.

Todas las cepas norteamericanas pertenecen a las mismas cepas durante la mayor parte del período epidémico. Estos eran predominantemente αβ junto con el mutante (αβγδ), que se ha mantenido dominante desde abril de 2020.

Histograma del historial de mutaciones del SARS-CoV-2 de un conjunto de datos de 29 kg. Las flechas gruesas definen la ruta de las variantes difusas (frecuencia, vf = 3%) y las flechas delgadas muestran las rutas que conducen a otras mutaciones comunes (3%> vf> 1%). Los tamaños del gráfico circular son proporcionales a las frecuencias variables en el conjunto de datos de 29 kg, y los gráficos circulares muestran las variantes con vf> 3% y un color de pastel que depende de la región del mundo donde se observó por primera vez esta mutación. El circuito se utiliza para todas las demás variantes, con el color de relleno correspondiente al área de muestreo más antigua. El índice de copresencia (COI, línea negra) y el nivel de confianza de bootstrap (BCL, línea azul) se muestran para cada una de las mutaciones anteriores y aparecen junto a la flecha que las conecta. Los valores de BCL subrayados definen pares de variables; los BCL se estimaron para combinaciones de variables (ver Materiales y métodos) debido a la naturaleza episódica de la acumulación de variables dentro de los grupos que resulta en BCL más bajos (<80%; flechas discontinuas). Se muestran los cambios fundamentales (sustantivo) de mutaciones sinónimas, y aparecen cambios de aminoácidos (r) de mutaciones no sinónimas junto con los nombres de genes / proteínas.

En Asia y Europa, la tasa de cambio en las cepas dominantes es alta, convergiendo a αβε de julio a agosto de 2020, y luego a αβεη más tarde. Estos luego se transformaron en αβζ, comenzando a las tres semanas de las primeras muestras alteradas. Varias cepas continúan circulando con altas frecuencias tanto en Asia como en América del Norte.

La variante sudafricana contiene la huella dactilar del gen αβγδ, y los británicos difieren de la huella dactilar genética α … ambos tienen la mutación de altura N501Y, y ambos muestran características idénticas de alta infección. En el momento del estudio, la huella αβζ era dominante, mientras que hoy, la variante británica es quizás la dominante.

Cuales son las conclusiones?

Los investigadores han identificado MRCA para las variantes del SARS-CoV-2 que circulan hoy, que probablemente no sean el virus Wuhan-1 sino sus predecesores. esto significa “Ninguno de los primeros pacientes representó una condición indicadora o causó todas las lesiones humanas.. “

El enfoque del USDA utilizado aquí dio como resultado el genoma de CoV progenitor, que proporciona un mejor árbol filogenético, disposición de mutaciones y mutaciones diferenciadas en secuencias genómicas. Este enfoque será apropiado para cualquier brote que cause enfermedades, incluso con muestras más grandes que en realidad pueden producir resultados más precisos.

Su aplicación constante al SARS–CoV–Dos genomas y otros brotes que causan enfermedades producirán los genomas de sus ancestros y su dinámica espacio-temporal, mejorando nuestra comprensión de la evolución pasada, presente y futura de patógenos y enfermedades asociadas.. “

Los investigadores han creado un panel que se actualizará constantemente con las mutaciones emergentes y reflejará las tendencias en la propagación del virus a lo largo del tiempo y por región. Además, se proporciona una herramienta sencilla para clasificar cualquier genoma dado por mutaciones importantes (http://sars2evo.datamonkey.org/).