La conversación22 de septiembre de 2021 3:12:38 PM IST
El aumento de las variantes del coronavirus ha puesto de relieve la enorme influencia de la biología evolutiva en la vida diaria. Pero cómo las mutaciones, el azar y la selección natural producen variantes es un proceso complicado, y ha habido mucha confusión sobre cómo y por qué surgen nuevas variantes.
Hasta hace poco, el ejemplo más famoso de evolución rápida era la historia de la polilla moteada. A mediados de la década de 1800, las fábricas en Manchester, Inglaterra, comenzaron a cubrir el hábitat de la polilla con hollín, y la coloración blanca normal de la polilla la hizo visible para los depredadores. Pero algunas polillas tenían una mutación que las oscurecía. Debido a que estaban mejor camuflados en su nuevo mundo, podían dejar atrás a los depredadores y reproducirse más que sus contrapartes blancas.
Somos un biólogo evolutivo y un epidemiólogo de enfermedades infecciosas en la Universidad de Pittsburgh que trabajamos juntos para rastrear y controlar la evolución de patógenos. Durante el último año y medio, hemos estado siguiendo de cerca cómo el coronavirus adquirió diferentes mutaciones en todo el mundo.
Es natural preguntarse si las vacunas COVID-19 altamente efectivas están provocando la aparición de variantes que evitan las vacunas, como las polillas de la pimienta negra que escaparon de las aves que las cazaban. Pero con poco menos del 40 por ciento de las personas en todo el mundo que han recibido una dosis de una vacuna, solo el 2 por ciento en países de bajos ingresos, y casi un millón de nuevas infecciones que ocurren a nivel mundial todos los días, se está produciendo la aparición de nuevas variantes más contagiosas, como delta. impulsado por transmisión incontrolada, no vacunas.
Cómo muta un virus
Para cualquier organismo, incluido un virus, copiar su código genético es la esencia de la reproducción, pero este proceso suele ser imperfecto. Los coronavirus usan ARN para su información genética, y copiar ARN es más propenso a errores que usar ADN. Los investigadores demostraron que cuando el coronavirus se replica, alrededor del tres por ciento de las nuevas copias del virus muestran un nuevo error aleatorio, también conocido como mutación.
Cada infección produce millones de virus dentro del cuerpo de una persona, lo que da lugar a muchos coronavirus mutados. Sin embargo, la cantidad de virus mutantes se ve disminuida por la cantidad mucho mayor de virus que coinciden con la cepa que inició la infección.
Casi todas las mutaciones que ocurren son fallas inofensivas que no cambian la forma en que funciona el virus, y algunas de hecho lo dañan. Algunos pequeños cambios pueden hacer que el virus sea más infeccioso, pero estos mutantes también deberían tener suerte. Para dar lugar a una nueva variante, debe saltar con éxito a una nueva persona y replicar muchas copias.
La transmisión es el cuello de botella importante
La mayoría de los virus de una persona infectada son genéticamente idénticos a la cepa que inició la infección. Es mucho más probable que una de estas copias, que no es una mutación rara, se transmita a otra persona. Las investigaciones han demostrado que casi ningún virus mutado se transmite de su anfitrión original a otra persona.
E incluso si un nuevo mutante causa una infección, los virus mutados a menudo son superados en número por virus no mutantes en el nuevo huésped y, por lo general, no se transmiten a la siguiente persona.
La pequeña probabilidad de que se transmita un mutante se denomina «cuello de botella de población». El hecho de que solo una pequeña cantidad de virus inicien la próxima infección es el factor crítico y aleatorio que limita la probabilidad de que surjan nuevas variantes. El nacimiento de cada nueva variante es un evento casual que involucra un error de copia y un evento de transmisión poco probable. Entre los millones de copias de coronavirus en una persona infectada, las posibilidades son remotas de que un mutante de forma se encuentre entre los pocos que se hayan propagado a otra persona y se amplifique en una nueva variante.
¿Cómo surgen nuevas variantes?
Desafortunadamente, la propagación incontrolada de un virus puede superar incluso los cuellos de botella más graves. Aunque la mayoría de las mutaciones no tienen ningún efecto sobre el virus, algunas pueden aumentar y aumentan el grado de contagio del coronavirus. Si una cepa que se propaga rápidamente es capaz de causar una gran cantidad de casos de COVID-19 en algún lugar, comenzará a competir con cepas menos contagiosas y generará una nueva variante, tal como lo hizo la variante delta.
Muchos investigadores están estudiando qué mutaciones conducen a versiones más transmisibles del coronavirus. Resulta que las variantes tienden a tener muchas de las mismas mutaciones que aumentan la cantidad de virus que produce una persona infectada. Con más de un millón de nuevas infecciones que ocurren cada día y miles de millones de personas aún sin vacunar, rara vez hay escasez de huéspedes susceptibles. Por tanto, la selección natural favorecerá mutaciones que podrían explotar a todas estas personas no vacunadas y hacer que el coronavirus sea más transmisible.
En estas circunstancias, la mejor forma de restringir la evolución del coronavirus es reducir el número de infecciones.
Las vacunas previenen nuevas variantes
La variante delta se ha extendido por todo el mundo y las próximas variantes ya están en aumento. Si el objetivo es limitar las infecciones, las vacunas son la respuesta.
Aunque las personas vacunadas aún pueden infectarse con la variante delta, tienden a tener infecciones más breves y leves que las personas no vacunadas. Esto reduce en gran medida las posibilidades de que cualquier virus mutado, que hace que el virus sea más transmisible o que le permita ganar inmunidad más allá de las vacunas, pase de una persona a otra.
Eventualmente, cuando casi todo el mundo tiene alguna inmunidad al coronavirus debido a la vacunación, los virus que rompen esa inmunidad pueden obtener una ventaja competitiva sobre otras cepas. Teóricamente es posible que, en esta situación, la selección natural dé lugar a variantes que pueden infectar y causar enfermedades graves en las personas vacunadas. Sin embargo, estos mutantes aún deben escapar del cuello de botella de la población.
Por ahora, es poco probable que la inmunidad inducida por la vacuna sea el factor principal en la aparición de la variante, porque se están produciendo muchas infecciones nuevas. Es simplemente un juego de números. El modesto beneficio que obtendría el virus de la evasión de vacunas se ve ensombrecido por las grandes oportunidades de infectar a personas no vacunadas.
El mundo ya ha sido testigo de la relación entre el número de infecciones y el aumento de mutantes. El coronavirus permaneció esencialmente sin cambios durante meses, hasta que la pandemia se salió de control. Con relativamente pocas infecciones, el código genético tenía oportunidades limitadas de mutar. Pero a medida que los grupos de infección explotaron, el virus lanzó los dados millones de veces y algunas mutaciones produjeron mutantes más aptos.
La mejor manera de detener las nuevas variantes es detener su propagación, y la respuesta es la vacunación.
Vaughn Cooper, profesor de microbiología y genética molecular, Universidad de Pittsburgh y Lee Harrison, profesor de epidemiología, medicina y enfermedades infecciosas y microbiología, Universidad de Pittsburgh
Este artículo se volvió a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.
