Poco antes de las Navidades, en pleno optimismo por la inminente aprobación de las primeras vacunas para COVID-19, el gobierno británico anunció la presencia de una nueva variante del coronavirus que se estaba extendiendo rápidamente por el país. El Servicio Público de Salud indicaba que no había indicios de que pudiera afectar a la gravedad de la enfermedad o a la respuesta a las vacunas. Sin embargo, la frecuencia de la nueva variante en zonas donde había aumentado la incidencia del virus y sus características genéticas sugerían la necesidad de estudiar en detalle ese linaje concreto de SARS-CoV-2.
La mayor parte de las mutaciones que se han observado en el genoma de SARS-CoV-2 no parecen tener una repercusión funcional considerable. De hecho, se han descrito alrededor de 4000 mutaciones en la proteína S, que se localiza en la cubierta del virus y tiene un papel relevante en la infección del virus. No obstante, la nueva variante presenta algunas características que han hecho que los expertos le estén prestando una atención especial. Entre ellas destacan una colección de cambios genéticos mayor de lo habitual y su rápida propagación por Reino Unido, donde fue identificada.
A continuación resumimos el conocimiento disponible en estos momentos sobre la nueva variante del coronavirus.
La nueva variante del coronavirus incluye 17 mutaciones que dan lugar a cambios en proteínas del virus, 8 de ellas en la proteína S. Imagen: Proteína S, esencial para la entrada del virus en las células con estructura del virus al fondo. NIH, CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).Características genéticas de la nueva variante de SARS-CoV-2
La nueva variante, denominada linaje B.1.1.7, 20B/501Y.V1 o VOC–202012/01, incluye una combinación de 17 mutaciones diferentes que dan lugar a cambios en proteínas del virus. Algunas de estas mutaciones ya se habían encontrado anteriormente de forma individual, pero no en una misma versión del virus.
Dentro de las mutaciones llama especialmente la atención que ocho de ellas se encuentran localizadas en la proteína S, proteína esencial para la entrada del virus a las células humanas. Dada la relevante función de la proteína S en el proceso de infección del coronavirus, la aparición de mutaciones en su secuencia tiene potencial para influir en la capacidad infectiva del virus.
Uno de los cambios en la proteína S más investigados y presente en el linaje B.1.1.7 es la mutación N501Y, que se localiza en el dominio de la proteína S responsable de unirse a los receptores ACE2 de las células humanas. Estudios en ratón relacionan este cambio con un aumento en la capacidad de transmisión del virus a través de su acción sobre la afinidad de la proteína S a los receptores. No obstante, todavía se desconoce si esta mutación o cualquiera de las otras encontradas en la nueva variante del virus, afecta a la gravedad de la enfermedad.
Otras mutaciones de interés en el linaje B.1.1.7 son:
- La deleción 69/70 que podría llevar cambios conformacionales.
- El cambio P681H, cercano a una región muy variable del coronavirus.
- Una mutación de parada en la ORF8 del genoma del coronavirus cuya función se desconoce. La presencia de deleciones en el gen ORF8 se ha descrito previamente y se ha sugerido que el gen ORF8 podría ser importante para la adaptación del virus a la especia humana.
Aparición y propagación
Las primeras muestras donde se detectó la nueva variante fueron obtenidas el 20 y 21 de septiembre de 2020 en el condado de Kent, Reino Unido. El informe preliminar donde se presentó la variante indicaba que la presencia de B.1.1.7 había crecido rápidamente en Reino Unido y se estaba convirtiendo en la forma dominante del virus en el país.
El anuncio de la existencia de la variante por parte del Gobierno Británico propició la modificación de las políticas de viajes y desplazamientos de numerosos países a finales de diciembre. Estas medidas favorecen la contención del virus en general, en todas sus variaciones. No obstante, dado que la nueva variante ya estaba en circulación semanas antes, aunque las medidas han actuado para frenar su movilidad, no han impedido su presencia en otros países. Así, el linaje ya ha sido detectado en más de 30 países, entre los que se incluyen España, Francia Canadá y Estados Unidos.
Los primeros estudios epidemiológicos, pendientes de ser revisados por otros expertos, sugieren que la transmisión de la nueva variante del coronavirus podría ser mayor que la de otras variantes. Sin embargo, no se sabe con exactitud si la rápida propagación observada en Reino Unido se debe a características propias del virus que se han visto seleccionadas favorablemente por selección o a fallos en la contención del virus en ciertas áreas geográficas por causas poblacionales. O si es una combinación de ambos factores.
Cómo se originó la nueva variante
Los detalles de cómo se originó el linaje B.1.1.7 se desconocen todavía, como tampoco se sabe si surgió en Reino Unido. Esta variante del coronavirus presenta una amplia colección de cambios y es complejo establecer cómo han sido adquiridos, cuando se ha estimado que, en general, el coronavirus adquiere normalmente una o dos mutaciones al mes. En la actualidad se está investigando qué factores biológicos y epidemiológicos podrían haber intervenido en los procesos evolutivos o en la posible presión selectiva que haya dado lugar a la nueva variante.
Una de las hipótesis que plantean los expertos, es que el virus haya adquirido las mutaciones a través de su evolución en pacientes infectados de forma crónica. La larga exposición e incluso algunos de los tratamientos podría haber sometido al virus a una fuerte presión selectiva forzándolo a generar mutaciones y seleccionar las más eficientes. Diversos estudios ya han reportado una elevada tasa de acumulación de mutaciones en poco tiempo en pacientes infectados de forma crónica y aunque este tipo de infección no es muy frecuente, podría haber representado un caldo de cultivo para la nueva variante.
Otra posibilidad es que el virus haya adquirido las mutaciones a través de un hospedador animal que haya actuado como reservorio.
Célula aislada de un paciente fuertemente infectada por SARS-CoV-2. Imagen: National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIH.
Consecuencias sobre el desarrollo o funcionamiento de las vacunas
Hasta el momento no hay evidencias de que la nueva variante pueda comprometer la eficacia de las vacunas.
Las vacunas aprobadas hasta el momento generan una respuesta inmunitaria frente a diferentes partes de la proteína S. Para que una variante del virus consiga evadir al sistema inmunitario entrenado por la vacuna y comprometa la eficacia de ésta última, debería tener cambios que afecten a todas las partes frente a las que se generan moléculas de reconocimiento.
Por ejemplo, en el caso de la vacuna de Pfizer/BioNTech, un artículo en versión preliminar o preprint (pendiente de ser revisado y aceptado en una publicación), indica que la vacuna induce una respuesta para neutralizar diferentes variantes de proteína S. Respecto al linaje B.1.1.7, Uğur Şahin, CEO de BioNTech, ha manifestado que están realizando experimentos para comprobar que la vacuna mantiene la eficacia.
La efectividad de las vacunas frente a nuevas variantes del coronavirus será un aspecto a evaluar conforme vayan apareciendo estas variantes. Lucy van Dorp, investigadora en genómica microbiana en el Instituto de Genética del University College London señala que "es factible que podamos llegar a un punto en el que se nos exija actualizar nuestras vacunas para la covid-19, como lo hacemos para la gripe, para reflejar las variantes en circulación en ese momento". Llegado ese punto, las empresas responsables de las vacunas deberán tener sistemas de respuesta para reprogramar sus vacunas, algo para lo que ya se están preparando y han señalado que podría realizarse con relativa rapidez. Otra posibilidad a largo plazo sería el desarrollo de vacunas de amplio espectro, algo en lo que ya trabajan diversas empresas biotecnológicas.
Importancia de la vigilancia genómica para detectar e investigar las nuevas variantes del coronavirus
Si cualquier virus constituye "una mala noticia envuelta en proteína", como señalaba Sir Peter Medawar, ganador del Premio Nobel de Fisiología en 1960, la aparición de variantes que favorezcan su transmisión o infectividad claramente representa noticias mucho peores. Por esta razón la vigilancia genómica o seguimiento de la variabilidad de un virus es tan importante. Un ejemplo es la detección del linaje B.1.1.7 producida gracias a la vigilancia genómica que se realiza en Reino Unido, una de las potencias mundiales en análisis genómico. Otra variante de interés detectada en Sudáfrica recientemente es la denominada 20C/501Y.V2 o linaje B.1.351, que también tiene múltiples mutaciones en la proteína S, incluyendo el cambio N501Y.
Ante la aparición de variantes emergentes de SARS-CoV-2 , desde el Grupo Colaborativo Multidisciplinar para el Seguimiento Científico de la COVID-19 destacan que la aparición de nuevas mutaciones tiene lugar durante la replicación del virus por lo que para limitar esta replicación a nivel poblacional, las campañas de vacunación constituyen una herramienta esencial.
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