Dentro de la variante de coronavirus B.1.1.7

En el corazón de cada coronavirus está su genoma, una hebra trenzada de casi 30.000 “letras” de ARN. Estas instrucciones genéticas obligan a las células humanas infectadas a ensamblar hasta 29 tipos de proteínas que ayudan al coronavirus a multiplicarse y propagarse.

A medida que los virus se replican, pequeños errores de copia conocidos como mutaciones surgen naturalmente en sus genomas. Un linaje de coronavirus generalmente acumulará una o dos mutaciones aleatorias cada mes.

Algunas mutaciones no tienen ningún efecto sobre las proteínas del coronavirus producidas por la célula infectada. Otras mutaciones pueden alterar la forma de una proteína al cambiar o eliminar una de sus aminoácidos, los bloques de construcción que se unen para formar la proteína.

A través del proceso de selección natural, las mutaciones neutrales o levemente beneficiosas pueden transmitirse de generación en generación, mientras que las mutaciones dañinas tienen más probabilidades de desaparecer.

Mutaciones en el linaje B.1.1.7

Una variante de coronavirus reportada por primera vez en Gran Bretaña tiene 17 mutaciones recientes que cambian o eliminan aminoácidos en proteínas virales.

La variante fue nombrada Variante de preocupación 202012/01 por Public Health England, y es parte de la B.1.1.7 linaje de coronavirus.

Las mutaciones notables en el linaje B.1.1.7 se enumeran a continuación. Otras seis mutaciones, que no se muestran en el diagrama anterior, no cambian un aminoácido.

Ocho mutaciones de picos

Los investigadores están más preocupados por las ocho mutaciones B.1.1.7 que cambian la forma del pico de coronavirus, que el virus usa para adherirse a las células y deslizarse dentro.

Cada pico es un grupo de tres proteínas entrelazadas:

La construcción de una de estas proteínas de pico generalmente requiere 1273 aminoácidos, que se pueden escribir como letras:

Las proteínas de pico en el linaje B.1.1.7 tienen dos deleciones y seis sustituciones en esta secuencia de aminoácidos.

Escrita como letras, una proteína de pico B.1.1.7 se ve así:

Estas mutaciones alteran la forma de la proteína de pico al cambiar la forma en que los aminoácidos se pliegan juntos en una forma compleja.

El pico N501Y Mutación

Los científicos sospechan que una mutación, llamada N501Y, es muy importante para que los coronavirus B.1.1.7 sean más contagiosos. El nombre de la mutación se refiere a la naturaleza de su cambio: el aminoácido 501 en la proteína de pico cambió de norte (asparagina) a Y (tirosina).

La mutación N501Y cambia un aminoácido cerca de la parte superior de cada proteína de pico, donde hace contacto con un receptor especial en las células humanas.

Debido a que las proteínas de la punta forman conjuntos de tres, la mutación aparece en tres lugares en la punta de la espiga:

En un coronavirus típico, la punta de la proteína de pico es como una pieza de rompecabezas que no encaja bien. Puede adherirse a las células humanas, pero el ajuste es tan flojo que el virus a menudo desaparece y no infecta la célula.

La mutación N501Y parece refinar la forma de la pieza del rompecabezas, lo que permite un ajuste más ajustado y aumenta la posibilidad de una infección exitosa.

Los investigadores creen que la mutación N501Y ha evolucionado de forma independiente en muchos linajes de coronavirus diferentes. Además del linaje B.1.1.7, se ha identificado en variantes de Australia, Brasil, Dinamarca, Japón, Países Bajos, Sudáfrica, Gales, Illinois, Luisiana, Ohio y Texas.

Además de N501Y, el B.1.1.7 tiene otras 16 mutaciones que podrían beneficiar al virus de otras formas. También es posible que se trate de mutaciones neutrales, que no tienen ningún efecto de una forma u otra. Pueden simplemente transmitirse de generación en generación como un equipaje viejo. Los científicos están realizando experimentos para averiguar cuál es el caso de cada mutación.

El pico H69 – V70 Supresión

Una misteriosa mutación en el linaje B.1.1.7 elimina los aminoácidos 69 y 70 en la proteína de pico. Los experimentos han demostrado que esta eliminación permite que el coronavirus infecte las células con más éxito. Es posible que cambie la forma de la proteína de pico de una manera que dificulte la unión de los anticuerpos.

Los investigadores llaman a esto una región de deleción recurrente porque la misma parte del genoma se ha eliminado repetidamente en diferentes linajes de coronavirus. La deleción H69-V70 también ocurrió en una variante que infectó a millones de visones en Dinamarca y otros países. Los científicos están comenzando a identificar varias de estas regiones, que pueden desempeñar un papel importante en la evolución futura del virus.

El pico Y144 / 145 Supresión

En otra región de deleción recurrente, a varios linajes de coronavirus les falta el aminoácido 144 o 145 en la proteína de pico. El nombre de la mutación proviene de las dos tirosinas (Y) que normalmente se encuentran en esas posiciones en la proteína.

Al igual que la deleción H69-V70, Y144 / 145 ocurre en el borde de la punta de la espiga. También puede dificultar que los anticuerpos se adhieran al coronavirus.

El pico P681H Mutación

Esta mutación cambia un aminoácido de PAGS a H en el tallo del pico de coronavirus:

Cuando las proteínas de pico se ensamblan en la superficie de un coronavirus, aún no están listas para unirse a una célula. Una enzima humana primero debe cortar una sección del tallo de la espiga. La mutación P681H puede facilitar que la enzima llegue al sitio donde necesita hacer su corte.

Al igual que N501Y, la mutación P681H ha surgido en otros linajes de coronavirus además de B.1.1.7. Pero es raro que un linaje lleve ambas mutaciones.

La mutación ORF8 Q27stop

ORF8 es una pequeña proteína cuya función sigue siendo un misterio. En un experimento, los científicos eliminaron la proteína y descubrieron que el coronavirus aún podía propagarse. Eso sugiere que ORF8 no es esencial para la replicación, pero aún podría dar alguna ventaja competitiva sobre los mutantes que han perdido la proteína.

ORF8 suele tener solo 121 aminoácidos de longitud:

Pero una mutación B.1.1.7 cambia el aminoácido 27 de Q a una genética Detener firmar:

Cuando la célula infectada construye la proteína ORF8, se detiene en esta mutación y deja un muñón de solo 26 aminoácidos de largo:

Los investigadores asumen que este muñón ORF8 no puede funcionar. Pero si perder la proteína deja a B.1.1.7 en desventaja, es posible que las ventajas de otra mutación como N501Y compensen la pérdida.

Aparecen otras dos mutaciones B.1.1.7 en ORF8 después del punto de parada, cambiando R a yo y Y a C:

Debido a que la proteína ORF8 se interrumpe, estas dos mutaciones pueden no hacer nada.

Detección y propagación

B.1.1.7 salió a la luz por primera vez en el Reino Unido a finales de noviembre. Los investigadores analizaron muestras anteriores y encontraron que la primera evidencia se remonta al 20 de septiembre, en una muestra tomada de un paciente cerca de Londres.

El linaje B.1.1.7 ahora se ha detectado en más de 50 países, incluido Estados Unidos. Gran Bretaña ha respondido al aumento de B.1.1.7 con estrictos bloqueos y otros países han tratado de evitar su propagación con restricciones de viaje.

Se estima que B.1.1.7 es aproximadamente un 50 por ciento más transmisible que otras variantes. Los funcionarios federales de salud advierten que puede convertirse en la variante dominante en los Estados Unidos en marzo. No es más mortal que otras formas del coronavirus. Pero debido a que puede causar muchas más infecciones, puede provocar muchas más muertes.

B.1.1.7 se ha detectado en al menos 14 estados, pero Estados Unidos no cuenta con un programa de vigilancia nacional para determinar el alcance total de su propagación.

¿Cómo evolucionó la variante?

Varios investigadores sospechan que B.1.1.7 obtuvo muchas de sus mutaciones en una sola persona. Las personas con sistemas inmunitarios debilitados pueden permanecer infectadas con coronavirus en replicación durante varios meses, lo que permite que el virus acumule muchas mutaciones adicionales.

Cuando estos pacientes son tratados con plasma de convalecencia, que contiene anticuerpos contra el coronavirus, la selección natural puede favorecer a los virus con mutaciones que les permitan escapar del ataque. Una vez que el linaje B.1.1.7 desarrolló su batería de mutaciones, es posible que haya podido propagarse más rápido de persona a persona.

Otras mutaciones en la circulación

Una de las primeras mutaciones que generó preocupación entre los científicos se conoce como D614G. Surgió en China a principios de la pandemia y puede haber ayudado a que el virus se propagara más fácilmente. En muchos países, el linaje D614G llegó a dominar la población de coronavirus. B.1.1.7 desciende del linaje D614G.

Una variante más reciente detectada en Sudáfrica se extendió rápidamente a varios otros países. Es conocido como 501Y.V2 y es parte del linaje B.1.351. Esta variante tiene ocho mutaciones que cambian los aminoácidos en la proteína de pico. Entre estas mutaciones se encuentra N501Y, que ayuda a que la espiga se adhiera con más fuerza a las células humanas.

Se espera que ninguna de estas variantes ayude al coronavirus a evadir las numerosas vacunas contra el coronavirus en ensayos clínicos en todo el mundo. Los anticuerpos generados por la vacuna Pfizer-BioNTech pudieron fijar los picos de coronavirus que tienen la mutación de pico N501Y, evitando que el virus infecte células en el laboratorio.

Los expertos enfatizan que probablemente se necesitarían muchos años, y muchas más mutaciones, para que el virus evolucione lo suficiente como para evitar las vacunas actuales.

Fuentes: Andrew Rambaut et al., Virological; Andrew Ward, Investigación de Scripps; Trevor Bedford, nextstrain.org; Paul Duprex, Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh; Houriiyah Tegally y col., MedRxiv; Naturaleza; Centros de Control y Prevención de Enfermedades; Informe global que investiga los nuevos haplotipos de coronavirus. Modelos de pico de Ward Lab, Scripps Research. Modelo de pico-receptor de Cong Lab, Academia China de Ciencias. Modelo ORF8 del Grupo de Investigación Yang Zhang, Universidad de Michigan. Proyección del mapa de Cahill-Keyes por Gene Keyes.

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