Enero 2022
Durante el último mes, las cepas del SARS-CoV-2 Omicron han dominado los noticiarios del mundo. Esta variante de rápida transmisión ha llevado a limitar viajes, a cancelar planes de vacaciones, al agotamiento de los kits de pruebas, a la vuelta de los confinamientos, y además a un asombroso número de nuevos casos de COVID-19. Los científicos rápidamente se han puesto a estudiar Omicron, intentando entender qué tan rápido se transmite, qué tanto nos enferma, y si es resistente a los tratamientos, a las vacunas, y a los anticuerpos de infecciones de COVID previas. Necesitamos revisar todas estas cuestiones porque Omicron es muy diferente de otras cepas de coronavirus. Omicron ha acumulado más de 50 nuevas mutaciones en comparación con la cepa que empezó la pandemia. Además Omicron no es un descendiente de la cepa Delta, responsable de la anterior ola de infecciones. De hecho, Omicron es tan diferente de otras variantes que parece que ha estado evolucionando por su cuenta durante muchos meses. Y esto nos conduce a otro misterio que los científicos están tratando de resolver: ¿dónde estaba Omicron escondido mientras toda esta evolución tenía lugar?
¿Dónde está la evolución?
La siguiente filogenia muestra qué tan filogenéticamente relacionados están Omicron (representado por puntos rojos y naranjas) y Delta (puntos turquesa y azul claro). Los datos sugieren que Omicron ha estado acumulando las mutaciones que lo hacen único por cerca de un año. Con todo el mundo tratando de etiquetar al COVID, ¿por qué durante el último año no hemos detectado más ancestros de Omicron mientras iba evolucionando a su forma actual – máxime cuando algunas de sus mutaciones le permitieron transmitirse más rápidamente? Aquí esbozaremos varias hipótesis que pueden explicar dónde estaba escondida toda esa evolución.
Una posibilidad es simplemente que Omicron evolucionó más rápidamente que otras cepas – es decir, que parece que apareció de la nada porque realmente evolucionó de repente. En este escenario, el culpable sería un medicamento experimental (molnupiravir) que ataca al COVID-19 causándole tantas mutaciones que le impide funcionar. Este medicamento se probó en Sudáfrica antes de que Omicron fuese identificado. Quizás, el razonamiento es que un virus Omicron altamente mutado apareció rápidamente a partir de estos ensayos clínicos; sin embargo no tenemos pruebas directas de que esto pasase realmente.
La mayoría de las potenciales explicaciones para la repentina aparición de Omicron en la escena mundial no se basan en mutaciones turboalimentadas. Por ejemplo, la nueva cepa podría haber evolucionado lentamente en el transcurso de un año si se hubiese transmitido en miembros de una población en la cual las cepas del virus no se estuviesen monitoreando. Sin embargo, algunos científicos argumentan que esto es improbable porque Omicron es tan infeccioso que parece que su cepa ancestral tendría que haber llegado a alguno de los sitios monitoreados.
Otros científicos proponen que el ancestro de Omicron infectó a un animal no-humano, como un roedor, y evolucionó hasta Omicron trasnmitiéndose en esa población no humana. Después volvió a transmitirse a los humanos, empezando la marea de infecciones a la que ahora nos enfrentamos. Esta hipótesis es atractiva porque ya sabemos que el SARS-CoV-2 puede fácilmente cambiar de especie hospedera. Al principio, el virus brincó a los humanos desde otra especie animal, aunque los detalles de ese brinco todavía no estén establecidos. Además sabemos que gatos, perros, visones, hurones, ciervos y muchas otras especies se han contagiado del virus a través de los humanos. En al menos alguno de estos casos, los científicos han encontrado que el virus puede contagiarse rápidamente en estas poblaciones animales no-humanas, tal como hace en los humanos.
Otra de las principales hipótesis es que Omicron no evolucionó mientras iba transmitiéndose de persona en persona o de animal en animal (en este caso lo habríamos detectado antes de lo que lo hemos hecho), si no en el interior de una sola persona. Un virus sólo puede evolucionar cuando se está replicando – es decir cuando su material genético es copiado y se introducen errores (es decir nuevas mutaciones). Pero en la mayoría de gente con COVID-19, el sistema inmune se activa y suprime la replicación del virus relativamente rápido. Esto significa que veremos la evolución del virus cuando se transmite de un huésped a otro, mientras el virus pasa por muchos ciclos de replicación del virus y supresión del sistema inmune. Sin embargo, cuando el SARS-CoV-2 infecta una persona cuyo sistema inmune no funciona correctamente (por ejemplo a causa de un combate contra un cáncer o una persona con VIH sin tratar), puede causar una infección larga, en la cual el virus se replica durante muchos meses. En este tiempo, la población viral en el interior del cuerpo de la persona infectada experimenta selección natural, adaptándose a las defensas del sistema inmunitario del hospedero y a cualquier tratamiento que esté tomando. Los científicos han observado este proceso en acción en varios casos en los que pacientes con el sistema inmunitario deprimido se infectaron con SARS-CoV-2, así que sabemos que el virus puede acumular muchas mutaciones de esta manera. Quizás, el razonamiento es que no nos dimos cuenta de cómo evolucionaba Omicron porque la mayor parte de esa evolución ocurrió en una única persona y no contagiándose a través de una gran población.
La solución a este misterio todavía está lejos de aclararse. Los científicos están activamente buscando más evidencias para encontrar dónde, por qué, y cómo Omicron evolucionó. Entender esto es importante porque podría ayudarnos a prevenir el siguiente salto evolutivo del virus. Los pasos que podríamos dar para prevenir la evolución de una nueva cepa en poblaciones de animales salvajes, por ejemplo, son muy diferentes de esos que podríamos dar para prevenir la expansión de una nueva cepa procedente de personas inmunodeprimidas. Sigue conectado a “Evo in the News” para saber a dónde nos llevan estas investigaciones – y qué ejemplifican acerca de cómo funciona la evolución.
Primary literature:
- Corey, L., Beyrer, C., Cohen, M. S., Michael, N. L., Bedford, T., and Rolland, M. (2021). SARS-CoV-2 variants in patients with immunosuppression. New England Journal of Medicine. 385: 562-566. Read it »
News articles:
- An article summarizing various hypotheses about the evolution of Omicron, from NewScientist
- A more technical summary of the hypotheses about the evolution of Omicron, from Forbes
- An article explaining concerns about using a COVID-19 drug that causes mutations, from Endpoints News
Understanding Evolution resources:
- Tomando como referencia el árbol evolutivo que aparece en el artículo desarrolla las siguientes propuestas:
- Describe como se relacionan evolutivamente las cepas Omicron y Delta.
- Explica cómo el árbol evolutivo explica la relación entre las dos cepas.
- En tus propias palabras, explica por qué los científicos se sorprendieron con la aparición de la cepa Omicron.
- Según el artículo anterior, ¿cuales son los tres sitios en los cuales pudo haberse escondido la evolución de la cepa Omicron?
- Según el artículo anterior, la mayoría de la evolución de SARS-CoV-2 ocurre mientras el virus va de una persona a otra. Con tus propias palabras, explica por qué es así.
- Explica por qué podemos observar más evolución del SARS-CoV-2 cuando infecta a una persona inmunodeprimida en comparación con una a la que le funciona perfectamente su sistema inmune.
- Teach about the evolution of another coronavirus strain. In this news brief, from January of 2006, high school and college students can learn how scientists traced the source of a breakout SARS virus in 2002 and 2003. Using phylogenetics, biologists came up with a plausible path of transmission which may help us prevent future outbreaks of new human diseases.
- Teach about how scientists research the evolutionary origins of new human viruses. This multi-part case study for the college level explores changes in Simian Immunodeficiency Virus in different chimpanzee populations and how researchers use this information to test hypotheses about the origins of HIV.
- Teach about the evolution of a virus within a single person. This research profile for the high school and college levels follows scientist Satish Pillai as he studies the evolution of HIV within infected individuals. His research uses the tools of phylogenetics to investigate vaccine development and the possibility of curing the disease.
- Corey, L., Beyrer, C., Cohen, M. S., Michael, N. L., Bedford, T., and Rolland, M. (2021). SARS-CoV-2 variants in patients with immunosuppression. New England Journal of Medicine. 385: 562-566.
- Kupferschmidt, K. (2021). Where did `weird’ Omicron come from? Science. DOI: 10.1126/science.acx9754
- Le Page, M. (2021). Stopping coronavirus variants. NewScientist. 252: 18-25.
Translated by Fran Guerola. Edited by Ixchel Gonzalez Ramirez.