Explicado: mutaciones de Covid-19, variantes clave y efectividad de las vacunas

Las cepas mutantes de Covid-19 ahora siguen siendo una preocupación clave, con un virus en continua evolución que presenta nuevos desafíos y muchos países informan un aumento en las infecciones entre las personas completamente vacunadas.

Pruebas de los residentes de Giriraj Housing Society en Seawoods. (Foto Express de Amit Chakravarty)

El virus Covid-19 ha sufrido miles de mutaciones desde que se identificó por primera vez, y algunas de ellas dan lugar a variantes que evaden los anticuerpos con más éxito y contribuyen a un aumento de las infecciones. Las cepas mutantes ahora siguen siendo una preocupación clave, con un virus en continua evolución que presenta nuevos desafíos y muchos países informan un aumento en las infecciones entre las personas completamente vacunadas.

Clasificación de cepas mutantes de Covid

Es natural que todos los virus muten con el tiempo y estos cambios son particularmente comunes en virus que tienen ARN como material genético, como en el caso de los coronavirus y los virus de la influenza.

Una vez que un virus ingresa al cuerpo humano, su material genético (ARN o ADN) ingresa a las células y comienza a hacer copias de sí mismo que pueden infectar a las otras células. Siempre que ocurre un error durante este proceso de copia, se desencadena una mutación.

Ocasionalmente, se produce una mutación cuando los errores genéticos que se introducen durante la copia demuestran ser ventajosos para el virus; estos ayudan a que el virus se copie a sí mismo o ingrese más fácilmente a las células humanas.

Siempre que un virus circula ampliamente en una población, cuanto más se propaga y se replica, aumentan sus posibilidades de mutar.

De acuerdo con un modelo de clasificación que fue desarrollado por un Grupo Interagencial de SARS-CoV-2 (SIG) del gobierno de EE. UU. Y seguido por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), las mutaciones significativas de Covid-19 se dividen en tres tipos: Variante de interés, variante de preocupación y variante de alta consecuencia.

Este SIG se formó para mejorar la coordinación entre los CDC, los Institutos Nacionales de Salud (NIH), la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), la Autoridad de Investigación y Desarrollo Biomédico Avanzado (BARDA) y el Departamento de Defensa (DoD). Su función es caracterizar variantes emergentes y estudiar cómo funcionan los protocolos de tratamiento estándar y las vacunas contra estas cepas mutantes.

La OMS también clasifica las cepas mutantes significativas como variantes de interés (VOC) y variantes de interés (VOI). Pero las clasificaciones de los CDC pueden diferir de las de la OMS, y también puede haber diferencias entre países y ubicaciones.

Por ejemplo, el gobierno indio ha dicho que Delta Plus (AY.1) es una variante preocupante, mientras que su linaje parental, Delta, ha sido clasificado como un VOC por la OMS y los CDC.

La OMS ha propuesto utilizar el alfabeto griego para los COV y los VOI para garantizar que las etiquetas que se utilizan sean fáciles de pronunciar y no estigmatizantes.

Variantes de preocupación (VOC)

El CDC define un COV como una variante para la cual hay evidencia de un aumento en la transmisibilidad, enfermedad más grave (por ejemplo, aumento de hospitalizaciones o muertes), reducción significativa de la neutralización por anticuerpos generados durante una infección o vacunación previa, eficacia reducida de tratamientos o vacunas. o fallas en la detección de diagnóstico.

Los COV se caracterizan por un aumento de la transmisibilidad y el potencial de inducir formas más graves de enfermedad, una disminución de la neutralización por los anticuerpos generados durante una infección previa y la capacidad de causar más infecciones irruptivas en las personas vacunadas.

Hay cuatro VOC a partir de ahora: Alfa (B.1.1.7), Beta (B.1.251), Gamma (P.1) y Delta (B.1.617.2).

Variante alfa (B.1.1.7): Según la OMS, la variante Alpha se identificó por primera vez en el Reino Unido en septiembre de 2020 y ahora se ha extendido a al menos 173 países, según la OMS. La variante tiene 23 mutaciones y ocho de ellas se encuentran en la proteína de pico del virus. De estos, tres mutaciones de proteínas de pico, N501Y, 69-70del y P681H, tienen el mayor impacto.

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La mutación N501Y ayuda a que la proteína del pico del virus se adhiera más estrechamente a los receptores ACE2 de las células humanas, mientras que las otras dos mutaciones clave aumentan la transmisibilidad. Según los CDC, la variante Alpha es un 50% más transmisible que la cepa original y puede causar infecciones más graves.

Variante beta (B.1.251): Detectado por primera vez en Sudáfrica en mayo de 2020, B.1.251 fue designado como COV en diciembre de 2020. La variante se ha detectado en al menos 122 países ahora. La cepa tiene ocho mutaciones, tres de las cuales son significativas: N501Y, K417N y E484K.

Como en el caso de la variante Alfa, la mutación N501Y ayuda al virus a unirse más estrechamente a los receptores ACE2, mientras que las otras dos mutaciones ayudan al virus a evadir la inmunidad más fácilmente.

La variante Beta también es aproximadamente un 50% más transmisible que la cepa original y puede causar infecciones más graves.

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Variante gamma (P.1): La variante Gamma se originó en Brasil en noviembre de 2020, luego de lo cual provocó un aumento significativo de infecciones y un aumento de las hospitalizaciones en la nación sudamericana. Se detectó en Japón en enero de 2021 y posteriormente se extendió a 74 países.

La variante tiene 11 mutaciones en su proteína de pico, de las cuales las mutaciones N501Y y K417T ayudan al virus a unirse con más fuerza a las células, mientras que E484K lo hace más resistente a los anticuerpos.

La variante Gamma es dos veces más transmisible que la cepa Covid-19 original.

Variante delta (B.1.617.2): La variante de propagación más rápida que también causó un fuerte aumento en los casos durante la segunda ola en la India, Deltait es un sublinaje de la variante B.1.617, que se conocía como la cepa mutante doble.

Detectada por primera vez en India, la variante Delta según la OMS ha mostrado una transmisibilidad significativamente mayor. Es dos veces más transmisible que la cepa Covid-19 original y un 60% más transmisible que la variante Alpha. La cepa tiene varias mutaciones clave, con L452R y D6146 que le permiten adherirse más firmemente a las células receptoras y otras como P681R le permiten evadir la inmunidad más fácilmente.

PHE ha dicho que Delta provoca un mayor riesgo de hospitalización en comparación con los casos Alpha contemporáneos. La variante ahora se ha extendido a al menos 104 países.

Variantes de interés (VOI)

El CDC define un VOI como una variante con marcadores genéticos específicos que se han asociado con cambios en la unión del receptor, neutralización reducida por anticuerpos generados contra infecciones o vacunas previas, eficacia reducida de tratamientos, impacto diagnóstico potencial o aumento previsto en la transmisibilidad o gravedad de la enfermedad. .

La OMS dice que una variante de interés puede convertirse en una variante de preocupación si demuestra un aumento en la transmisibilidad o un cambio perjudicial en la epidemiología del COVID-19, un aumento en la virulencia o un cambio en la presentación clínica de la enfermedad o una disminución en la efectividad de las medidas sociales y de salud pública. o diagnósticos, vacunas, terapéuticas disponibles.

Sin embargo, se clasifican como VOI siempre que no exista evidencia concluyente que sugiera que son lo suficientemente mortales como para ser clasificados como VOC. Por ejemplo, el Variante Kappa (B.1.617.1) provino del mismo linaje que Delta, pero este último ha demostrado ser mucho más peligroso y generalizado.

Por el contrario, el Variante lambda (C.37), que se detectó por primera vez en Perú, se ve como una amenaza emergente, y las investigaciones en Chile muestran que tiene una mayor infectividad que Alfa y Gamma. Aunque los científicos continúan monitoreando de cerca a Lambda, no hay suficiente evidencia concluyente ahora para que se clasifique como un VOC. Este es un factor común para otras cepas mutantes que se han clasificado como VOI: o no se entienden lo suficientemente bien o las investigaciones preliminares sugieren que no se pueden relacionar con un mayor riesgo de infecciones en un nivel significativo.

Pero las mutaciones de proteína de pico significativas y el riesgo de evadir la inmunidad más fácilmente es común a todos ellos, como en la variante Eta (B.1.525) identificada en el Reino Unido y Nigeria, la variante Iota (B.1.526) detectada por primera vez en la ciudad de Nueva York, La variante Epsilon (B.1.427 / B.1.429) se encontró por primera vez en California, la variante Zeta (P.2) se detectó por primera vez en Brasil, o la B.1.617.3 (variante sin nombre) encontrada en India que comparte el mismo linaje parental (B .1.617) como Delta y Kappa.

Valor de R-nulo y alta infectividad de variantes mutantes

Un estudio publicado recientemente, realizado durante mayo y junio en Guangzhou, China, encontró que a partir de las muestras analizadas, la carga viral de los pacientes infectados con la variante Delta era aproximadamente 1,000 veces mayor que la de las cepas 9A / 19B de 2020. Esto sugirió una tasa de replicación viral potencialmente más rápida y más infecciosidad de la variante Delta en una etapa temprana de la infección. La variante también tenía un mecanismo de escape inmunológico mucho mejor.

Comparando el R-nada ( R0 ) nos da una idea clara de cómo las variantes de interés son ahora más infecciosas que la cepa Covid-19 original. La R-nada, o el número de reproducción básico, representa, en promedio, la cantidad de personas a las que se puede esperar que una sola persona infectada transmita esa enfermedad y, por lo tanto, la propagación de una enfermedad infecciosa.

La mayoría de los estudios llegaron a un valor de R-cero de 2.4-2.6 para la cepa Covid-19 original encontrada en Wuhan. Estudios posteriores encontraron que el valor de R-cero es 4-5 para la variante Alpha y 5-8 para la cepa Delta. Significa que el Delta es más infeccioso que la viruela, que en la década de 1970 tenía un R-cero de 3,5 a 4,5.

Esto podría ayudar a explicar cuántas (en promedio) nuevas personas están infectadas por casos de varios virus, incluidas las variantes de COVID. R0 es el valor de reproducción básico. En el caso de la viruela en la década de 1970, era de 3,5 a 4,5. Entonces, la variante Delta es más transmisible que la viruela. pic.twitter.com/tQziWBzPOI

- Larry Brilliant MD, MPH (@larrybrilliant) 27 de junio de 2021

El estudio de Guangzhou también encontró que en el caso de la variante Delta, existe un nivel extremadamente alto de infecciosidad en los pacientes incluso en la fase presintomática. Esto significa que las personas corren el riesgo de propagar el virus incluso antes de sospechar que pueden estar infectadas.

Un buen ejemplo a este respecto, que también subraya la capacidad de infección de la variante Delta, es un caso de transmisión fugaz sin contacto, como se informó recientemente desde un centro comercial cerca de Bondi Beach en Sydney. Según lo captado por la cámara de circuito cerrado de televisión, un conductor de limusina, que estaba infectado con la variante Delta pero no lo sabía en ese momento, terminó infectando a otro hombre que pasó cerca de él y se paró cerca de él por un breve instante. Los funcionarios australianos tomaron nota seria de las imágenes y solo unos días después se anunció un cierre en Sydney.

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Mutaciones de proteína de pico

Los virus están envueltos con proteínas de membrana grasa (o glicoproteínas, ya que con frecuencia están cubiertas de moléculas de azúcar resbaladizas) que les ayudan a fusionarse con la membrana celular del cuerpo.

La proteína de pico de los coronavirus es una de estas glicoproteínas virales en forma de una cadena lineal de 1273 aminoácidos, cuidadosamente doblada en una estructura, tachonada con hasta 23 moléculas de azúcar.

En el caso del SARS-CoV-2, la proteína de pico se pega en la partícula viral aproximadamente esférica, se incrusta dentro de la envoltura y se proyecta hacia el espacio. Cada virus Covid tiene alrededor de 26 trímeros espinosos que lo ayudan a adherirse a las células humanas; uno de ellos se une a una proteína en la superficie de las células humanas llamada ACE2, que permite que el virus ingrese al cuerpo.

Las mutaciones que implican cambios significativos en la proteína de pico pueden ser motivo de preocupación porque desencadenan transformaciones en la estructura y la propiedad bioquímica del virus. Esto puede suceder a través de mutaciones que hacen que los picos se adhieran más fácilmente a las células o evitan que los anticuerpos se unan a ellas.

Una investigación reciente publicada en Cell descubrió que una sola mutación de proteína de pico puede haber jugado un papel importante en ayudar al coronavirus a pasar de los animales a las personas. Durante el curso del estudio dirigido por James Weger-Lucarelli, virólogo de Virginia Tech en Blacksburg, los científicos encontraron que el aminoácido treonina encontrado en los coronavirus que infectaban murciélagos o pangolines había sido reemplazado por el aminoácido alanina que se encuentra en el coronavirus que causa Covid-19. Los investigadores encontraron que el intercambio fue posible gracias a una mutación, llamada T372A, que eliminó algunos azúcares que recubren la proteína del pico y le dio al virus un mejor acceso a ACE2 para penetrar en las células humanas.

Dado que muchos medicamentos y vacunas contra el Covid se dirigen a las glicoproteínas virales, los cambios en la proteína de pico pueden hacerlas menos efectivas. Por ejemplo, la mutación D614G logra esto al alertar al código genético de la proteína de pico Covid al cambiar una sola letra de aminoácido. La mutación también hace que los picos sean más estables, lo que facilita que el virus se una a los receptores ACE2.

Otro ejemplo es la variante Epsilon, que tiene dos linajes distintos, B.1.427 y B.1.429, y que alguna vez fue considerada un VOC por los CDC, pero luego fue degradada a VOI. La variante de Epsilon disminuye la potencia neutralizante de los anticuerpos inducidos por vacunas o infecciones de Covid pasadas debido a mutaciones que llevaron a reordenamientos significativos en áreas críticas de la proteína de pico del virus, según un proyecto de investigación dirigido por la Universidad de Washington en Seattle y Vir Biotechnology. .

Los estudios de criomicroscopía electrónica en la variante de Epsilon mostraron que una mutación en el dominio de unión al receptor en la proteína de pico redujo la actividad de 14 de 34 anticuerpos neutralizantes. Otras dos mutaciones condujeron a la pérdida total de neutralización por los 10 anticuerpos específicos del dominio N-terminal en la proteína de pico.

Cepas mutantes y eficacia reducida de la vacuna

La mayoría de los estudios han concluido que las vacunas son menos efectivas contra las variantes de Covid que contra la cepa original del virus.

Por ejemplo, un estudio de PHE ha descubierto que la eficacia de la vacuna Oxford-AstraZeneca se reduce al 74% contra la variante Alpha y al 64% contra la variante Delta. Anteriormente, un ensayo clínico de fase 1b-2 publicado en el New England Journal of Medicine había descubierto que la vacuna AstraZeneca tenía solo una eficacia del 10,4% contra las infecciones leves a moderadas causadas por la variante Beta.

Bharat Biotech ha dicho que Covaxin ofrece un 65,2% de protección contra la variante Delta.

Datos recientes del Ministerio de Salud de Israel muestran que dos inyecciones de Pfizer ofrecen un 64% de protección contra Covid, y la observación se produce en un momento en el que más del 90% de los casos que se informaron en el país del Medio Oriente en los últimos tiempos fueron causados ​​por el Variante delta.

Además, un estudio en The Lancet ha encontrado que una dosis de la vacuna Pfizer ofrece solo un 32% de protección contra Delta, y el nivel de anticuerpos neutralizantes incluso después de dos inyecciones es más de cinco veces menor contra la variante Delta que contra el Covid-19 original. tensión.

Aparte de las vacunas, la mayoría de las variantes son menos susceptibles a las intervenciones terapéuticas y al tratamiento con anticuerpos monoclonales.

Sin embargo, la mayoría de los estudios han demostrado que casi todas las vacunas son muy eficaces para prevenir la hospitalización.

Con algunos informes que indican que las inyecciones de refuerzo pueden ofrecer una mejor protección contra las variantes, muchos países están lanzando una tercera dosis de vacuna para las personas de edad avanzada y las personas inmunodeprimidas.

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