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Un nuevo estudio del que es coautor un investigador de la Universidad de Arizona ha descubierto que una epidemia de coronavirus estalló en la región de Asia oriental hace más de 20.000 años, y que las huellas del brote son evidentes en la composición genética de los habitantes de esa zona.
En un artículo publicado en Current Biology, los investigadores analizaron los genomas de más de 2.500 humanos modernos de 26 poblaciones de todo el mundo, para entender mejor cómo se han adaptado los humanos a los brotes históricos de coronavirus. El equipo, codirigido por investigadores de la Universidad de Arizona y la Universidad de Adelaida, utilizó métodos computacionales para descubrir las huellas genéticas de la adaptación a los coronavirus, la familia de virus responsable de tres grandes brotes en los últimos 20 años, incluida la actual pandemia COVID-19.
En los últimos 20 años se han producido tres brotes de coronavirus de gravedad epidémica: El SARS-CoV que dio lugar al Síndrome Respiratorio Agudo Severo, que se originó en China en 2002 y mató a más de 800 personas; el MERS-CoV que dio lugar al Síndrome Respiratorio de Oriente Medio, que mató a más de 850 personas; y el SARS-CoV-2 que dio lugar al COVID-19, que ha matado a 3,8 millones de personas.
Pero este estudio de la evolución del genoma humano ha revelado que otra gran epidemia de coronavirus estalló miles de años antes.
"Es como encontrar huellas fosilizadas de dinosaurios en lugar de encontrar directamente huesos fosilizados", dijo David Enard, profesor del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UArizona y uno de los autores principales del estudio. "No hemos encontrado el antiguo virus directamente, sino que hemos hallado firmas de la selección natural que impuso en los genomas humanos en la época de una antigua epidemia".
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| David Enard es profesor asistente en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva. Su grupo de investigación estudia la adaptación en los genomas de los seres humanos y otros vertebrados, con especial atención a la adaptación en respuesta a antiguas epidemias. Crédito: Cortesía de David Enard |
El equipo sintetizó proteínas humanas y del SARS-CoV-2, sin utilizar células vivas, y demostró que éstas interactuaban directa y específicamente señalando la naturaleza conservada del mecanismo que los coronavirus utilizan para invadir las células. Los genomas humanos modernos contienen información evolutiva que se remonta a cientos de miles de años, incluyendo adaptaciones fisiológicas e inmunológicas que han permitido a los humanos sobrevivir a nuevas amenazas, incluidos los virus.
Los resultados revelaron que los ancestros de los pueblos de Asia Oriental experimentaron una epidemia de una enfermedad inducida por un coronavirus similar al COVID-19. Los pueblos de Asia Oriental proceden de la zona que hoy es China, Japón, Mongolia, Corea del Norte, Corea del Sur y Taiwán.
Para invadir las células, un virus debe adherirse e interactuar con proteínas específicas producidas por la célula huésped, conocidas como proteínas de interacción viral o VIP. Los investigadores encontraron signos de adaptación en 42 genes humanos diferentes que codifican las VIP, lo que sugiere que los antepasados de los asiáticos orientales modernos estuvieron expuestos por primera vez a los coronavirus hace más de 20.000 años.
"Descubrimos que los 42 VIPs son principalmente activos en los pulmones -el tejido más afectado por los coronavirus- y confirmamos que interactúan directamente con el virus subyacente a la actual pandemia", dijo el primer autor del artículo, Yassine Souilmi, de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Adelaida.
Además de los VIP, situados en la superficie de la célula huésped y utilizados por los coronavirus para entrar en ella, los virus interactúan con muchas otras proteínas celulares una vez dentro.
"Descubrimos que los genes humanos que codifican las proteínas que impiden o ayudan al virus a multiplicarse han experimentado mucha más selección natural hace unos 25.000 años de lo que cabría esperar", dijo Enard.
El trabajo demuestra que, a lo largo de la epidemia, la selección favoreció ciertas variantes de los genes humanos implicados en las interacciones entre el virus y las células que podrían haber conducido a una enfermedad menos grave. El estudio de las "huellas" dejadas por los antiguos virus puede ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo los genomas de las distintas poblaciones humanas se adaptaron a los virus que han surgido como importantes impulsores de la evolución humana.
Otros estudios independientes han demostrado que las mutaciones en los genes VIP pueden mediar en la susceptibilidad a los coronavirus y también en la gravedad de los síntomas de COVID-19. Además, varios genes VIP se utilizan actualmente en tratamientos farmacológicos contra la COVID-19 o forman parte de ensayos clínicos para el desarrollo de nuevos fármacos.
"Nuestras interacciones pasadas con los virus han dejado señales genéticas reveladoras que podemos aprovechar para identificar los genes que influyen en la infección y la enfermedad en las poblaciones modernas, y que pueden informar sobre los esfuerzos de readaptación de fármacos y el desarrollo de nuevos tratamientos", dijo el coautor del estudio, Ray Tobler, de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Adelaida.
"Al descubrir los genes que se han visto afectados por los brotes virales históricos, nuestro estudio apunta a la promesa de los análisis genéticos evolutivos como una nueva herramienta para combatir los brotes del futuro", dijo Souilmi.
Fuentes, créditos y referencias:
“An ancient viral epidemic involving host coronavirus interacting genes
more than 20,000 years ago in East Asia” by Yassine Souilmi, M. Elise
Lauterbur, Ray Tobler, Christian D. Huber, Angad S. Johar, Shayli
Varasteh Moradi, Wayne A. Johnston, Nevan J. Krogan, Kirill Alexandrov
and David Enard, 24 June 2021, Current Biology.
DOI: 10.1016/j.cub.2021.05.067
DOI: 10.1016/j.cub.2021.05.067