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Origen del SARS-CoV-2 (COVID-19)

El mundo está dominado por el impacto de eventos raros, imprevistos, azarosos, altamente improbables y sin embargo con un grado de influencia inmensa para el desenvolvimiento de la humanidad. Es lo que Nassim Nicholas Taleb denominó en su libro, “The Black Swan”, 2007, como cisne negro. La actual pandemia del COVID-19, es un cisne negro en toda regla. Cómo impactará en la sociedad, la economía mundial y en general en nuestras vidas, es algo que aún está por descubrir. Descubrir el origen del SARS-CoV-2 es uno de los principales objetivos a corto plazo.

Desde que se reportaron los primeros casos de neumonía (COVID-19) in Wuhan, China, se están produciendo numerosas discusiones sobre el origen de este virus. Los últimos artículos científicos analizan los estudios genéticos que se están realizando sobre el coronavirus. Estos estudios apuntan a que es improbable que haya habido una manipulación del genoma del virus en un laboratorio, y mucho menos que tal manipulación haya sido intencionada1.

¿Qué es el nuevo coronavirus SARS-COV-2?

Habrás leído o escuchado en prensa y televisión el término «nuevo coronavirus». Si no se explica bien, puede dar la falsa sensación de que, lo que popularmente se conoce como COVID-19, hubiese cambiado desde que se empezó a hablar de él apareciendo otro nuevo. Técnicamente, los virus mutan muy rápidamente, y seguramente en estos meses el COVID-19 lo haya hecho ligeramente, pero no para que se convierta en un nuevo virus.

En realidad, lo que conocemos por COVID-19 («coronavirus disease 2019» o “enfermedad de coronavirus del 2019”) es la enfermedad provocada por el virus SARS-CoV-2. El SARS-COV-2 es un tipo de virus perteneciente a la familia Coronaviridae (CoV).

En todos los medios de comunicación, el SARS-CoV-2, fue llamado como el «nuevo coronavirus». Esto es porque se trataba de una nueva cepa de coronavirus identificada por primera vez el pasado 7 de enero de 2020. Su identificación se llevó a cabo por las autoridades chinas como agente causante de un conjunto de brotes de neumonía surgidos en la ciudad de Wuhan (provincia de Hubei, China). De hecho, el primer nombre  científico que se le dio fue el de “2019-nCoV”.

Origen del SARS-CoV-2

Los virus no son seres vivos, son partículas formadas por ácidos nucleicos, es decir, moléculas largas de ADN o ARN, rodeados de proteínas, con capacidad para reproducirse a expensas de las células que infectan. Para que nos entendamos, según Carles Martínez-Romero, virólogo de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai de Nueva York, «¡el virus es un fallo en Matrix!»

En particular, los CoVs son virus de ARN de cadena positiva que tiene una apariencia de corona al observarse bajo un microscopio electrónico. Esto es debido a la presencia de unas proteínas con forma de espina localizadas en su superficie. De ahí el nombre de coronavirus.

Clasificación o filogenia de SARS-CoV-2

La subfamilia Orthocoronavirinae dentro de la familia Coronaviridae (CoV), se divide en cuatro géneros de CoVs: Alphacoronavirus (alphaCoV), Betacoronavirus (betaCoV), Deltacoronavirus (deltaCoV) y Gammacoronavirus (gammaCoV) 2.

La caracterización genómica de los dos primeros, alpha y beta CoVs, muestran que probablemente su origen genético venga de murciélagos y roedores. Por el contrario, las aves parecen representar la fuente genética de los delta y gamma CoVs 3.

Además de afectar a animales, los coronavirus también afectan a los seres humanos. De hecho, hasta la fecha se han identificados 7 tipos de coronavirus humanos (HCoVs), incluyendo al nuevo coronavirus.

En general, las estimaciones sugieren que el 2% de la población son portadores sanos de un tipo HCoV y que estos virus son responsables de aproximadamente el 5% al 10% de las infecciones respiratorias agudas  en todo el mundo 4.

Los HCoV más comunes provocan resfriados y problemas respiratorios leves en personas inmunodeprimidas o ancianos. Ejemplos de ellos son HCoV-OC43, HCoV-229E o HCoV-NL63. Por otro lado, están los coronarivus que en los últimos años han causado brotes de epidemias con diferentes manifestaciones clínicas de problemas respiratorios graves.  Las últimas epidemias más importantes son, por ejemplo, las causadas por SARS-CoV (Asia, febrero de 2003), MERS-CoV (Arabia Saudita, 2012) y el actual SARS-CoV-2 (COVID-19).

A pesar de que su origen exacto no está claro, se ha descubierto que SARS-CoV2 tiene un 89% de coincidencia genética con CoVZXC21, un coronavirus de murciélago y un 82% con SARS-CoV, en humanos. Estos análisis sugieren que el SARS-CoV2 evolucionó del coronavirus de murciélago. Pertenece por tanto a los betaCoV. Estos datos nos dan una idea del posible origen del SARS-CoV-2.

Por otro lado, se desconoce si ha habido un animal intermedio entre el murciélago y el humano que haya amplificado el potencial del virus. Es lo que se conoce como vector de transmisión. En este vector, se podría haber producido la mutación necesaria para que el virus pase a humanos. Como veremos más adelante, este punto es también muy importe para descubrir el origen del SARS-CoV-2.

Características diferenciadoras con otros CoVs.

Para que el virus entre dentro de la célula, necesita un primer contacto. Este contacto se produce a través de las espículas (Spike) localizadas en la superficie de la envoltura del coronavirus. En concreto, una parte de estas espículas, el llamado RBD (Receptor Binding Domain) es el que contactará con la célula. El RBD es capaz de “pegarse” a unos receptores específicos de la superficie de la membrana celular llamados ACE-2 5.

Cuando el RBD se une al ACE-2, se activan unos mecanismos gracias a los cuales la membrana de la célula va a permitir la entrada del coronavirus. Una vez la célula sea infectada, el coronavirus usará los recursos de esta para fabricar los componentes necesarios para formar nuevos virus. Estos componentes son: la envoltura (componente E), las espículas (componentes S1 y S2), membrana (componente M) y nucleocápsida (componente N). De esta forma, el coronavirus se multiplica rápidamente como si fuera un parásito infectando a nuevas células 6.

La excepción que confirma la regla

Lo interesante de los componentes del SARS-CoV-2 es que son únicos y nunca vistos hasta ahora. Por un lado, el RBD muestra una afinidad única frente al ACE-2. Esto quiere decir que encaja a la perfección con el receptor de la célula humana. Este hecho, demostrado experimentalmente, contradice todos los estudios computacionales que predicen que, debido a la estructura del propio RBD, su unión al ACE-2 no sería la ideal.

Esto es una evidencia bastante fuerte de que la aparición de estas estructuras en el SARS-CoV-2 se ha producido por selección natural, es decir, al azar. Esto sugiere que ninguna manipulación intencionada usaría la combinación de proteínas que tiene este coronavirus, ya que teóricamente no son las óptimas para su correcto funcionamiento 1.

Por otro lado, en la industria existe una amplia base de datos donde están guardados los genomas originales de todos los virus conocidos hasta la fecha. Además, se disponen de multitud de sistemas genéticos para sintetizar un betacoronavirus. Sin embargo, los estudios revelan que ninguno de estos genomas originales ha sido utilizado en el caso del SARS-CoV-2. Por lo tanto, es altamente improbable que el SARS-CoV-2 haya sido fabricado en un laboratorio de manera intencionada.

Teorías Sobre el origen de SARS-CoV-2

En esta reciente carta publicada en la revista Naturemedicine, los investigadores proponen dos posibles escenarios dónde ha podido producirse estas mutaciones mediante selección natural. 1) la selección natural se ha producido en el animal hospedador antes de producirse el salto al humano y 2) la selección natural se ha producido tras el paso del coronavirus al humano.

La selección natural se ha producido en el animal hospedador antes de producirse el salto al humano.

Como se ha mencionado anteriormente, según los análisis genéticos, el coronavirus de murciélago es el más cercano al SARS-CoV-2. En concreto el RaTG13 del murciélago Rhinolophus affinis tiene un 96% de coincidencia genética. A pesar de ello, se ha visto que las proteínas RBD de sus espículas son muy diferentes, por lo que tendría difícil anclarse a la célula humana. Por otro lado, se ha descubierto que un coronavirus que afecta al mangolín malayo, Manis javanica, es muy parecido al SARS-CoV-2. De hecho, es uno de los que más se parecen a él en cuanto a las proteínas RBD.

El paso del virus de uno a otro animal es posible debido a que ambos animales se pueden encontrar en mercados vivos como el de Wuhan. Además, por las características del SARS-CoV-2, lo probable es que las mutaciones adquiridas se hayan producido al pasar secuencialmente por las dos especies animales antes de llegar finalmente al humano.

Esta es la hipótesis más probable en cuanto al origen del SARS-CoV-2.

La selección natural se ha producido tras el paso del coronavirus al humano.

Es posible que la adaptación del coronavirus se haya producido durante una transmisión humano a humano no detectada, adquiriendo las características propias del SARS-CoV-2 descritas anteriormente. De esta manera se iniciaría la pandemia y la rápida transmisión del coronavirus.

Además, se está discutiendo una tercera hipótesis que explique el origen del SARS-CoV-2. Hablamos de la adaptación del coronavirus mientras se estudia en laboratorios y una posterior liberación accidental.

Para que se haya producido este escenario, sería necesario un contacto muy prolongado del coronavirus con las células humanas. Estas condiciones suelen darse en investigación cuando se estudia el comportamiento de los virus. Tal es el caso del anterior SARS-CoV, que lleva estudiándose en laboratorios durante años. De hecho, se ha visto que, durante el tiempo que duran los estudios, los coronavirus van adquiriendo mutaciones. Esto se produce como consecuencia a su cultivo prolongado en células tanto in vitro como in vivo.

Al igual que decíamos que la manipulación genética intencionada era muy improbable, lo mismo ocurre en esta ocasión. El motivo es que no hay reportado ningún trabajo que hable de la adquisición de mutaciones en algún tipo de SARS-CoV que permitan la aparición de las estructuras las características y únicas del actual SARS-CoV-2. Por lo tanto, este escenario es altamente improbable como explicación al origen del SARS-CoV-2.

Aún estamos lejos de encontrar la secuencia viral original que dio lugar a este nuevo coronavirus. Por lo que se tardará tiempo en responder a todas estas cuestiones 1.

Transmisión del SARS-COV-2

Independientemente a su origen, hasta el 20 de enero, se habían reportado en China un total de 291 casos de COVID19. Todos ellos eran personas que habían estado en Wuhan y que directa o indirectamente habían tenido relación con el mercado Huanan Seafood Wholesale. Por eso en un primer momento se pensó que el virus solo se adquiría al estar en contacto directo con los animales infectados. Tras las sucesivas apariciones de infectados no relacionados con Wuhan, se confirmó la transmisión de persona a persona.

Las personas con síntomas, son las principales fuentes de transmisión del COVID19. La transmisión del virus antes del desarrollo de los síntomas parece infrecuente, aunque no debe ser excluido. Sin embargo, podría haber indicios de que personas que permanezcan asintomáticas podrían transmitir el virus. Por lo tanto, estos datos sugieren que el aislamiento de la población es la mejor manera de controlar la pandemia.

¿Cómo pasa el virus de una persona a otra?

La transmisión se produce a través de las gotitas de la respiración provocadas por tos y estornudos. También es posible la transmisión a través de aerosoles por contacto prolongado a concentraciones elevadas de aerosol contaminados en espacios cerrados. Se necesita un contacto cercano entre individuos para que se produzca la trasmisión. De hecho, esta transmisión se limitaría a individuos de la misma familia, personal sanitario y otros individuos de contacto cercano.

El tiempo de incubación y de aparición de los síntomas va desde los 3 a los 7 días hasta incluso 12 días tras la infección. Los datos sugieren que el virus dobla cada 7 días, siendo el número de reproducción (R0) de 2,2. Esto quiere decir, que cada paciente infectado va a transmitir el virus a 2,2 nuevos individuos durante el periodo de infección 3. Esto es una tasa de transmisión muy elevada.

Según Nerea Irigoyen, jefa de grupo de la división de virología del Departamento de Patología de la Universidad de Cambriedge en Reino Unido, para que ocurra una pandemia el virus se tienen que dar unas condiciones especiales. El virus tiene que presentar un periodo de incubación relativamente largo, con unos síntomas no especialmente patentes durante dicho periodo y una mortalidad no muy alta. Esto es lo que ha pasado exactamente con el COVID19 5.

Conclusiones

El nuevo coronavirus, SARS-CoV-2, es el causante de la enfermedad COVID-19 que se ha convertido en la actual pandemia del siglo XXI causando la muerte de miles de personas en todo el mundo.

En cuanto al origen del SARS-CoV-2, aún no se ha encontrado el coronavirus original, cuyo material genético sufrió las mutaciones que dieron lugar a la aparición del nuevo CoV. Esto es clave para elaborar una teoría sólida sobre el origen del virus y descubrir realmente qué ha podido originarlo.

Por otro lado, tampoco está claro si ha existido un animal intermedio entre el hospedador primario, muy probablemente el murciélago, y el hombre. Descubrir esto ayudará a elucidar el origen de este virus.

Finalmente, me gustaría dejaros el siguiente enlace. En él podrás encontrar los datos a nivel mundial sobre el número de contagiados, muertes y recuperados. Estos datos son actualizados diariamente y los encontrarás en un mapamundi interactivo bastante interesante.

Referencias

  1. Andersen KG. The proximal origin of SARS-CoV-2. doi:10.1038/s41591-020-0820-9
  2. Ciotti M, Angeletti S, Minieri M, et al. COVID-19 Outbreak: An Overview. Chemotherapy. April 2020:1-9. doi:10.1159/000507423
  3. Cascella M, Rajnik M, Cuomo A, Dulebohn SC, Di Napoli R. Features, Evaluation and Treatment Coronavirus (COVID-19). StatPearls Publishing; 2020. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32150360. Accessed April 7, 2020.
  4. Chen Y, Liu Q, Guo D. Emerging coronaviruses: Genome structure, replication, and pathogenesis. J Med Virol. 2020;92(4):418-423. doi:10.1002/jmv.25681
  5. Rabi FA, Al Zoubi MS, Kasasbeh GA, Salameh DM, Al-Nasser AD. SARS-CoV-2 and Coronavirus Disease 2019: What We Know So Far. Pathogens. 2020;9(3):231. doi:10.3390/pathogens9030231
  6. Walls AC, Park YJ, Tortorici MA, Wall A, McGuire AT, Veesler D. Structure, Function, and Antigenicity of the SARS-CoV-2 Spike Glycoprotein. Cell. 2020. doi:10.1016/j.cell.2020.02.058

 

 

Comentarios (2)

  • Muchas gracias Gloria Alcalá, estos datos los tomaré como referencia para mi tesis de maestría, si hay más datos actualizados, favor compartirlos a mi correo, muchas gracias…

    Edixon Rodríguez Sierra
    Responder
    • Hola Edixon! me alegra mucho que te hayan servido estos datos para tu maestría. No se si estás familiarizado con la base de datos PubMed, casi todos los artículos los saco de aquí. Diariamente están actualizando con nuevos estudios sobre el SAR-CoV-2. Son tantos trabajos los que están saliendo que no da tiempo a que las revistas los revisen y se están publicando previa revisión. Si alguno de estos artículos no los puedes ver porque son de pago, te recomiendo «sci-Hub». Solo tienes que introducir el DOI del articulo de pubmed y te lo facilita gratuitamente.

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