De Wuhan a ómicron. La evolución del coronavirus.

Por Nicolás Jouve, Catedrático Emérito de Genética y Presidente de CíViCa. Miembro del Comité de Bioética de España. Publicado en Actuall el 13 de diciembre de 2021.

Los dos años transcurridos desde la aparición del virus SARS-Cov-2 en Wuhan (China) y su extraordinaria expansión por el mundo, con altibajos y nuevas variantes, nos ofrece algunas pistas que nos podrían ayudar a predecir su futuro.

Conviene dejar señalados antes algunos conceptos básicos de Genética Evolutiva, ya que es desde este campo de la Biología desde el que se plantea la encrucijada a la que cualquier forma de vida ha de hacer frente para su supervivencia. Digamos antes, que no es exagerado decir que un virus es una forma de vida ya que posee las dos propiedades propias de todos los seres vivos, se reproduce y evoluciona. Eso sí, es una forma de vida muy simple y condicionada a la supervivencia de la especie a expensas de la que vive. Un virus es un parásito obligado de otros organismos, bacterias, plantas o animales, y su medio de supervivencia está restringido a las posibilidades de reproducirse en el medio interno de su hospedador. Es fácil de entender que si se destruye este desaparece el parásito: “muerto el perro se acabó la rabia”. En el caso de los virus hay que recordar también que su presencia debilita y hasta puede matar al organismo que lo acoge, que se defiende con su sistema inmunológico, dispuesto a hacer frente a la infección.

Vamos a recordar también que, para cualquier especie, la capacidad de adaptación al medio en el que vive depende sobre todo de la diversidad genética que posee. La variación genética que tenga en un momento dado y en el hábitat en el que se encuentre determinan sus posibilidades de adaptación, su fitness. Cuando hay poca variación y el medio impone serias restricciones, el futuro de la población queda comprometido y poco a poco decae su presencia en el hábitat al que se enfrenta, hasta su extinción. Por el contrario, las mutaciones que pudieran haber surgido pueden ser seleccionadas a favor y recuperar la capacidad de expansión de la población. Esta es la razón por la que muchas especies de microorganismos, plantas o animales han ido evolucionando al tiempo que otras se extinguían desde que apareció el cenancestro, el primer ser vivo, hace 3.600 millones de años. Aquél organismo unicelular, semejante a una bacteria actual, tendría un genoma sencillo, de ARN o ADN, que le permitiría hacer las funciones mínimas, replicarse y dejar descendientes. Las variantes producidas por mutación empezaron a demostrar su capacidad de adaptación y supervivencia en el mosaico de ambientes de nuestro planeta.

La historia de la evolución de todas las especies está sometida a la ley darwiniana de la selección natural. Se trata de un juego entre variación y adaptación, pero en ese orden. Las mutaciones generadoras de la variación son preadaptativas y una vez que surgen se pone a prueba su utilidad para la prosperidad reproductiva del organismo de que se trate. Si contribuye a una mejor capacidad de reproducción en su entorno, se selecciona a favor, sino se irá extinguiendo y terminará desapareciendo. Es la historia de la evolución a lo largo de la historia de la vida, con una extinción de más del 90% de las especies que han existido en todo tiempo y lugar. Un reciente artículo en Proceedings of the National Academy of Sciences de los EE.UU. calificaba de “epidemia global” la  disminución en poblaciones animales actual en el mundo, con cerca de 200 especies extinguidas en el último siglo.

El coronavirus SARS-CoV-2

El SARS-CoV-2, tiene un genoma de ARN de 29.903 bases nucleotídicas, cuyo cambio supone su única fuente de variación. La tasa estimada de mutación de los coronavirus del orden de los Nidovirales es menor que la de otros virus de ARN, ya que poseen un mecanismo propio de reparación para corregir los errores –mutaciones- que se producen cuando se replica, del que otros virus de ARN carecen. Por ello, podríamos decir que afortunadamente, el SARS-CoV-2 evoluciona más lentamente que otros virus. Para completar el esquema, diremos que el SARS-CoV-2 fue aislado a partir de los primeros casos de Covid-19 surgidos en ciudadanos de Wuhan (China) y su genoma se secuenció en enero de 2020. Desde entonces, se ha secuenciado el genoma de muchas otras cepas del virus, revelándose su diversidad. El genoma alberga solo 4 genes estructurales: S (espícula), E (envoltura), M (membrana) y N (nucleo-cápside). De todos ellos el S es el más largo con 3.822 nucleótidos y el más importante, ya que pronto se vio que a medida que el SARS-CoV-2 evolucionó en sus huéspedes naturales, posiblemente murciélagos o pangolines, el gen de la proteína S fue mutando hasta que surgió una variante capaz de unirse a la proteína ACE2 de la superficie de las células humanas, origen del salto y expansión pandémica en nuestra especie.

Tras ello, la rápida propagación de la pandemia de este virus se debe precisamente a las mutaciones graduales, oportunistas y favorables para su eficacia adaptativa, hasta que el virus adquirió la capacidad de propagarse entre las personas y causar la Covid-19. Malo para el hombre, pero bueno para el virus.

¿Qué pensar sobre su futuro?

El éxito evolutivo del SARS-CoV-2 depende de la capacidad de generar resistencia en su organismo hospedador. Es decir, del sistema inmunológico humano. Las vacunas generadoras de anticuerpos contra el virus, junto con la inmunidad natural y todas las medidas de higiene y preventivas para evitar el contagio, son las barreras con que contamos para enfrentarnos al virus. Todos estos factores son importantes, pero el principal es el reforzamiento del sistema inmunológico. La eficacia de las vacunas utilizadas está fuera de toda duda, aunque la erradicación total del virus va a ser muy difícil.

Un ejemplo de lo que podría ocurrir en el futuro con el SARS-CoV-2 lo ofrece el estudio de un coronavirus estacional llamado 229E, que infecta reiteradamente a las personas a lo largo de sus vidas, sin que se sepa si estas reinfecciones son el resultado de un desvanecimiento de la inmunidad en las personas infectadas o si son las variantes generadas por mutación lo que capacita al virus para esquivarla. Para averiguarlo, se han investigado muestras de sangre de personas infectadas por 229E desde la década los ochenta.  Los resultados han sido sorprendentes. Las muestras de sangre de la década de 1980 contenían altos niveles de anticuerpos neutralizantes de la infección contra una versión del 229E de 1984, pero mucha menos capacidad para neutralizar una versión del mismo virus de 1990, e incluso menor contra variantes de las décadas de 2000 y 2010. Lo mismo ocurría con muestras de sangre de la década de 1990. Las personas tenían inmunidad a los virus del pasado reciente, pero no a los del futuro, lo que sugiere que el virus está continuamente evolucionando para evadir la inmunidad. Es un modelo de lo que puede estar ocurriendo con el SARS-CoV-2.

Es pura lógica evolutiva. El virus muta y se seleccionan las variantes que le permiten una mayor supervivencia. La inmunidad adquirida o los anticuerpos generados no son lo suficientemente efectivos frente a cepas distintas, lo que implica que en el caso del SARS-CoV-2, como ya ocurre con el virus de la gripe, habrá que ir cambiando las vacunas para combatir las cepas que se presenten en los años venideros. Lo más previsible es que el SARS-CoV-2 se vuelva endémico y se convierta en otro virus permanente, junto a los coronavirus «estacionales» que causan resfriados relativamente leves en humanos y circulan desde hace décadas.

La vacunación global, que ha alcanzado ya casi 8 mil millones de dosis aunque avanza a un ritmo muy dispar en diferentes países, puede condicionar el panorama evolutivo del SARS-CoV-2. El virus podría transformarse en un agente infeccioso cada vez más moderado, ya que una infección muy agresiva sería su final.  Cómo evolucione el SARS-COV-2 en los próximos meses y años es en sí un signo de lo que determinará cómo será el final de esta crisis global.

Es pronto y hay pocos datos aún para saber cuál será la tendencia de su evolución, pero algo se puede analizar desde el principio de la pandemia. Lo que sabemos es que las muchas variantes que surgieron al principio, cuando nuestro sistema inmunológico no estaba preparado y no teníamos vacunas, no se distinguían unas de otras en su capacidad de infección, por lo que no habría una selección natural fuerte que condicionase su expansión.

Tras una vacunación masiva que alcanza cada vez a un mayor porcentaje de la población, el sistema inmunitario está progresivamente más preparado y dispuesto para bloquear la expansión del virus. En este escenario, las mutaciones del virus que eleven su capacidad de infección, favorecerán su propagación, sin que necesariamente sus efectos sean más agresivos para la salud humana. Esto es lo que parecen indicar los datos de las mutaciones que afectan al gen S que codifica la proteína de la espícula del virus, llave para reconocer la proteína ACE2 de las células humanas.  Lo que podemos apreciar en las últimas cepas o variantes del virus, es una tendencia hacia un ligero aumento de la transmisibilidad, lo que se ha de interpretar como un proceso de “selección natural” a aquellas cepas que sean más infectivas. Esta ha sido la tendencia, desde la Alfa, que mostró un aumento del 50% de transmisibilidad respecto a cepas de Wuhan, pasando por la variante sudafricana Beta, un 60% más transmisible que Alfa, la brasileña Gamma, hasta llegar a Delta o la reciente Omicron, con más de 30 mutaciones que facilitan el reconocimiento de la proteína ACE2 de las células humanas. La tendencia a la mayor transmisibilidad a medida que surgen nuevas variantes del coronavirus parece clara, aunque todavía sea pronto para sacar conclusiones.

Otro modo de conocer la tendencia es mediante un parámetro llamado R0, que mide la tasa de contagio, es decir, la capacidad inherente de un virus para propagarse en una población inmunológicamente desprotegida, no vacunada y no expuesta al virus previamente. R0 es el número promedio de personas que infecta una persona que porta el virus. Desde el comienzo de la pandemia, R0 se ha triplicado lo que nos da un indicativo de la tendencia, pero por otro lado la agresividad, la capacidad de provocar problemas de salud o incluso la muerte de los pacientes ha seguido una tendencia a la baja.  Las vacunas fabricadas por Pfizer/BioNTech, Moderna, Johnson&Johnson, AstraZeneca y demás compañías farmacéuticas se basan en generar anticuerpos contra parte de la proteína S del virus para provocar inmunidad, por lo que siguen siendo efectivas, aunque deberán adaptarse a las variantes que vayan apareciendo en adelante. Los epidemiólogos insisten en que las vacunas actuales brindan una gran protección contra delta y ómicron e instan a las personas a vacunarse si aún no lo han hecho.

Previsiblemente llegará el momento en que el R0 se estabilice y el SARS-CoV-2 pase a la condición de un virus estacional de menor importancia para la salud. En cualquier caso, faltan datos. Se necesitan más investigaciones y estudios epidemiológicos para apreciar completamente la evolución de este virus. La buena noticia es que, aunque aumenta la infectividad, disminuyen las hospitalizaciones y los pacientes en la UCI. Además, en los dos años desde su aparición se ha avanzado mucho en el tratamiento de la enfermedad con la aparición de nuevos fármacos y formas de combatir la Covid-19.