En un estudio reciente publicado en el medRxiv* servidor de preimpresión, los investigadores utilizaron un modelo fenomenológico simple para investigar el papel de los huéspedes inmunocomprometidos en el desarrollo antigénico del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Demostraron que en ausencia de epistasis, la evolución antigénica ocurre rápidamente independientemente de los miembros inmunocomprometidos de la población.
Estudiar: Evolución antigénica del SARS-CoV-2 en huéspedes inmunocomprometidos. Crédito de la imagen: Lightspring/Shutterstock
El hecho de que la variante SARS-CoV-2 Delta (B.1.617.2) no mostrara cambios antigénicos durante la pandemia de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) es desconcertante. Comprender cómo y cuándo es probable que evolucionen las variantes del SARS-CoV-2, el agente causal de la COVID-19, es fundamental para gestionar el futuro de la pandemia.
Este artículo de noticias fue una revisión de un informe científico preliminar que no se había sometido a una revisión por pares en el momento de la publicación. Desde su publicación inicial, el informe científico ahora ha sido revisado por pares y aceptado para su publicación en una revista científica. Los enlaces a los informes preliminares y revisados por pares están disponibles en la sección Fuentes al final de este artículo. Ver fuentes
Sobre el estudio
Los investigadores del presente estudio modificaron el modelo de evolución antigénica de Gog y Grenfell para incluir pacientes inmunocomprometidos y epistasis. El modelo asume que hay 30 variantes espaciadas uniformemente a lo largo de una línea, cada una con una sola mutación que las separa.
Los huéspedes se clasifican como completamente susceptibles o completamente inmunes a una variación. Como resultado, la inmunidad cruzada entre variaciones se polariza.
Discusión y conclusión
Con la ayuda de un modelo básico de evolución antigénica, los investigadores demostraron que las infecciones crónicas de pacientes inmunocomprometidos permiten que los virus acumulen suficientes mutaciones para superar la epistasis a nivel entre huéspedes, lo que permite la creación de nuevas variantes de escape inmunitario.
De hecho, el modelo implica que cuando la epistasis es débil, surgen rápidamente nuevas variantes de escape inmunológico. Las personas inmunocomprometidas juegan un papel importante en la evolución antigénica cuando la epistasis es más fuerte, lo que limita la transmisibilidad de las variantes entre los picos de aptitud. Esto permite efectivamente que el patógeno atraviese el valle de fitness y alcance un nuevo pico. Vale la pena señalar que, a diferencia de la epistasis, una adaptación más rápida dentro del huésped en individuos inmunocomprometidos acelera la tasa de evolución antigénica, pero no tiene un impacto cualitativo en el resultado. Los investigadores también han demostrado que mejorar la atención de los pacientes inmunocomprometidos puede reducir drásticamente el riesgo de que surjan nuevas variantes.
Si bien el modelo no representa completamente las complejidades de la evolución antigénica, tiene implicaciones significativas para el conocimiento de futuras variantes de escape inmunológico del SARS-CoV-2. El modelo también sugiere que la ausencia de desarrollo antigénico por Delta seguido de la aparición de Omicron es consistente con el escape inmunológico limitado por la epistasis, pero que la epistasis puede superarse cuando los individuos inmunocomprometidos se infectan durante el tiempo suficiente. Como resultado, en lugar de simplemente acelerar la evolución antigénica, las infecciones extendidas de pacientes inmunocomprometidos pueden ser cruciales para la evolución de la variante de escape inmunológico.
El paradigma dentro del huésped nos llevó a creer que el ritmo del cambio antigénico durante la infección era constante. Dado que los huéspedes inmunocompetentes normalmente eliminan la infección en dos semanas, hay poco tiempo para que surjan nuevas variantes para la transmisión posterior, lo que ralentiza la adaptación y evita que se acumulen mutaciones epistáticas. Sin embargo, la dinámica coevolutiva entre el virus y el sistema inmunológico del huésped podría permitir que se acumulen numerosas mutaciones en huéspedes inmunocomprometidos, que pueden tener infecciones mucho más prolongadas. Curiosamente, estudios teóricos y experimentales anteriores han demostrado que la coevolución puede acelerar la adaptación y permitir que un patógeno trascienda los valles de aptitud inducidos por la epistasis.
Los investigadores se centraron en la evolución viral en personas inmunocomprometidas como fuente de variantes de escape inmunitario como Omicron en este estudio, pero existen otras dos posibilidades. La primera es que Omicron surgió en una población aislada a principios de la pandemia antes de propagarse globalmente a fines de 2021. Sin embargo, la combinación de una gran cantidad de mutaciones de proteínas de punta y una fuerte selección para el escape inmunitario en la población general hace que esta explicación sea insatisfactoria, ya que no explica por qué estas mutaciones no aparecieron en lugares donde el suministro de mutaciones y la presión inmunológica eran altos.
La segunda teoría es que Omicron se origina en un huésped animal después de ser transmitido por humanos, luego vuelve a cruzar la barrera de las especies e infecta a los humanos. Este es un escenario realista, pero requiere cruzar dos veces la barrera de las especies y seleccionar para favorecer mutaciones que beneficien tanto a las especies animales como a las humanas. Los investigadores creían que Omicron se originó en un individuo inmunocomprometido, especialmente porque la secuenciación longitudinal de la evolución dentro del huésped respalda esta hipótesis.
En conclusión, en lugar de estigmatizar a las personas inmunocomprometidas, los hallazgos resaltan la importancia de la igualdad de salud global. Controlar la pandemia de COVID-19 requerirá mejorar la disponibilidad de vacunas y tratamientos, particularmente en países de ingresos bajos y medianos, así como permitir una vigilancia más amplia de nuevas variantes.
Nuestro modelo fue motivado por la sorprendente falta de evolución antigénica que surge del linaje Delta en 2021.”
Este artículo de noticias fue una revisión de un informe científico preliminar que no se había sometido a una revisión por pares en el momento de la publicación. Desde su publicación inicial, el informe científico ahora ha sido revisado por pares y aceptado para su publicación en una revista científica. Los enlaces a los informes preliminares y revisados por pares están disponibles en la sección Fuentes al final de este artículo. Ver fuentes
