comentarisviruslents

La darrera setmana van sortir publicats un parell d’articles sobre el virus Ebola que vull discutir un xic, perquè enllaça amb comentaris que vaig anar deixant caure en entrades al blog quan l’Ebola era un tema candent.

Recordem l’escenari…Un brot generat en una cruïlla de fronteres entre tres països (Guinea, Libèria i Sierra Lleona) i que havia matat a 7000 persones el 2014, més de 11.000 persones al final de l’epidèmia…però va infectar a més de 28.000 persones. El moviment intens de persones a i des de la “zona zero” va ajudar a l’extensió del brot i la generació de múltiples rèpliques allunyades desenes o centenars de kilòmetres. Aquest brot per si sol superà per molt la suma de tots els brots d’Ebola anteriors. Què va tenir aquest brot de diferent respecte els altres? Clarament un motiu és el seu abast, el nombre d’afectats. Umm, però el nombre d’afectats són l’efecte o una causa? El virus es va mantenir inalterable i va anar fent fins que se’l va controlar, i com es va trigar en controlar i ja s’havia estès va sumar al final molts casos? O potser com a conseqüència de la expansió inicial, que ràpidament ultrapassà qualsevol brot previ, el virus va tenir prou camp per córrer i per tant mutar i alguna d’aquestes mutacions que el feren més agressiu, o més infecciós, explicaria part de l’efecte letal? Dit d’una altra manera, l’expansió i la letalitat del brot s’explica per pura epidemiologia humana o el virus aportà el seu granet de sorra canviant?

Dos estudis independents (enllaços originals al peu de l’entrada) sobre la mateixa mutació, aporten dades que el virus pogué evolucionar prou com per treure profit de mutacions puntuals que milloraren la seva capacitat d’entrada a les cèl·lules humanes. Que d’això s’accelerés la transmissió i la letalitat en éssers humans no és un salt al buit massa gran, seria raonable.

En breu, en el mecanisme d’entrada del virus Ebola a les cèl·lules humanes juga un paper clau la glicoproteïna (GP) de l’embolcall del virus, que modula l’especificitat d’hoste. La hipòtesi, ¿la prolongada circulació del virus en humans havia “alimentat” o “seleccionat” canvis puntuals, substitucions d’aminoàcids en punts concrets (llocs de glicosilació, el domini mucin-like) facilitant l’adaptació dels virus als éssers humans?.

Imatge de: DAVID HOPKINS/JOHNS HOPKINS INSTITUTE FOR COMPUTATIONAL MEDICINE, accés http://hub.jhu.edu/2014/11/21/ebola-software/

Concretament aquests dos articles van de la substitució d’un sol aminoàcid al residu (o posició) 82 en el domini de ancoratge o unió al receptor (receptor binding domain, RBD) de la GP; una valina per una alanina. Abreujat, tot això va de la mutació A82V.

El primer estudi, de Diehl i col·laboradors, mostra que aquesta mutació genètica, en particular, sembla afectar una regió clau del virus involucrada en el mecanisme d’unió a les cèl·lules humanes (per entrar després en elles i parasitar-les). Experimentalment han demostrat que el virus mutat es podia infiltrar millor a les cèl·lules dels éssers humans i altres primats. Una mutació subtil que havia desfermat un efecte extrem; assolir una entrada més fàcil a les cèl·lules humanes pot haver permès al virus replicar-se més ràpidament i a més cèl·lules, i les subseqüents majors virèmies o càrregues virals haurien fet més fàcils les transmissions persona-persona.

Però és que juntament amb les taxes més ràpides de transmissió, la mutació també s’ha  associat amb una major virulència/mortalitat. Els investigadors, a partir de l’estudi de dos grups d’afectats de Guinea, han trobat que aquelles persones infectades amb la variant mutada del virus Ebola (apareguda ja ben entrada l’epidèmia) tenien dues vegades més probabilitats de morir que persones infectades en el mateix brot abans amb una soca d’Ebola sense aquesta mutació específica. Aquestes probabilitats eren independents d’altres factors, com la càrrega viral de cada afectat; els infectats amb el virus mutat eren més propensos a morir.

Que un virus infecti millor les cèl·lules humanes i, corol·lari, es transmeti millor persona-persona no vol dir necessàriament que sigui més mortal. Si abasta més població, infectarà més gent i mantenint la mateixa taxa de letalitat, provocarà més mortalitat però no per això serà més mortal. En aquest cas, però, les dades indiquen que la mutació no solament millorava la capacitat del virus per entrar a les cèl·lules si no també va incrementar la seva letalitat.

Les anàlisis genòmiques d’Ébola durant l’epidèmia havien suggerit el patogen no canviava substancialment, encara els múltiples passis per població susceptible, i això era tranquil·litzador perquè les antivirals o les vacunes que es dissenyessin no tindríem d’afrontar un panorama canviant com el del virus de la grip, per exemple. El virus Ebola mutava poc. Però aquestes anàlisis computacionals donaven una visió general, global, i a més freda, de seqüència “pura”, no funcional. Una mutació puntual pot no semblar gaire a nivell de seqüència completa (i sobre tot en una pantalla) però una mutació puntual pot canviar dràsticament i, de vegades, dramàticament alguna cosa. El que queda per esbrinar és què la fa més letal perquè aquesta mutació no porta cap a càrregues virals significativament més altes, que seria una explicació directa i raonable, al increment de la letalitat.

En l’altre estudi, d’Urbanowicz i col·laboradors, a partir d’anàlisis genòmiques i cultiu cel·lular sobre la mateixa mutació, la A82V, van trobar també que aquesta mutació en un gen que codifica per una proteïna de superfícies del virus Ebola, implicada en el mecanisme d’entrada a la cèl·lula hoste, permetia una entrada més fàcil a les cèl·lules humanes. Fins aquí ja ho sabíem però l’aportació d’aquest estudi fou que aquesta mutació el va fer menys eficaç en la seva transmissió entre ratpenats de la fruita (o com a mínim en les seves línies cel·lulars derivades), el seu reservori zoonòtic. El virus un cop saltat a l’espècie humana no necessita tornar a enrere, a altres espècies; ja que es pot transmetre bé entre humans i mantenir l’epidèmia el que cerca és adaptar-se el millor possible, ser més eficient, millorar el seu fitness i aquesta millora sempre implica desmillorar en altres coses; una millor transmissió en humans fou paral·lela en aquest cas a tenir menys capacitat d’entrada a cèl·lules de ratpenats però també d’altres cèl·lules dels mamífers no primats com rosegadors, gossos i gats (dades aquestes aportades pel primer estudi, de Diehl et al., 2016).

És important tenir present que es tracta de dos estudis diferents, executats per equips que no es coneixien, en les que s’han analitzat més d’un miler de seqüències, i que han arribat a conclusions, no definitives, semblants i complementàries, sobre una mateixa mutació puntual.

I per sobre dels dos articles sobrevola el concepte d’epístasi (mireu el diccionari). Aquesta mutació puntual, la A82V té un efecte, però el té en un entorn de mutacions, cadascuna amb el seu efecte, i un camí evolutiu concret. Les mutacions puntuals interactuen, sumen i resten, es potencien o s’anul·len per un efecte concret; el nombre de mutacions però també l’ordre en que s’han adquirit influeixen en el caràcter final, en el fitness assolit.

Hi hauran més novetats en aquesta línia, perquè els virus sempre mutaran i sempre donaran noves variants millor adaptades (de les mutacions no exitoses mai en sentirem parlar, l’evolució les esborra) a la nova circumstància. En aquest cas els éssers humans érem la circumstància.

Però aquesta, aquesta és una altra història.