Hipótesis entrelazadas y complejidad biológica – Inf’OGM

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Como parte de su trabajo sobre virus genéticamente modificados, Inf’OGM Aquí se analiza el origen del Sars-CoV-2, el agente de propagación del COVID-19 que provocó una pandemia mundial. De hecho, los estudios sobre el origen del Sars-CoV-2 implican observaciones de diversa naturaleza pero también conocimientos de la genética de los virus.

Desde que existen las pandemias animales o humanas conocemos los mecanismos ecosistémicos que las provocan. Hoy en día, la secuenciación del ADN o ARN de los virus es cada vez más eficiente. Al comparar las secuencias genéticas digitalizadas (DSI) de los virus, podemos conocer la proximidad evolutiva de estos virus y rastrear parcialmente su historia en forma de árboles llamados árboles filogenéticos. En cuanto a las modificaciones genéticas de los virus en laboratorio, se conocen desde los años 2000 y han sido posibles gracias a las herramientas de la biotecnología y la biología sintética.

Murciélagos y hombres

Sars-CoV-2 es un coronavirus (CoV) responsable de un síndrome respiratorio grave en humanos. Es un virus cuyo material genético es ARN. En su envoltura unas proteínas llamadas espículas forman una corona, de ahí su pertenencia a los coronavirus. Es el tercer coronavirus que ha infectado a humanos, después del Sars-CoV en 2002 y el MERS-CoV en 2010. Los estudios filogenéticos, mediante comparación de secuencias genéticas, ya han demostrado que el Sars-CoV-2 no procede de estos dos virus anteriores. Estos mismos estudios, por otro lado, describen una proximidad evolutiva con los CoV de murciélagos, en particular con los de una cepa viral llamada RaTG13 de la especie de murciélago. Rhinolophus affinisdescubierta en 2013, y cepas virales de Laos denominadas “ mundano », descubierto en 2021.

En la naturaleza, grandes poblaciones de murciélagos comparten las mismas cuevas, y diferentes cepas de coronavirus pueden infectar simultáneamente al mismo animal, lo que favorece la recombinación genética (intercambios de fragmentos de ARN) entre virus y aumenta las posibilidades de evolución. Los Sars-CoV tienen la particularidad de recombinarse mucho, a lo que se suman las mutaciones (en su ARN) retenidas por selección. Genéticamente cercano a estas cepas virales que entonces solo se transmitían entre murciélagos¹Sars-CoV-2 se distingue por infectar a la especie humana.

Los virus resultantes de la evolución de los seres vivos existen en sus ecosistemas y rara vez causan pandemias. La apertura de numerosos ecosistemas, la recogida de muestras para laboratorios, la cría industrial y los viajes internacionales constituyen riesgos evidentes de precipitar su evolución. No se puede negar el origen antropogénico de los virus que se han convertido en patógenos pandémicos y ya se ha demostrado.

La principal cuestión en la hipótesis de una zoonosis en el origen de la pandemia es saber cómo pasó este virus de los murciélagos, un animal salvaje, a los humanos. Se acepta que la transmisión zoonótica de CoV a los humanos se produce a través de una especie huésped intermedia, en la que los virus pueden evolucionar y luego seleccionarse hacia formas capaces de infectar células humanas. Esto es lo que ocurrió con el Sars-CoV de 2010, ya que los estudios filogenéticos han demostrado que la civeta (o gato almizclero, parecido a la gineta europea) era el huésped intermediario. Esta adaptación se habría producido en unos meses; Lo mismo ocurre con el MERS-CoV, cuyo huésped intermediario es el camello.².

En el caso del pangolín, el huésped intermediario sospechoso en el caso del Sars-CoV-2, los estudios filogenéticos no son concluyentes. El CoV alojado en este animal sólo tiene una parte muy pequeña idéntica a la del Sars-CoV-2. Además, este animal no evoluciona en los mismos ecosistemas que los murciélagos, las recombinaciones de sus virus son prácticamente imposibles.¹.

A falta de pruebas convincentes sobre el último animal intermedio antes de la contaminación humana, y esto a lo largo de 4 años de investigación, algunos autores proponen que la adaptación del virus a la especie humana podría haberse realizado en el laboratorio.

Laboratorios y personas

Desde la aparición del Sars-CoV-1, en 2002-2003, a partir del genoma de los virus CoV de murciélagos, en laboratorios estadounidenses y chinos se han construido virus recombinantes potencialmente adaptados a la especie humana.¹. Por ejemplo, en 2015, el laboratorio de Virología de Wuhan (China) y el laboratorio de R. Baric (Carolina del Norte) explicaron haber cambiado un sitio de la proteína de pico (espiga en inglés) de un virus de murciélago cercano al Sars-CoV para que esta proteína sea capaz de unirse a las células humanas y así el virus pueda infectar a los humanos⁵.

En el caso del Sars-CoV-2, el análisis molecular de la proteína de pico (proteína S) reveló en él, además del sitio de unión a la proteína en las células humanas, otro sitio de pico particular, que puede ser cortado por una enzima llamada furina. presente en la superficie de muchas células animales, particularmente en células humanas. Este sitio se llama “ sitio de escisión de furina “.

Cuando el Sars-CoV-2 infecta a los humanos, la proteína S se une a las células que tienen los receptores adecuados y la enzima furina, activada como resultado, divide esta proteína, lo que permite en consecuencia la entrada del ARN viral en las células humanas, particularmente en las células del tracto respiratorio y pulmones⁶. Si usamos la metáfora de la mano girando la llave para abrir una puerta, la proteína S sería la llave y el furin que corta la proteína sería la mano.

Ningún virus cercano al Sars-CoV-2 tiene este sitio de escisión con alto potencial infeccioso para los humanos.

Sin embargo, en el genoma de los coronavirus cercanos al Sars-CoV-2 fue posible añadir una secuencia genética que codifica este sitio de escisión de la furina, que también existe en otros coronavirus. Además, es este tipo de trabajo el que se describió en una solicitud de subvención de 2018 de DARPA (organización de investigación militar de Estados Unidos) presentada por Peter Daszak.⁷ en beneficio de dos laboratorios, uno estadounidense (Carolina del Norte) y otro chino, el laboratorio de virología de Wuhan⁸.

Por lo tanto, la hipótesis de que un virus de este tipo se haya vuelto muy infeccioso para los humanos mediante manipulación genética es sostenible y, por lo tanto, es posible que se haya escapado de un laboratorio. En el pasado ya se han producido liberaciones de virus potencialmente patógenos y se han notificado⁹. Los riesgos de escape accidental de virus aumentan con el aumento actual del número de laboratorios donde se llevan a cabo estas manipulaciones genéticas.

Desde hace unos veinte años hemos podido construir nuevos virus mediante bioingeniería. Así, a partir de su secuencia genética se han reconstruido virus completos, como por ejemplo los virus de la viruela. Estas tecnologías permiten “ coser », en unos diez días, se sintetiza un genoma viral a partir de diferentes fragmentos de ADN o ARN a partir de secuencias de uno o más genomas de virus salvajes… Esto a menudo deja huellas y el Sars-CoV-2 lo demuestra.¹⁰. Estos rastros o huellas dactilares revelados por análisis bioinformáticos son firmas de una posible manipulación del genoma del Sars-CoV-2. Pero sólo explican una pequeña parte de este genoma¹¹…

Jugando con virus existentes o reconstruidos pieza por pieza en el laboratorio, se puede mantener esta segunda hipótesis sobre el origen del Sars-CoV-2.

¿Una larga evolución del virus en humanos?

Los estudios filogenéticos del Sars-CoV-2 muestran rastros de evolución del virus a partir de un reservorio natural (murciélagos), pero en ausencia de un huésped intermediario. Algunos autores han sugerido, ya en 2020, que el proceso adaptativo de “ humanización » del virus podría haber ocurrido en humanos directamente después de la transferencia zoonótica de los murciélagos. Esta posibilidad que excluye al huésped intermediario se llama ” teoría del paso de los mineros de Mojiang »¹². Este proceso evolutivo es necesariamente largo.

Sin embargo, se observó otra característica de la proteína S del Sars-CoV-2 al estudiar los coronavirus “tipo”. mundano » de Laos. En estos virus” mundano », una molécula llamada glicano (polímero de carbohidratos) está unida a la proteína S. Este glicano se encuentra en otros coronavirus, pero no en el Sars-CoV-2. Esta ausencia de glucano en la proteína S del Sars-CoV-2 se debería a una mutación (sustitución) en el gen que codifica la proteína Spike¹³. Resulta que esta mutación, al inducir la ausencia de un glicano, aumentaría en veinte la afinidad de la proteína S por su receptor en las células humanas.¹⁴. Este mismo artículo de Naturaleza muestra que las condiciones de acidez y la presencia de enzimas proteolíticas¹⁵ son decisivos para seleccionar o no esta mutación. La mutación en el gen Spike que causa la ausencia de glicano en la espiga del Sars-CoV-2 se habría seleccionado en pulmones humanos donde están presentes las condiciones enzimáticas y de acidez requeridas. El virólogo Jonathan Latham deduce en un artículo reciente que esto habría ocurrido en los pulmones de los mineros de la mina de Mojiang infectados con RaTG 13, que habrían sobrevivido desde 2012 gracias a la inmunidad adquirida durante un largo período de tiempo.^dieciséis. Concluye que el proceso de adaptación del virus a la especie humana efectivamente habría ocurrido directamente en la especie humana.

Si la lectura de los estudios actuales muestra que el origen del Sars-CoV-2 aún no se ha establecido formalmente, parece que varios mecanismos, tanto evolutivos como tras la intervención técnica de los investigadores, o incluso una combinación de estos mecanismos, son hipótesis sostenibles. Sabiendo que los seres vivos están en constante evolución y que los humanos contribuyen a esta evolución, que los virus mutan muy rápidamente y se recombinan entre sí en sus huéspedes, ¿podemos sorprendernos de toda esta complejidad asociada al origen del Sars-CoV-2? Sobre todo porque a esto hay que sumarle las manipulaciones genéticas realizadas en el laboratorio…

La ciencia (fundamental) abre puertas al conocimiento del mundo, pero también nos hace pensar en el concepto de Alicia y la Reina Roja donde Alicia corre en un entorno en constante movimiento.¹⁷. Siempre debemos ir más rápido para no retroceder. Lo que Jacques Testart modera con un poco de humildad científica: “ Como si cada brecha abierta en una inmensa ignorancia autorizara la complacencia científica. […] negar que quedan innumerables incógnitas, de las cuales una sola podría ser suficiente para arruinar el edificio tecnológico »¹⁸. Por tanto, parece pertinente proporcionar información sobre el estado de los conocimientos sobre determinadas pandemias como la de Covid, sobre todo porque el legislador europeo podría considerar pronto una posible desregulación de los microorganismos modificados genéticamente, incluidos los virus.