Spiegato: La mutazione dei virus e la nuova variante di Covid-19 nel Regno Unito

Varianti di SARS-CoV-2 di tipo britannico a rapida diffusione potrebbero anche svilupparsi in modo indipendente in India. L'ignoranza non può essere beatitudine. Un elemento fondamentale della sorveglianza delle malattie è un'adeguata copertura e densità per catturare gli eventi prima che si diffondano ampiamente. Molto più sequenziamento del genoma è fondamentale.

I passeggeri del Regno Unito compilano i moduli all'aeroporto internazionale Chhtrapati Shivaji di Mumbai. (Foto/File AP)

L'anno 2020 sarà ricordato per l'emergere di un nuovo virus: il coronavirus SARS 2 (SARS-CoV-2) e la pandemia di Covid-19 che ha causato. Con qualche giorno in più, si prevede che il 2020 si chiuderà con circa 84 milioni di casi confermati di Covid-19 e oltre 1,8 milioni di morti.

Nonostante questa oscurità, questo è stato anche un anno di speranza, con lo sviluppo, la sperimentazione e l'approvazione dei vaccini a velocità notevole . Per la prima volta in assoluto, una pandemia di malattie umane sarebbe controllata dai vaccini in tempo reale.

Il premio Nobel Joshua Lederberg, uno dei pensatori più influenti della biologia moderna, una volta disse: La singola più grande minaccia al continuo dominio dell'uomo sul pianeta è il virus. Due recenti sviluppi ci ricordano perché i virus possono essere avversari così formidabili.

Con la scoperta di 58 persone risultate positive al nuovo coronavirus in Antartide , la pandemia ha raggiunto tutti i continenti. e un virus mutante è emerso nel Regno Unito, che minaccia di chiudere ancora una volta il mondo, un mondo che sta appena iniziando a riprendersi dai blocchi e dalle restrizioni di movimento.

La mutazione dei virus

Il materiale genetico o genoma di SARS-CoV-2 è un acido ribonucleico (RNA) composto da oltre 30.000 unità (chiamate nucleotidi). Tra le famiglie di virus a RNA, i coronavirus hanno il genoma più grande. La maggior parte degli altri virus a RNA ha in media circa 10.000 nucleotidi. Quando i genomi si replicano - qualsiasi genoma, sia DNA che RNA, dai virus più piccoli agli umani - ci sono errori casuali (o mutazioni). Mentre gli organismi superiori hanno il macchinario per correggere questi errori, i virus e specialmente quelli a RNA, non lo fanno.

La maggior parte delle mutazioni sono deleterie e quei virus non si vedono mai. Solo le mutazioni che offrono qualche vantaggio selettivo determinano l'evoluzione di nuove varianti virali.

L'evoluzione richiede anche una pressione selettiva. Per un virus, questa potrebbe essere la sua capacità di infettare meglio e moltiplicarsi in numeri più alti o eludere l'immunità dell'ospite. La bassa probabilità di questi eventi è compensata dagli alti tassi di moltiplicazione del virus. Ad esempio, ogni cellula infetta da coronavirus produce circa 1.000 nuove particelle di virus in meno di 12 ore.

Il mutante nel Regno Unito

Un distinto cluster o lignaggio filogenetico (denominato B.1.1.7) di SARS-CoV-2 è stato recentemente scoperto nel Regno Unito. I due primi virus di questo lignaggio sono stati raccolti rispettivamente il 20 e il 21 settembre dal Kent e dalla Greater London. Entro il 15 dicembre, questo lignaggio conteneva 1.623 virus: 555 dal Kent, 519 dalla Greater London, 545 in altre regioni del Regno Unito, tra cui Scozia e Galles, e quattro da Australia, Danimarca, Italia e Paesi Bassi.

In altri dieci giorni, il 25 dicembre, il numero di questi virus varianti è più che raddoppiato, arrivando a 3.575; principalmente dal Regno Unito, ma ora anche da Francia, Irlanda, Israele, Hong Kong e Singapore.

Cosa fa la mutazione

Rispetto ai ceppi SARS-CoV-2 originali, i virus di questo lignaggio hanno accumulato 23 mutazioni in 5 geni. Di queste, ci sono 17 mutazioni non sinonime e sei sinonime; il primo cambia anche un amminoacido in quel sito nella proteina. È importante sottolineare che delle 17 mutazioni non sinonime, otto sono nella proteina spike, la proteina che consente al virus di attaccarsi ed entrare nelle cellule.

La mutazione N501Y in uno dei residui di contatto chiave nel dominio di legame del recettore (RBD) della proteina spike aumenta la sua affinità per il recettore ACE2. La mutazione P681H nel sito di scissione tra i domini S1 e S2 della proteina spike promuove l'ingresso nelle cellule sensibili e aumenta la trasmissione nei modelli animali di infezione.

Il cambiamento N501Y è anche associato ad una maggiore infettività e virulenza nei modelli animali. Entrambe queste mutazioni sono state precedentemente osservate in modo indipendente, ma si sono unite nei virus varianti del Regno Unito. Il risultato è un virus che si diffonde più velocemente di prima.

L'esperto

Il dottor Shahid Jameel è uno dei virologi più famosi dell'India. Attualmente direttore della Trivedi School of Biosciences presso l'Università di Ashoka, ha precedentemente lavorato per il Centro internazionale di ingegneria genetica e biotecnologia con sede a Delhi e poi è stato amministratore delegato della Wellcome Trust/DBT Alliance che finanzia la ricerca sanitaria.

Il motivo di preoccupazione...

patrimonio netto di rick steves

C'è una diffusa preoccupazione che queste mutazioni possano impedire ai test attualmente utilizzati di rilevare il virus, renderlo più letale o consentirgli di eludere i vaccini in fase di sviluppo. Non ci sono prove finora per nessuno di questi. Dopotutto, queste varianti sono state trovate in persone che sono state identificate come positive con i test RT-PCR attualmente disponibili.

Tuttavia, anche se non ci sono prove per una malattia più grave, c'è una chiara evidenza che questa variante è più contagiosa. Le persone infette producono più virus nel naso e nella gola e questo porta a una maggiore diffusione del virus e a una maggiore trasmissione da persona a persona.

Mentre queste varianti sembrano non essere più letali, con più persone infette ci sarebbero numeri più alti (non percentuali) di infezioni gravi e decessi. Questo dovrebbe essere motivo di preoccupazione.

…E motivo per non farlo

Anche se ci sono più mutazioni nella proteina spike, la maggior parte degli esperti ritiene che i vaccini attualmente in fase di sviluppo funzionerebbero anche sui virus varianti. Vineet Menachery, un assistente professore di microbiologia e immunologia presso l'Università del Texas Medical Branch di Galveston, negli Stati Uniti, ha fornito la prima prova di ciò.

Il suo laboratorio ha confrontato l'efficacia dei campioni di siero di pazienti guariti da Covid-19 per neutralizzare i virus con o senza la mutazione N501Y. Non hanno trovato alcuna differenza. Sebbene condivisi solo su Twitter il 23 dicembre e non facciano ancora parte di una pubblicazione, questi risultati sono incoraggianti e rassicuranti.

I viaggiatori guardano i pannelli informativi alla stazione di King's Cross, poiché i paesi dell'UE impongono un divieto di viaggio dal Regno Unito a seguito dell'epidemia di coronavirus, a Londra, Gran Bretagna, 21 dicembre 2020. (Foto Reuters)

Voli via, non mutazione

L'India ha bloccato tutti i voli dal Regno Unito e ha aumentato la sorveglianza negli aeroporti per fermare l'importazione delle varianti altamente trasmissibili. Sebbene apparentemente una strategia ragionevole, tali varianti potrebbero facilmente svilupparsi anche all'interno del paese. Dopotutto, l'India ha oltre 10 milioni di infezioni confermate e si stima che da 150 a 200 milioni di persone siano già infette.

Una variante a diffusione rapida chiamata 501.V2 è emersa indipendentemente in Sud Africa e condivide la mutazione N501Y con le varianti del Regno Unito. Sebbene la variante spike N501Y non sia stata ancora trovata in India, i virus con la mutazione P681H hanno iniziato a emergere a luglio e attualmente il 14% di SARS-CoV-2 che circola in India porta questa mutazione.

Questi virus provengono principalmente dal Maharashtra, con alcuni anche dal Bengala occidentale. Ci vorrebbe solo un'altra mutazione per arrivare dove si trova oggi il Regno Unito. E questo dovrebbe preoccuparci anche in India.

La reazione rapida è fondamentale

Per catturare l'emergere di nuove varianti virali prima che si diffondano ampiamente nella popolazione, l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) raccomanda di determinare la sequenza genomica del virus da almeno un caso su 300 confermati (o 0,33%). Il Regno Unito ha sequenziato 135.572 o 6,2% di varianti virali dai suoi 2,19 milioni di casi, mentre il Sudafrica e gli Stati Uniti hanno riportato sequenze del genoma dallo 0,3% dei casi confermati.

Tuttavia, l'India ha finora sequenziato solo 4.976 o 0,05% di virus dai suoi oltre 10 milioni di casi. Di questo passo, rimarremo ignari dell'emergere di nuove varianti finché non sarà già troppo tardi. Un elemento fondamentale della sorveglianza delle malattie è un'adeguata copertura e densità per catturare gli eventi prima che si diffondano ampiamente.

Una coppia attraversa la strada mentre trasportano un ombrello e borse della spesa, a Mayfair, in vista delle nuove misure di restrizione Tier-4, a Londra, sabato 19 dicembre 2020. (Foto AP)

Condizioni favorevoli indiane

Un altro motivo di preoccupazione è che le condizioni ipotizzate per dare origine alla variante UK siano presenti anche in India. I pazienti immunodeficienti o immunodepressi, che diventano cronicamente infetti da SARS-CoV-2, rimangono positivi all'RNA virale per 2-4 mesi invece delle solite 2-3 settimane. Questi pazienti sono spesso trattati con plasma convalescente (a volte più di una volta) e di solito anche con il farmaco remdesivir.

Il sequenziamento del genoma del virus di tali pazienti ha rivelato un numero insolitamente elevato di cambiamenti nucleotidici. È noto anche che la diversità genetica del virus all'interno del paziente aumenta dopo la terapia con plasma. Lo scarso stato nutrizionale è una causa nota di debolezza del sistema immunitario e i medici in India hanno segnalato un'infezione cronica in un sottogruppo di pazienti.

Rimangono diverse incognite

La terapia al plasma e il remdesivir sono stati ampiamente utilizzati anche per il trattamento di pazienti affetti da Covid-19 in India. Inoltre, il plasma è stato somministrato in India senza prima testare i livelli di anticorpi neutralizzanti. Tutto ciò crea opportunità per l'emergere di varianti di tipo britannico anche in India. Ma non abbiamo sequenziato abbastanza per sapere se è successo.

Anche a bassa copertura, le sequenze dall'India sono distorte per le località urbane, in particolare le metropolitane dove si trovano i laboratori di sequenziamento. Ciò richiede una copertura più ampia per includere tutte le parti del paese. L'Indian Council of Medical Research può facilitare questo processo fornendo accesso a campioni di pazienti affetti da Covid-19 a laboratori di ricerca in grado di eseguire il sequenziamento genomico e l'analisi dei dati. La sorveglianza in tempo reale fornirà dati sia densi che granulari per l'impostazione di criteri basati su prove.

L'India ha bloccato tutti i voli dal Regno Unito e ha aumentato la sorveglianza negli aeroporti per fermare l'importazione delle varianti altamente trasmissibili. (Foto espresso: Partha Paul)

Avanti con gli 'SMS'

Quando i vaccini verranno distribuiti più ampiamente, ci sarebbero ulteriori pressioni di selezione sul virus per cambiare. I mutanti di fuga dai vaccini sono ben noti per altri virus e emergeranno anche per SARS-CoV2. Solo un'adeguata sorveglianza genetica catturerà in tempo qualsiasi fallimento del vaccino.

Mentre entriamo nel 2021, il messaggio ai responsabili politici e al pubblico è chiaro. Coloro che sovrintendono alla salute pubblica devono cercare continuamente nuove prove per fare politiche a livello di popolazione. A livello individuale, ognuno di noi deve lavorare per ridurre la trasmissione del virus: meno trasmissione significa meno opportunità per il virus di cambiare. E gli SMS sono l'unico strumento a nostra disposizione in questo momento — riduzione dei contatti , mascherine e sanificazione.

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