Visits: 289
Un modello teorico meccanicistico rivela come le varianti acquisiscono una costellazione di mutazioni
Preoccupanti varianti di coronavirus stanno emergendo da infezioni croniche a lungo termine da COVID in persone che potrebbero essere immunodepresse e incapaci di eliminare il virus come pubblicato dagli scienziati della Emory University e dell’Università di Oxford su Frontiers in Virology (https://www.news-medical.net/news/20220823/SARS-CoV-2-variants-of-concern-emerging-from-chronic-long-term-COVID-infections-study-shows.aspx#:~:text=Search-,SARS%2DCoV%2D2%20variants%20of%20concern%20emerging%20from,chronic%20COVID%20infections%2C%20study%20shows&text=The%20coronavirus%20variants%20of%20concern,a%20new%20study%20strongly%20suggests).
“Invece di evolvere dalle catene di trasmissione di infezioni acute da COVID in centinaia di milioni di persone, i nostri risultati mostrano che preoccupanti varianti derivano da rari casi in cui qualcuno potrebbe avere un’infezione attiva per mesi”, afferma Daniel Weissman, autore corrispondente ed Emory professore di biologia e fisica incentrato sulla teoria evolutiva quantitativa.
“Un messaggio chiave da portare a casa è che è importante trovare queste persone che sono cronicamente infette e fornire loro supporto per riprendersi”, aggiunge Mahan Ghafari, primo autore del documento e ricercatore post-dottorato presso l’Università di Oxford. “In molti casi possono essere asintomatici e non rendersi nemmeno conto di essere infettati da COVID, sebbene stiano attivamente diffondendo il virus”.
Virus come SARS-CoV-2 si evolvono continuamente a causa di mutazioni occasionali nel codice genetico che possono verificarsi quando si replicano. “Quando un virus si copia, non sempre fa copie perfette”, spiega Weissman.
Di solito, tali mutazioni casuali non apportano benefici al virus né sollevano le preoccupazioni degli scienziati che monitorano questi cambiamenti. Occasionalmente, tuttavia, le mutazioni danno luogo a una variante del virus che può renderlo più trasmissibile, più difficile da rilevare e trattare e anche più letale.
L’Organizzazione Mondiale della Sanità definisce una variante preoccupante SARS-CoV-2 come quella che ha maggiori probabilità di causare infezioni anche in coloro che sono vaccinati o in coloro che erano stati precedentemente infettati.
“Durante i primi mesi della pandemia, non sembrava che il coronavirus si sarebbe adattato a una variante preoccupante”, afferma Weissman. “Ma allora, boom, boom, boom! Non solo il coronavirus si è evoluto in COV, ma lo ha fatto tre volte in rapida successione alla fine del 2020”.
L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha soprannominato queste prime tre varianti di preoccupazione alfa, beta e gamma.
Perché tutti e tre questi COV erano emersi più o meno nello stesso momento e apparentemente in tre aree lontane del mondo?
Un altro mistero era il motivo per cui si verificavano grandi gruppi di mutazioni nei COV. “Un elemento chiave che ha distinto questi COV da altri lignaggi di virus che stavano circolando è che ognuno di essi ha un numero enormemente elevato di mutazioni”, osserva Ghafari. “Questo è un importante punto di distinzione in termini evolutivi.”
Almeno alcune delle mutazioni del COV sono state rilevate in casi cronici di COVID, portando all’ipotesi che questi casi a lungo termine possano essere la fonte dei COV. L’altra teoria principale era che i COV stavano emergendo dalla trasmissione sostenuta di infezioni acute in aree del mondo con scarsa sorveglianza genomica del virus.
Ghafari, Weissman e i loro collaboratori sono stati tra i primi team a testare metodicamente queste teorie sull’emergere dei COV alfa, beta e gamma.
I ricercatori hanno costruito un modello teorico meccanicistico per studiare il problema, utilizzando i dati esistenti e il software che hanno sviluppato. Il modello risultante esclude la teoria secondo cui i COV sono emersi dalla trasmissione sostenuta di infezioni acute e supporta pienamente la teoria secondo cui ciascuna variante si è evoluta all’interno di un singolo individuo con un’infezione cronica.
Il modello mostra come fossero necessarie più mutazioni, ognuna delle quali potrebbe essere stata neutra o leggermente vantaggiosa per la forma fisica virale. In questo modo, una variante alla fine acquisisce una costellazione di mutazioni che le consentono di diventare più trasmissibile.
Sebbene il presente documento abbia attinto dai dati per le varianti alfa, beta e gamma, il modello teorico risultante spiega anche la successiva comparsa indipendente dei COV delta e omicron. Delta è emersa in India alla fine del 2020, attraversando rapidamente quel paese e diffondendosi in tutto il mondo. Il delta si è attenuato dopo che l’omicron, che non è un discendente della variante delta, è emerso in Sud Africa alla fine del 2021. Omicron è diventato rapidamente il COV globale dominante.
I ricercatori hanno reso pubblicamente disponibile il loro modello e il loro software per consentire ad altri di studiare l’evoluzione delle varianti SARS-CoV-2.
“Idealmente, vorremmo essere finalmente in grado di quantificare i tempi in cui potrebbero emergere nuove varianti in futuro”, afferma Weissman. “Ciò ha enormi implicazioni dal punto di vista della salute pubblica”.
Gli studi hanno dimostrato che alcune persone immunocompromesse, come quelle che assumono farmaci per altri disturbi cronici, hanno portato infezioni COVID attive per un anno o anche più a lungo. È fondamentale identificare queste persone, sottolineano i ricercatori, non solo per aiutarle a essere curate per il COVID, ma anche per condurre la sorveglianza genomica dei virus SARS-CoV-2 che trasportano.
“Chissà quale variante potrebbe ribollire dopo da un individuo cronicamente infetto?” dice Ghafari. “Il nostro studio mostra che da un punto di vista evolutivo, possiamo aspettarci qualcosa di completamente diverso dai precedenti COV. Se vogliamo essere un passo avanti a questo virus, dobbiamo identificare e sorvegliare più attivamente le persone con infezioni croniche”.