Pangolines, no serpientes, puede ser el eslabón perdido para la transmisión del nuevo coronavirus de murciélagos a humanos.
Desde su brote inicial en Huanan Seafood Wholesale Market en Wuhan, China, a fines de 2019, COVID-19 ha infectado a más de un millón de personas en todo el mundo. Para comprender y controlar la transmisión de COVID-19, los científicos están compitiendo para estudiar el coronavirus que causa la enfermedad: SARS-CoV-2, anteriormente llamado 2019-nCoV.
El SARS-CoV-2 es zoonótico, lo que significa que el virus se originó en animales y saltó a los humanos. Un desafío crítico es determinar qué animal transmitió el virus a los humanos.
Somos un equipo de bioinformáticos y creemos que es nuestra responsabilidad para la comunidad global investigar el origen de este virus.
Basado en la investigación en nuestro laboratorio., creemos que los pangolines, a diferencia de las serpientes, pueden haber servido como anfitriones que transmitieron el coronavirus a las personas y causaron la pandemia de COVID-19 en curso. El pangolín, también conocido como oso hormiguero escamoso, es el único mamífero conocido con escamas y se encuentra en Asia y África.
Misterio de la transmisión zoonótica
Desde enero de 2020, el consenso actual entre la comunidad científica es que SARS-CoV-2 se originó en murciélagos de herradura; Sin embargo, es poco probable que los murciélagos transmitieran directamente el virus a los humanos en función de lo que se sabe sobre la transmisión de coronavirus zoonóticos anteriores.
En cambio, los científicos sospecharon que el coronavirus del murciélago infectó a otro animal, un "huésped intermedio", que posteriormente transmitió el virus a los humanos.
Por ejemplo, el SARS-CoV, que es el coronavirus que causó la pandemia del síndrome respiratorio agudo severo (SARS) en 2003, es un pariente cercano del SARS-CoV-2. También se descubrió que se transmitió de los murciélagos a un host intermedio: la civeta de palma enmascarada – que posteriormente infectó a los humanos.
Del mismo modo, MERS-CoV, el coronavirus que causó el síndrome respiratorio del Medio Oriente (MERS) en 2012, saltó de murciélagos a otro host intermedio, el camello dromedario, antes de infectar a los humanos.
La identidad del huésped intermedio del SARS-CoV-2 es, por lo tanto, un misterio que muchos investigadores esperan resolver, ya que conocer el huésped intermedio es muy útil para prevenir una mayor propagación de la epidemia.
Un Los primeros estudios afirmaron que las serpientes como el krait chino y la cobra china probablemente serían los anfitriones intermedios del SARS-CoV-2. Sin embargo, esta conclusión rápidamente dibujó escepticismo, en parte porque no existe evidencia previa de que los coronavirus puedan saltar de un animal de sangre fría, como las serpientes, a los seres humanos.
Las serpientes hacen host improbable
La afirmación inicial de que las serpientes transmitían SARS-CoV-2 se basó en un análisis de la secuencia genética del virus. Para que funcionen tanto los virus como las células animales, las secuencias genéticas (ARN o ADN) deben traducirse en proteínas, que luego llevan a cabo muchas tareas del virus y la célula.
Estas proteínas existen como cadenas unidas de aminoácidos individuales; cada aminoácido en una proteína está codificado por un grupo de tres nucleótidos, también conocido como codón, en la secuencia genética.
Como hay 64 posibles codones diferentes pero solo 20 aminoácidos, varios codones pueden corresponder al mismo aminoácido; diferentes organismos tendrán diferentes preferencias para qué codón se usa para un aminoácido dado.
El primer estudio planteó la hipótesis de que para que el coronavirus crezca efectivamente dentro de una célula animal, las preferencias de uso de codones del coronavirus deberían coincidir con las de la célula huésped.
Los investigadores compararon el uso de codones en el virus SARS-CoV-2 con el de las células en ocho animales en el mercado mayorista de mariscos Wuhan Huanan. Ese estudio encontró que las serpientes comparten el patrón de uso de codones más similar al SARS-CoV-2, declarando así que las serpientes eran los huéspedes intermedios más probables.
Sin embargo, su hipótesis central de que los coronavirus y sus huéspedes animales comparten un uso similar de codones nunca se verificó. Nuestro equipo de la Universidad de Michigan analizó esta hipótesis y realizó un análisis más sistemático que publicamos en un estudio de seguimiento reciente.
Comparamos los usos de codones de tres coronavirus (SARS-CoV-2, SARS-CoV y MERS-CoV) con los de más de 10,000 diferentes tipos de animales.
Para nuestra sorpresa, descubrimos que el uso de codones de un coronavirus no está determinado por sus anfitriones. Por ejemplo, el uso de codones de SARS-CoV y MERS-CoV está mucho más cerca de las ranas y las serpientes que de sus verdaderos huéspedes animales (civetas y camellos, respectivamente).
Esto muestra que no es posible usar solo el uso de codones en las células de los animales para inferir los huéspedes de los coronavirus, lo que sugiere que es probable que la afirmación temprana de la transmisión del SARS-CoV-2 transmitida por serpientes sea incorrecta.
Descubriendo el pangolín como un posible eslabón perdido
Nuestro estudio de seguimiento también encontró que la secuencia genética de un coronavirus, descubierta en muestras pulmonares de pangolines de Malasia, fue muy similar al SARS-CoV-2. Los dos virus compartieron el 91 por ciento de su secuencia genética.
Hay una similitud particularmente fuerte entre las proteínas de pico de estos dos virus. La proteína espiga, que está en la superficie de un coronavirus, es utilizada por el virus para ingresar a una célula animal.
El coronavirus del murciélago, que fue el antepasado del SARS-CoV-2, tiene 19 aminoácidos en la proteína de la espiga que son diferentes del SARS-CoV-2; El coronavirus pangolín solo tiene cinco aminoácidos que son diferentes del SARS-CoV-2.
Mientras tanto, varios otros grupos de investigación han encontrado más evidencia experimental de pangolinas infectadas por coronavirus muy similar al SARS-CoV-2.
Si bien los pangolines son ahora nuestro principal sospechoso como huésped intermedio, nuestro estudio concluye que otros posibles hosts intermedios aún deben considerarse.
Un coronavirus puede usar más de un tipo de animal para infectar a los humanos: por ejemplo, mientras que las civetas son más conocidas por transmitir SARS, otros animales como los perros de mapache y los tejones de hurón también pueden transportar SARS.
Del mismo modo, los gatos y hurones también puede ser infectado por SARS-CoV-2; Todavía se desconoce si los humanos pueden infectarse por el coronavirus que reside dentro de estos animales.
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Yang Zhang, Profesor de Medicina Computacional y Bioinformática, Universidad de Michigan; Chengxin Zhang, PhD Candidato en Bioinformática, Universidad de Michigany Wei Zheng, Miembro Postdoctoral de Medicina Computacional y Bioinformática, Universidad de Michigan.
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