Una investigación del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, UV-CSIC) analiza cómo las diferencias genéticas determinan la virulencia de patógenos como el SARS-CoV-2. El estudio, realizado en colaboración con el Instituto Pasteur, permitirá desarrollar modelos más precisos sobre la evolución de los virus en la población, cuya inmunidad varía dependiendo de los genes y de otros factores como la edad y la nutrición.
Durante la pandemia de COVID-19 algunas personas se han infectado varias veces con el virus SARS-CoV-2 mientras que otras no lo han hecho nunca. La susceptibilidad a la infección ante un virus tiene unas bases genéticas, pero en esta ocasión la pregunta es si la evolución del virus depende también de la genética del hospedador.
Esta es la cuestión que guía un trabajo realizado por el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), centro mixto de la Universitat de València (UV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con el Instituto Pasteur. Sus resultados sugieren que aquello que condiciona la diversidad viral y la evolución de los virus es el sistema inmunitario en su conjunto, y no únicamente las defensas específicas. El estudio se publica en la revista Nature Ecology and Evolution.
Para realizar esta investigación, el equipo empleó un modelo experimental formado por la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) y su patógeno natural, el virus C. Se elaboró un experimento sobre la evolución del virus, analizando la intensidad de los síntomas, la patogénesis y la variabilidad genética de los virus ya evolucionados. También se estudiaron las fuerzas evolutivas –mutación, selección natural y azar– que rigen el proceso del virus C en cada genotipo de la mosca.
“En primer lugar, hemos observado cómo el virus optimiza su capacidad de reproducirse e infectar al genotipo del huésped en el que evoluciona, dependiendo de los mecanismos de defensa de este último y de su respuesta a la infección”, explica Santiago Elena Fito, que dirige el grupo de Virología Evolutiva y de Sistemas del I2SysBio. “Además, vimos que la adaptación rápida al huésped suponía una disminución de la severidad de los síntomas”, continúa.
Por último, el equipo de investigación observó que la diversidad genética de los virus, así como las mutaciones que estos acumulaban en su genoma, dependían del genotipo preciso del huésped. “Globalmente, nuestros resultados indican que es el sistema inmunitario en su conjunto, y no los mecanismos de defensa específicos de cada caso, lo que determina la diversidad genética de los virus y su evolución”, resume Santiago Elena.
Preguntado sobre las posibles consecuencias de estos resultados para los tratamientos antivirales, el científico del I2SYSBio y coautor del artículo señala que “los fármacos antivirales actúan sobre el propio virus o sobre su interacción con las células, bloqueando su entrada por ejemplo, y no sobre el sistema inmune. Nuestro complejo sistema inmune se estimula con infecciones naturales y, como es bien sabido, con las vacunas”, concluye.
Realizado en colaboración con el grupo de Carla Saleh del Instituto Pasteur (París), el trabajo mejora la comprensión sobre la implicación de las diferencias genéticas de poblaciones de huéspedes en la capacidad de resistencia a la infección y en la severidad de los síntomas producidos por patógenos virales. Esto permitirá desarrollar modelos más precisos sobre cómo los virus pueden evolucionar en poblaciones genéticamente heterogéneas, con niveles de inmunidad que varían con la edad y el estado nutricional, entre otros factores.
Referencia:
Mongelli V, Lequime S, Kousathanas A, Gausson V, Blanc H, Nigg J, Quintana-Murci L, Elena SF, Saleh MC. Innate immune pathways act synergistically to constrain RNA virus evolution in Drosophila melanogaster. Nat. Ecol. Evol. 2022. DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-022-01697-z
FOTO: Santiago Elena