Una investigació de l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio, UV-CSIC) analitza com les diferències genètiques determinen la virulència de patògens com el SARS-CoV-2. L'estudi, realitzat en col·laboració amb l'Institut Pasteur, permetrà desenvolupar models més precisos sobre l'evolució dels virus en la població, la immunitat de la qual varia depenent dels gens i d'altres factors com ara l'edat i la nutrició.
Durant la pandèmia de COVID-19 algunes persones s'han infectat vàries vegades amb el virus SARS-CoV-2 mentre que unes altres no ho han fet mai. La susceptibilitat a la infecció davant un virus té unes bases genètiques, però en aquesta ocasió la pregunta és si l'evolució del virus depén també de la genètica de l'hoste.
Aquesta és la qüestió que guia un treball realitzat per l'Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre mixt de la Universitat de València (UV) i el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC), en col·laboració amb l'Institut Pasteur. Els seus resultats suggereixen que allò que condiciona la diversitat viral i l'evolució dels virus és el sistema immunitari en el seu conjunt, i no únicament les defenses específiques. L'estudi es publica en la revista Nature Ecology and Evolution.
Per a realitzar aquesta investigació, l'equip va emprar un model experimental format per la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) i el seu patogen natural, el virus C. Es va elaborar un experiment sobre l'evolució del virus, analitzant la intensitat dels símptomes, la patogènesi i la variabilitat genètica dels virus ja evolucionats. També es van estudiar les forces evolutives –mutació, selecció natural i atzar– que regeixen el procés del virus C en cada genotip de la mosca.
“En primer lloc, hem observat com el virus optimitza la seua capacitat de reproduir-se i d’infectar el genotip de l'hoste en el qual evoluciona, depenent dels mecanismes de defensa d'aquest últim i de la seua resposta a la infecció”, explica Santiago Elena Fito, qui dirigeix el grup de Virologia Evolutiva i de Sistemes de l’I2SysBio. “A més, vam veure que l'adaptació ràpida a l'hoste suposava una disminució de la severitat dels símptomes”, continua.
Finalment, l'equip de recerca va observar que la diversitat genètica dels virus, així com les mutacions que aquests acumulaven al seu genoma, depenien del genotip precís de l'hoste. “Globalment, els nostres resultats indiquen que és el sistema immunitari en el seu conjunt, i no els mecanismes de defensa específics de cada cas, allò que determina la diversitat genètica dels virus i la seua evolució”, resumeix Santiago Elena.
Preguntat sobre les possibles conseqüències d'aquests resultats per als tractaments antivirals, el científic de l’I2SYSBio i coautor de l'article assenyala que “els fàrmacs antivirals actuen sobre el propi virus o sobre la seua interacció amb les cèl·lules, bloquejant la seua entrada per exemple, i no sobre el sistema immune. El nostre complex sistema immune s'estimula amb infeccions naturals i, com és ben sabut, amb les vacunes”, conclou.
Realitzat en col·laboració amb el grup de Carla Saleh de l'Institut Pasteur (París), el treball millora la comprensió sobre la implicació de les diferències genètiques de poblacions d'hostes en la capacitat de resistència a la infecció i en la severitat dels símptomes produïts per patògens virals. Això permetrà desenvolupar models més precisos sobre com els virus poden evolucionar en poblacions genèticament heterogènies, amb nivells d'immunitat que varien amb l'edat i l'estat nutricional, entre altres factors.
Referència:
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