De pangolins, muricecs i humans
29/04/2020
Quin és el nexe comú entre aquestes tres espècies? Certament, un virus, la mínima expressió de les formes vives, ens ha unit amb els pangolins i els muricecs en un malèfic lligam. Les zoonosis, malalties infeccioses transmeses dels animals als humans, han estat un greu problema al llarg de la història de la humanitat. Són moltes les malalties causades per bacteris, virus o paràsits que passen als humans a traves d’un vector o hoste animal. La pesta bubònica, infecció bacteriana transmesa per les puces que viuen en els rosegadors; la grip aviar, infecció vírica transmesa per aus, o la leishmaniosis, infecció parasitària transmesa pels gossos, en són exemples, de zoonosis. Algunes poden afectar tant l’animal hoste com els humans; d’altres, l’animal actua com a vector sense patir la malaltia i són els humans qui la pateixen.
Aquests dies haureu escoltat o llegit moltes teories sobre l’origen del coronavirus SARS-CoV-2, causant de la COVID-19. Algunes d’elles, les conspiradores, vinculen l’origen a una perversa i interessada manipulació humana. Altres, més ortodoxes, relacionen el virus de la COVID-19 amb virus de la família dels coronavirus que infecten animals salvatges, com el pangolí o els muricecs. Pot la ciència ajudar-nos a discernir entre una o altra teoria? Podem aconseguir evidències científiques que ens permetin trobar la teoria més plausible? Som-hi!
Tots els éssers vius, també els virus, disposen del material genètic on es codifiquen totes les funcions i processos necessaris per a la seva existència. En el cas que ens afecta, els coronavirus, el seu material genètic està constituït per una molècula d’àcid ribonucleic o ARN, on es codifiquen totes les proteïnes necessàries per al funcionament del virus. Entre aquestes, n’hi ha una d’especial, la proteïna de l’espícula (espina) del virus, anomenada proteïna S, aquella que forma la corona tan característica d’aquest grup de virus. Més enllà de l’aspecte estètic, la proteïna S és l’encarregada de reconèixer una molècula present en les cèl·lules humanes, l’enzim convertidor d’angiotensina 2 (ACE2), que actua com a porta d’entrada del virus SARS-CoV-2. La proteïna ACE2 s’expressa en les cèl·lules de molts teixits i la seva funció fisiològica està relacionada amb la regulació de la pressió sanguínia. Podríem afirmar que ACE2 és un “convidat de pedra” en aquesta història i que el virus simplement se n’aprofita, de la seva presencia en cèl·lules de molts teixits i òrgans.
En tot procés de zoonosi, el pas de l’animal als humns es produeix quan l’agent patogen, en aquest cas el nostre coronavirus, adquireix la capacitat de reconèixer i penetrar en les cèl·lules humanes. Inicialment, el virus, que viu i es replica en l’animal salvatge, reconeix i infecta les cèl·lules d’aquest. Si es produeix un contacte entre l’animal salvatge i els humans, per exemple si els humans es mengen l’animal salvatge, el virus pot entrar en contacte amb les cèl·lules humanes, però a no ser que la seva proteïna S reconegui les cèl·lules humanes, no els podrà infectar, els humans. Normalment, aquest reconeixement cel·lular no es produeix i les transferències animal-éssers humans passen desapercebudes i són improductives.
Però podem trobar dos escenaris en què la transmissió sigui productiva, és a dir, que els humans s’infectin. En el primer escenari, la proteïna S del virus d’un animal infectat pot canviar fruit de les nombroses mutacions que experimenta durant les replicacions del virus i, per atzar, poden aparèixer virus amb proteïnes S que tinguin la capacitat de reconèixer cèl·lules humanes. Si hi ha transferència animal-éssers humans, ara aquests virus sí que els podran infectar. En un segon escenari, quan hi ha transferència de l’animal als humans, les proteïnes S d’alguns dels virus transferits poden reconèixer, tot i que amb molta dificultat, les cèl·lules humanes i alguns d’ells poden replicar-se en els humans. Durant aquestes ineficients replicacions es poden produir canvis en la proteïna S, que, ara sí, li permetin reconèixer les cèl·lules humanes amb major eficiència i iniciar un cicle exponencial d’infeccions productives.
Un equip de recerca multidisciplinari dirigit pel professor Kristian G. Andersen de l’Institut de Recerca de la Jolla, als USA, ha comparat les seqüencies d’aminoàcids de la proteïna S dels coronavirus de muricecs, pangolí i el SARS-CoV-2 humà. La seqüència d’aquests coronavirus és molt similar, però s’observen diferències en un grup d’aminoàcids de la proteïna, precisament aquells que interactuen amb el receptor que permet infectar les cèl·lules de cada espècie. La proteïna S del coronavirus que infecta els muricecs s’assembla en un 96% amb la del SARS-CoV2 humà. Tot i així, no presenta una estructura característica d’aquests, que sí que hi és en els coronavirus que infecta el pangolí. Per aquest motiu, els investigadors creuen que la transferència ha estat del muricec al pangolí i d’aquest als humans. Recordem que la pandèmia de la COVID-19 es va iniciar cap als mesos de novembre-desembre a la província Xina de Wuhan. Concretament, els primers casos es van documentar als voltants del mercat de Wuhan, on, entre altres productes, hi ha venda d’animals salvatges, essent el pangolí un dels animals més apreciats. Els investigadors han obtingut evidències científiques que demostren que un precursor del SARS-CoV-2 va passar del pangolí a l’humà i que en aquest, mitjançant el procés de selecció natural, va adquirir la capacitat de reconèixer la proteïna AC2, i aleshores va iniciar la pandèmia que ara afecta tot el mon. Aquests resultats indiquen que el pas del pangolí als humans no el va fer un virus amb capacitat infectiva, sinó que aquesta capacitat es va adquirir després en els humans. Aquesta dada és important ja que ens indica que no hem de témer noves transmissions productives del pangolí als humans, perquè aquesta es va produir de manera molt esporàdica i improbable de repetir.
I desprès d’això, què en queda de les teories conspiradores? Els investigadors també han abordat aquest aspecte en el seu estudi, amb conclusions força interessants. Els canvis observats al SARS-CoV-2, que el capaciten per infectar cèl·lules humanes, són, des d’una perspectiva “tècnica”, un nyap, impropis d’un laboratori de disseny molecular que hagués manipulat el virus per donar-li la capacitat d’infectar els humans. Més aviat són el fruit de la selecció natural, que, aprofitant allò que es produeix per atzar, acaba trobant una solució efectiva encara que aquesta no sigui la més “elegant”.
Referència: Andersen KG, i col (2020). The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat Med 26,1–3.
TITULARS:
La COVID-19 és una zoonosi causada per un coronavirus, el SARS-CoV-2, evolucionat a partir d’un coronavirus d’una altra espècie animal, segurament el pangolí.
Probablement tots els coronavirus que infecten mamífers, entre ells els que infecten els humans, procedeixen en últim terme de coronavirus que infecten muricecs.
El salt del virus d’una espècie animal a una altra de diferent requereix que el virus muti adquirint la capacitat de reconèixer cèl·lules de la nova espècie.
Aquests dies haureu escoltat o llegit moltes teories sobre l’origen del coronavirus SARS-CoV-2, causant de la COVID-19. Algunes d’elles, les conspiradores, vinculen l’origen a una perversa i interessada manipulació humana. Altres, més ortodoxes, relacionen el virus de la COVID-19 amb virus de la família dels coronavirus que infecten animals salvatges, com el pangolí o els muricecs. Pot la ciència ajudar-nos a discernir entre una o altra teoria? Podem aconseguir evidències científiques que ens permetin trobar la teoria més plausible? Som-hi!
Tots els éssers vius, també els virus, disposen del material genètic on es codifiquen totes les funcions i processos necessaris per a la seva existència. En el cas que ens afecta, els coronavirus, el seu material genètic està constituït per una molècula d’àcid ribonucleic o ARN, on es codifiquen totes les proteïnes necessàries per al funcionament del virus. Entre aquestes, n’hi ha una d’especial, la proteïna de l’espícula (espina) del virus, anomenada proteïna S, aquella que forma la corona tan característica d’aquest grup de virus. Més enllà de l’aspecte estètic, la proteïna S és l’encarregada de reconèixer una molècula present en les cèl·lules humanes, l’enzim convertidor d’angiotensina 2 (ACE2), que actua com a porta d’entrada del virus SARS-CoV-2. La proteïna ACE2 s’expressa en les cèl·lules de molts teixits i la seva funció fisiològica està relacionada amb la regulació de la pressió sanguínia. Podríem afirmar que ACE2 és un “convidat de pedra” en aquesta història i que el virus simplement se n’aprofita, de la seva presencia en cèl·lules de molts teixits i òrgans.
En tot procés de zoonosi, el pas de l’animal als humns es produeix quan l’agent patogen, en aquest cas el nostre coronavirus, adquireix la capacitat de reconèixer i penetrar en les cèl·lules humanes. Inicialment, el virus, que viu i es replica en l’animal salvatge, reconeix i infecta les cèl·lules d’aquest. Si es produeix un contacte entre l’animal salvatge i els humans, per exemple si els humans es mengen l’animal salvatge, el virus pot entrar en contacte amb les cèl·lules humanes, però a no ser que la seva proteïna S reconegui les cèl·lules humanes, no els podrà infectar, els humans. Normalment, aquest reconeixement cel·lular no es produeix i les transferències animal-éssers humans passen desapercebudes i són improductives.
Però podem trobar dos escenaris en què la transmissió sigui productiva, és a dir, que els humans s’infectin. En el primer escenari, la proteïna S del virus d’un animal infectat pot canviar fruit de les nombroses mutacions que experimenta durant les replicacions del virus i, per atzar, poden aparèixer virus amb proteïnes S que tinguin la capacitat de reconèixer cèl·lules humanes. Si hi ha transferència animal-éssers humans, ara aquests virus sí que els podran infectar. En un segon escenari, quan hi ha transferència de l’animal als humans, les proteïnes S d’alguns dels virus transferits poden reconèixer, tot i que amb molta dificultat, les cèl·lules humanes i alguns d’ells poden replicar-se en els humans. Durant aquestes ineficients replicacions es poden produir canvis en la proteïna S, que, ara sí, li permetin reconèixer les cèl·lules humanes amb major eficiència i iniciar un cicle exponencial d’infeccions productives.
Un equip de recerca multidisciplinari dirigit pel professor Kristian G. Andersen de l’Institut de Recerca de la Jolla, als USA, ha comparat les seqüencies d’aminoàcids de la proteïna S dels coronavirus de muricecs, pangolí i el SARS-CoV-2 humà. La seqüència d’aquests coronavirus és molt similar, però s’observen diferències en un grup d’aminoàcids de la proteïna, precisament aquells que interactuen amb el receptor que permet infectar les cèl·lules de cada espècie. La proteïna S del coronavirus que infecta els muricecs s’assembla en un 96% amb la del SARS-CoV2 humà. Tot i així, no presenta una estructura característica d’aquests, que sí que hi és en els coronavirus que infecta el pangolí. Per aquest motiu, els investigadors creuen que la transferència ha estat del muricec al pangolí i d’aquest als humans. Recordem que la pandèmia de la COVID-19 es va iniciar cap als mesos de novembre-desembre a la província Xina de Wuhan. Concretament, els primers casos es van documentar als voltants del mercat de Wuhan, on, entre altres productes, hi ha venda d’animals salvatges, essent el pangolí un dels animals més apreciats. Els investigadors han obtingut evidències científiques que demostren que un precursor del SARS-CoV-2 va passar del pangolí a l’humà i que en aquest, mitjançant el procés de selecció natural, va adquirir la capacitat de reconèixer la proteïna AC2, i aleshores va iniciar la pandèmia que ara afecta tot el mon. Aquests resultats indiquen que el pas del pangolí als humans no el va fer un virus amb capacitat infectiva, sinó que aquesta capacitat es va adquirir després en els humans. Aquesta dada és important ja que ens indica que no hem de témer noves transmissions productives del pangolí als humans, perquè aquesta es va produir de manera molt esporàdica i improbable de repetir.
I desprès d’això, què en queda de les teories conspiradores? Els investigadors també han abordat aquest aspecte en el seu estudi, amb conclusions força interessants. Els canvis observats al SARS-CoV-2, que el capaciten per infectar cèl·lules humanes, són, des d’una perspectiva “tècnica”, un nyap, impropis d’un laboratori de disseny molecular que hagués manipulat el virus per donar-li la capacitat d’infectar els humans. Més aviat són el fruit de la selecció natural, que, aprofitant allò que es produeix per atzar, acaba trobant una solució efectiva encara que aquesta no sigui la més “elegant”.
Referència: Andersen KG, i col (2020). The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat Med 26,1–3.
TITULARS:
La COVID-19 és una zoonosi causada per un coronavirus, el SARS-CoV-2, evolucionat a partir d’un coronavirus d’una altra espècie animal, segurament el pangolí.
Probablement tots els coronavirus que infecten mamífers, entre ells els que infecten els humans, procedeixen en últim terme de coronavirus que infecten muricecs.
El salt del virus d’una espècie animal a una altra de diferent requereix que el virus muti adquirint la capacitat de reconèixer cèl·lules de la nova espècie.