Varianti della scomparsa: lezioni da Gamma, Iota e Mu

All’inizio del 2021, gli scienziati colombiani hanno scoperto una nuova inquietante variante del coronavirus. Questa variante, in seguito nota come mu, presentava diverse mutazioni preoccupanti che gli esperti ritengono possano aiutarla a eludere le difese del sistema immunitario.

Nei mesi successivi, il mu si è diffuso rapidamente in Colombia, alimentando una nuova ondata di casi di COVID-19. Entro la fine di agosto era stato rilevato in dozzine di paesi e l’Organizzazione mondiale della sanità lo aveva designato come “variante di interesse”.

“Mu stava iniziando a fare rumore a livello globale”, ha affermato Joseph Fauver, un epidemiologo genomico presso l’Università del Nebraska Medical Center e autore di un recente studio sulla variante.

E poi è crollato. Oggi la variante è praticamente scomparsa.

Per ogni delta o omicron c’è una gamma, iota o mu, varianti che hanno provocato picchi locali ma non hanno mai raggiunto il dominio globale. E mentre la comprensione dell’omcron rimane una priorità chiave per la salute pubblica, ci sono lezioni da imparare da questi lignaggi minori, affermano gli esperti.

“Questo virus non ha incentivi a smettere di adattarsi ed evolversi”, ha affermato Joel Wertheim, epidemiologo molecolare dell’Università della California, San Diego. “E vedere come lo ha fatto in passato ci aiuterà a prepararci per quello che potrebbe fare in futuro”.

Gli studi sugli also-rans hanno fatto luce sulle carenze della sorveglianza e sugli errori politici – fornendo ulteriori prove che i divieti di viaggio internazionali in America non erano efficaci – e su ciò che rende il virus efficace, suggerendo che nella prima fase della pandemia, la trasmissibilità era maggiore importante dell’evasione immunitaria.

La ricerca sottolinea anche quanto sia importante il contesto. Le varianti che hanno un impatto in alcuni luoghi non prendono mai piede in altri. Di conseguenza, è difficile prevedere quali varianti diventeranno dominanti e rimanere al passo con le future varianti e patogeni richiederà un monitoraggio completo, quasi in tempo reale.

“Possiamo guadagnare molto guardando la sequenza genomica virale e dicendo: ‘Questo è probabilmente peggio di un altro'”, ha detto Wertheim. “Ma l’unico modo per saperlo davvero è vederlo diffondersi, perché ci sono molte varianti potenzialmente pericolose che non hanno mai preso piede”.

Qui sta guardando mu

Il coronavirus è in continua evoluzione e la maggior parte delle nuove varianti non vengono mai notate o nominate. Ma altri stanno lanciando l’allarme, o perché stanno rapidamente diventando più comuni o perché i loro genomi sembrano minacciosi.

Entrambi erano veri per mu mentre si stava diffondendo in Colombia.

“Aveva alcune mutazioni che le persone stavano osservando molto da vicino”, ha detto Mary Petrone, un’epidemiologa genomica dell’Università di Sydney e autrice del nuovo documento mu. Molte delle sue mutazioni della proteina spike erano state documentate in altre varianti immuno-evasive, tra cui beta e gamma.

Nel nuovo studio, che deve ancora essere pubblicato su una rivista scientifica, gli scienziati hanno confrontato le caratteristiche biologiche di mu con quelle di alfa, beta, delta, gamma e del virus originale. Mu non si è replicato più velocemente di qualsiasi altra variante, hanno scoperto, ma era il più immuno-evasivo del gruppo, più resistente agli anticorpi di qualsiasi variante nota al di fuori dell’omicron, ha detto Fauver.

Analizzando le sequenze genomiche di campioni mu raccolti in tutto il mondo, i ricercatori hanno ricostruito la diffusione della variante. Hanno concluso che mu probabilmente è emerso in Sud America a metà del 2020. È poi circolato per mesi prima di essere rilevato.

La sorveglianza genomica in molte parti del Sud America è stata “incompleta e incompleta”, ha affermato Jesse Bloom, esperto di evoluzione virale presso il Fred Hutchinson Cancer Research Center di Seattle. “Se ci fosse stata una migliore sorveglianza in queste aree, sarebbe stato più facile fare una valutazione più rapida delle preoccupazioni per la mu”.

Mu ha anche presentato un’altra sfida. Si è scoperto che esisteva un tipo di mutazione, nota come mutazione frameshift, che era rara nei campioni di coronavirus. Tali mutazioni sono state contrassegnate come errori quando scienziati, tra cui Fauver, hanno tentato di caricare le loro sequenze mu su GISAID, un archivio internazionale di genomi virali utilizzato per tenere sotto controllo le nuove varianti.

Questa complicazione ha creato ritardi nella condivisione pubblica dei filmati mu. I ricercatori hanno scoperto che il tempo trascorso tra il prelievo di un campione di virus da un paziente e il momento in cui è stato reso pubblico su GISAID è stato costantemente più lungo per i casi mu che per i casi delta.

“Il genoma stesso stava essenzialmente creando lacune di sorveglianza artificiale”, ha detto Fauver. “Ciò ha portato, almeno nella nostra esperienza, a non ricevere dati per settimane quando normalmente proviamo a ottenerli in pochi giorni”.

(I sistemi di controllo della qualità di GISAID sono importanti, hanno sottolineato i ricercatori, e il repository ha risolto il problema.)

Combina queste lacune di supervisione con l’evasione immunitaria di mu e la variante sembrava destinata a decollare. Ma non è quello che è successo. Invece, il mu si è irradiato dall’America meridionale e centrale ad altri continenti, ma non ha circolato ampiamente una volta arrivato lì, hanno scoperto gli scienziati.

“Era un’indicazione che questa variante non era necessariamente adatta per le popolazioni nordamericane ed europee come avevamo previsto”, ha detto Petrone.

Questo probabilmente perché mu si è trovato a competere con una variante ancora più formidabile: delta. Delta non era bravo a evitare gli anticorpi come mu, ma era più trasmissibile. “Quindi alla fine il delta si è diffuso più ampiamente”, ha detto Bloom.

Buona variazione, buon tempo

Lo studio di varianti di successo racconta solo metà della storia.

“Le varianti che non diventano dominanti sono, in un certo senso, controlli negativi”, ha detto Petrone. “Ci dicono cosa è andato storto e, così facendo, aiutano a colmare le lacune di conoscenza sulla forma fisica delle varianti”.

Delta ha superato diverse varianti immuno-evasive oltre a mu, tra cui beta, gamma e lambda. Questo modello suggerisce che l’evasione immunitaria da sola non era sufficiente per consentire a una variante di superare una versione altamente trasmissibile del virus, o almeno non era così all’inizio della pandemia, quando poche persone erano immuni.

Ma le vaccinazioni e le molteplici ondate di infezione hanno cambiato il panorama immunitario. Secondo gli scienziati, una variante altamente immuno-evasiva dovrebbe ora avere più vantaggi, il che probabilmente spiega in parte il successo dell’omicron.

Un altro studio recente ha suggerito che a New York, la gamma immuno-evasiva tendeva a fare meglio nei quartieri con livelli di immunità preesistenti più elevati, in alcuni casi perché sono stati duramente colpiti dalla prima ondata di COVID-19.

“Non possiamo vedere una nuova variante nel vuoto, perché si trova all’ombra di tutte le varianti che l’hanno preceduta”, ha affermato Wertheim, uno degli autori dello studio.

In effetti, lo scontro delle varianti passate rivela che il successo dipende fortemente dal contesto. Ad esempio, New York City potrebbe essere stata il luogo di nascita della variante iota, che è stata rilevata per la prima volta nei campioni di virus raccolti nel novembre 2020. “E così ha preso piede molto presto”, ha detto Petrone. Anche dopo l’arrivo della variante alfa più trasmissibile, iota rimase per mesi la variante dominante in città, prima di scomparire definitivamente.

Ma in Connecticut, dove iota e alpha sono apparsi a gennaio 2021, le cose sono andate diversamente.

“Alpha è decollato immediatamente e iota non ha avuto alcuna possibilità”, ha detto Petrone, che ha condotto uno studio sulle varianti nelle due regioni.

Uno schema simile sta già iniziando a manifestarsi con i molteplici lignaggi di omicron. Negli Stati Uniti è decollata BA.2.12.1, una sottovariante identificata per la prima volta a New York, mentre in Sud Africa BA.4 e BA.5 stanno vivendo una nuova ondata.

Questo è un altro motivo per studiare le varianti che sono diminuite, ha affermato Sarah Otto, biologa evoluzionista presso l’Università della British Columbia. Una variante che non corrispondeva in un determinato momento e luogo poteva decollare in un altro. In effetti, la sfortuna di mu potrebbe essere semplicemente che è apparso troppo presto.

“Forse non c’erano abbastanza persone immunitarie per dare davvero una spinta a questa variante”, ha detto Otto.

Ma la prossima variante di preoccupazione potrebbe essere un discendente o qualcosa di simile a una linea immunitaria evasiva che non ha mai preso piede, ha detto.

Uno sguardo alle varianti precedenti può anche fornire informazioni su ciò che ha funzionato – o non ha funzionato – per contenerle. Il nuovo studio gamma fornisce ulteriori prove del fatto che è improbabile che i divieti di viaggio internazionali, almeno per quanto gli Stati Uniti li hanno implementati, impediscano la diffusione globale di una variante.

Gamma è stata identificata per la prima volta in Brasile alla fine del 2020. Nel maggio di quell’anno, gli Stati Uniti hanno vietato alla maggior parte dei cittadini non statunitensi di recarsi nel paese dal Brasile, una restrizione che è rimasta in vigore fino a novembre 2021. Tuttavia, gamma ha stato rilevato negli Stati Uniti. Stati Uniti nel gennaio 2021 e si è rapidamente diffuso in dozzine di stati.

Poiché la gamma non ha mai dominato il mondo, lo studio della sua diffusione ha fornito un quadro “più chiaro” dell’efficacia dei divieti di viaggio, ha affermato Tetyana Vasylyeva, epidemiologa molecolare dell’Università della California, San Francisco Diego e autrice dello studio.

“Quando si tratta di studiare varianti come, diciamo, delta – qualcosa che ha causato un grave focolaio ovunque – a volte è davvero difficile trovare schemi, perché sta accadendo su larga scala e molto rapidamente”, ha detto. .

In un’emergenza sanitaria globale in corso, con un virus in rapida evoluzione, c’è un comprensibile impulso a concentrarsi sul futuro, ha affermato Fauver. E quando l’attenzione del mondo si è spostata sul delta e poi sull’omicron, lui ei suoi colleghi hanno discusso se continuare lo studio delle vecchie notizie mu.

“Eravamo tipo, ‘A qualcuno importa di più di mu?'”, Ha ricordato Fauver. “Ma pensiamo che ci sia ancora spazio per studi di alta qualità che chiedono informazioni sulle precedenti varianti di preoccupazione e cercano di svelare cosa è successo”.

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