Chiedi a un esperto di malattie infettive: cosa sappiamo delle mutazioni COVID-19?

Makeda Robinson, MD, PhD, è uno specialista in malattie infettive che attualmente studia le interazioni virus-ospite nei virus emergenti alla Stanford University. Ogni settimana, il dottor Robinson analizza complicati argomenti COVID-19 e affronta pressanti problemi di salute pubblica.

Con l'intensificarsi degli sforzi scientifici per eliminare la SARS-CoV-2, anche la struttura e le attività del virus si intensificano. Stiamo facendo tutto il possibile per tenere SARS-CoV-2 fuori dalla mappa, quindi sta facendo tutto ciò che è in suo potere per rimanere su di esso. In primo luogo: sta mutando.

Cosa significano queste mutazioni? Si dimostreranno più dannosi per noi del virus originale o sono eventi benigni? Ancora più importante, in che modo queste mutazioni influenzeranno i nostri attuali sforzi di trattamento e vaccinazione? Il dottor Robinson ha parlato con Verywell Health della scienza alla base delle mutazioni virali e di cosa significano per il futuro della SARS-CoV-2, nonché degli sforzi per identificarla ed eliminarla.

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Verywell Health: perché un virus muta?

Dr. Robinson: I virus, come gli esseri umani, sono sottoposti a una pressione evolutiva costante, quindi l'obiettivo di un virus è sopravvivere e moltiplicarsi. Le mutazioni che si verificano in un virus sono spesso una risposta ai diversi sforzi del nostro sistema immunitario per identificarlo e neutralizzarlo. Ogni volta che un virus si replica, vengono apportate mutazioni casuali nel suo genoma. Ciò si verifica più frequentemente nei virus a RNA come SARS-CoV-2 rispetto ai virus a DNA come i virus dell'herpes, con cui conviviamo da più tempo.

Virus come SARS-CoV-2 e il virus SARS originale sono entrati nell'uomo da altri animali ospiti. Quando hanno infettato gli esseri umani per la prima volta, era come un mondo completamente nuovo per loro. Hanno dovuto imparare ad adattarsi e cambiare in un ambiente che sta cercando di scovarli e ucciderli, innescando uno scenario di "sopravvivenza del più adatto". Ogni virus avrà le proprie capacità di navigare nel sistema immunitario umano e i ceppi con le migliori tattiche di evasione diventeranno dominanti.

Se la mutazione porta a un'infezione che è rapidamente letale, danneggerà troppo l'ospite, perdendo l'opportunità di infettare gli altri nella comunità. In questo modo, il virus può estinguersi rapidamente ed è improbabile che provochi una pandemia globale.

D'altra parte, se il virus è troppo debole, il nostro sistema immunitario lo rileverà e lo ucciderà rapidamente, impedendo al virus di replicarsi e diffondersi anche ad altri.

C'è un punto debole per un virus in cui può infettare e diffondersi nel modo più efficiente possibile. Più tempo ha a disposizione per evolversi con noi, migliore sarà l'adattamento alle nostre difese.

Verywell Health: le mutazioni del virus sono sempre una brutta cosa?

Dr. Robinson: Le mutazioni dei virus non devono essere necessariamente una cosa negativa; sono un processo naturale che si verifica durante il ciclo di vita virale. In effetti, molte delle mutazioni sono cambiamenti completamente benigni. I virus attraversano il processo di selezione naturale, dove vinceranno i ceppi virali meglio attrezzati per prosperare in un nuovo ambiente. Tenere traccia di questi cambiamenti, in un certo senso, è come mettere insieme un albero genealogico e capire come ogni ramo è diverso, ma correlato all'altro.

Tuttavia, poiché un virus inizia ad allontanarsi dalla sua sequenza originale, dobbiamo essere più cauti sui metodi di prevenzione e sui trattamenti che stiamo fornendo. Se questi interventi sono diretti al virus stesso, potrebbero non funzionare tutti in modo uniforme come avrebbero fatto in precedenza. Man mano che il virus conosce più a fondo il suo ospite, le sue difese cambiano di conseguenza. Quindi dovremo essere ancora più ponderati su come progettare le terapie di quanto avremmo dovuto essere in precedenza, quando il virus era più omogeneo. Un trattamento che potrebbe aver funzionato bene ad aprile potrebbe non avere lo stesso effetto ad ottobre, perché il virus si è evoluto.

Verywell Health: ci sono state mutazioni in SARS-CoV-2?

Dr. Robinson: Il virus ha sviluppato diverse mutazioni che stanno circolando nella popolazione in questo momento. Un recente studio che ha sequenziato oltre 7.000 genomi ha identificato 198 diverse mutazioni ricorrenti.

Sebbene molte delle mutazioni siano innocue, i ricercatori hanno trovato una specifica mutazione nella proteina spike, la parte del virus che si attacca alle cellule umane, che ora è diventata il ceppo globale dominante del virus. Ciò significa che quando guardiamo indietro al genoma originale che è stato sequenziato da Wuhan, in Cina, quella particolare sequenza del genoma non è più la più comune e questa nuova proteina spike è ora il ceppo dominante. La mutazione è stata denominata G614, il che significa che c'era un cambiamento nell'amminoacido alla 614a posizione.

Molti dei vaccini in fase di sviluppo in questo momento stanno prendendo di mira la proteina spike, quindi se stiamo assistendo a un vero cambiamento nella sequenza del target, dobbiamo essere incredibilmente cauti su ciò che etichettiamo come una "risposta sufficientemente neutralizzante" nella clinica del vaccino prove.

Credo che dobbiamo anche pensare alla terapia di combinazione e continuare a sviluppare altri approcci in parallelo. Identificare le aree del virus che sono coerenti tra i ceppi può fornire la nostra migliore possibilità di progettare le migliori terapie e vaccini in futuro. Se stiamo pensando di avere un solo obiettivo specifico, dobbiamo chiederci se tale approccio continuerà a funzionare mentre il virus continua ad adattarsi e cambiare.

Verywell Health: qualcuna di queste mutazioni ha reso il virus più letale?

Dr. Robinson: Stiamo ancora imparando a conoscere i fattori di virulenza associati ai ceppi emergenti. Alcune di queste mutazioni possono portare a un aumento del tasso di infezione o reinfezione.

Il primo caso di reinfezione è stato recentemente descritto a Hong Kong. Il paziente è stato inizialmente infettato da un ceppo virale simile al ceppo Wuhan originale, e quattro mesi e mezzo dopo è stato infettato da un ceppo virale diverso. Il ceppo della reinfezione conteneva la nuova mutazione della proteina spike, che è stata associata a una malattia più grave.

Un recenteCellulail documento ha esaminato più da vicino questa specifica mutazione, denominata G614, e ha scoperto che quelli infettati da un virus contenente la mutazione G614 avevano una durata più lunga di diffusione virale. Ciò significa che sono stati contagiosi per un periodo di tempo più lungo. I ricercatori hanno anche scoperto che durante l'infezione delle cellule in laboratorio, il virus G614 ha dimostrato un aumento dell'infettività fino a nove volte rispetto alla sequenza di proteine ​​spike originale, chiamata D614.

Verywell Health: se qualcuno acquisisce l'immunità SARS-CoV-2, c'è una possibilità che non sia immune a un ceppo mutato del virus?

Dr. Robinson: Il caso di reinfezione ha sollevato importanti domande sul fatto che queste nuove mutazioni possano influenzare il modo in cui il virus innesca le nostre risposte delle cellule B e T, che sono le cellule immunitarie di cui abbiamo bisogno per combattere il virus e sviluppare anticorpi. Molte delle mutazioni osservate nel caso di reinfezione hanno la capacità di interagire con il sistema immunitario adattativo. Ciò solleva preoccupazioni sul fatto che la risposta immunitaria che alcune persone hanno sviluppato al virus SARS-CoV-2 iniziale in primavera possa essere diversa dalle risposte necessarie per attivare una risposta efficace al virus SARS-CoV-2 attualmente in circolazione. Ciò rende lo sviluppo di un vaccino efficace ancora più complesso e vitale.

Verywell Health: questo virus muta a un ritmo normale rispetto ad altri virus?

Dr. Robinson: SARS-CoV-2 sembra accumulare in media circa due mutazioni al mese, un tasso che è da due a quattro volte più lento dell'influenza. L'obiettivo ora sarà imparare come rispondono i diversi ceppi a noi e immergersi più a fondo in queste varianti.

Verywell Health: una potenziale mutazione identificata dagli scienziati è stata collegata a casi più lievi di COVID-19. Questo significa che le mutazioni possono essere buone?

Dr. Robinson: C'è stata una mutazione documentata che sembra in effetti indebolire il virus. L'infezione da un ceppo virale che contiene una delezione di 29 nucleotidi può ridurre la gravità del virus. È stato descritto come portare a una minore probabilità di pazienti che richiedono ossigeno supplementare e può anche avere tassi di replicazione inferiori.

Stiamo ancora imparando perché un virus più debole non si estinguerebbe semplicemente. Avere una versione "più debole" di un virus potrebbe avere vantaggi e rischi per noi. Il virus più debole potrebbe non renderci super malati, ma aumenta la possibilità di infettare più persone. Potremmo anche non montare una risposta immunitaria abbastanza forte, impedendo a coloro che sono stati infettati di creare anticorpi sufficienti.

Verywell Health: in che modo le mutazioni di SARS-CoV-2 influenzano gli sviluppi del vaccino?

Dr. Robinson: Questa è una domanda essenziale quando si pensa di sviluppare le migliori strategie di vaccinazione. Probabilmente avremo bisogno di una combinazione di approcci se l'obiettivo è fermare la diffusione del virus. Un vaccino mirato a uno specifico antigene virale potrebbe non essere sufficiente.

Stiamo ancora imparando a conoscere la sicurezza e l'efficacia delle nuove tecnologie di vaccini che devono essere verificate prima di essere somministrate in modo ampio. Trovare modi per attivare una risposta immunitaria con l'ampiezza e la profondità appropriate per sopraffare e neutralizzare il virus sarà la chiave per sviluppare un'immunità adeguata a sostenere l'immunità della mandria. Dobbiamo capire se questi nuovi ceppi e mutazioni indeboliranno la nostra risposta alla vaccinazione.

Verywell Health: qual è una cosa importante che le persone devono sapere riguardo alle mutazioni?

Dr. Robinson: Dobbiamo tutti continuare a vivere la nostra vita come se fossimo a rischio di infezione. Anche se in passato hai avuto un'infezione da COVID-19, continua a vivere la tua vita come se fossi ad alto rischio come chiunque altro. I dati emergenti su mutazioni e reinfezioni dovrebbero farci diffidare dell'idea dei "certificati" o "passaporti" di immunità, in cui coloro che sono stati precedentemente infettati non hanno più bisogno di aderire alle stesse linee guida di coloro che sono ancora ingenui al virus . Dobbiamo ancora essere tutti concentrati sull'utilizzo di tutti gli strumenti a nostra disposizione per proteggere noi stessi e le nostre comunità.