Fernando González Candelas, Universitat de València

Fa uns dies, un grup de científics de la Universitat de València i de FISABIO hem obtingut i publicat les primeres seqüències del genoma complet del coronavirus SARS-CoV-2 de pacients espanyols. Ens hem afegit a un nombrós grup d'investigadors de tot el món que, des de pràcticament l'inici de la pandèmia de COVID-19, comparteixen la informació genètica d'aquest virus.

Entre les nombroses preguntes que ens fem aquests dies sobre aquesta malaltia i el virus que la causa, ara intentarem respondre’n una més: per a què serveix seqüenciar el genoma del coronavirus?

De la biologia bàsica a l'evolució

El genoma de qualsevol organisme, virus inclosos, són les instruccions moleculars, en forma de nucleòtids, necessàries per al seu funcionament i la transmissió a la descendència. La majoria d'organismes (incloent-hi els bacteris i molts virus) tenen un genoma amb un codi format per quatre nucleòtids. Les conegudes bases de l'ADN: A, C, G i T.

Alguns virus, entre els quals hi ha patògens molt importants com el de la grip, l'hepatitis C o el VIH, tenen un genoma d'ARN. És a dir, amb una base diferent: O en comptes de T. Però el codi amb el qual s'interpreten les instruccions és el mateix, canviant només la T per la O. Això possibilita que un virus d'ARN puga “segrestar” la maquinària molecular d'una cèl·lula humana i obligar-la a copiar i executar les seues instruccions en compte de les de la pròpia cèl·lula.

No sols això. A més de portar les instruccions per a funcionar i transmetre's, el genoma actua com a arxiu històric de l'evolució. Això vol dir que els canvis, les mutacions que permeten que els organismes es modifiquen i s'adapten al seu ambient, són en realitat canvis en les bases nucleotídiques. Per exemple, si on abans hi havia una A apareix ara una T, és possible que s'altere una proteïna, que l'organisme perda (o guanye) una funció o que s'altere la regulació del desenvolupament d'un embrió. Aplicant models matemàtics i bioinformàtics, podem reconstruir la història evolutiva de qualsevol grup d'organismes actuals comparant les seues seqüències genòmiques.

La secüència del genoma té múltiples aplicacions

Encara que en els darrers anys hem sentit parlar bastant de la seqüenciació de genomes per a la medicina personalitzada, per a la cerca de gens associats a malalties neurodegeneratives o per a parar la progressió de tumors, quasi sempre ens referim al genoma humà. Però la realitat és que també seqüenciem, i en gran quantitat, els genomes de microorganismes patògens.

En aquest cas, els genomes ens subministren un altre tipus d'informació. Seguiré un ordre cronològic sobre el desenvolupament de l'epidèmia per veure què ens aporta primer una seqüència i després moltes seqüències del genoma del coronavirus.

El primer genoma de SARS-CoV-2 s’obtingué a Wuhan, a la fi de desembre de 2019. Això permeté identificar al virus com un coronavirus i comprovar que era diferent dels altres coronavirus coneguts. L'anàlisi evolutiva demostrà que estava emparentat amb virus amb un hoste primari que són espècies de ratpenats, la qual cosa va portar a postular que aquests són també el reservori original del SARS-CoV-2.

Ara bé, tant el SARS-CoV com el MERS-CoV (els altres dos coronavirus que han causat brots epidèmics recentment) van saltar a l'espècie humana a través d'espècies intermediàries, civetes i camells, respectivament, cosa que fa sospitar que el mateix ha succeït en l'origen del COVID-19. Encara no s'ha identificat aquest hoste intermediari.

L'anàlisi comparada del genoma amb el d'altres virus permet identificar quines mutacions fan diferent el SARS-CoV-2 i en quines s’assembla a altres virus. Això ens permet buscar dianes terapèutiques, entendre com entra el virus a les cèl·lules o explicar per què afecta més homes que dones.

Ja està mutant

Gràcies a l'elevada taxa de mutació dels virus amb genoma d'RNA, els canvis en els seus genomes s'acumulen en qüestió de dies. Si bé el ritme d'evolució del SARS-CoV-2 és més lent que el de la grip o el VIH, encara és prou ràpid perquè puguem observar les mutacions acumulades des que es van produir les primeres infeccions a Wuhan. Per fer-ho, cal comparar les seqüències de molts virus i, amb aquest fi, és essencial poder accedir a la informació que es va generant des de diferents racons del món.

Això es duu a terme gràcies a la col·laboració desinteressada de molts científics, que comparteixen les seqüències que obtenen en una plataforma establerta prèviament per a la vigilància de la grip (GISAID, sigles de Global Initiative on Sharing All Influenza Data). Les dades genòmiques en brut són imprescindibles, però encara més analitzar-les en temps real, cosa que és possible gràcies a un programa que aprofita les dades de GISAID per a establir les rutes de transmissió del virus.

Igual que estudiem l'evolució a llarg termini, a curt termini podem estudiar l'epidemiologia segons els virus. Tenim així una potentíssima eina per a contrastar els resultats de l'epidemiologia clàssica, basada en l'estudi de contactes, i enfortir les mesures de control de l'epidèmia i la seua efectivitat.

Fernando González Candelas, Catedràtic de Genètica. Responsable Unitat Mixta d'Investigació "Infecció i Salut Pública" FISABIO-Universitat de València I²SysBio. CIBER Epidemiologia i Salut Publica, Universitat de València 

Aquest article es publicà originalment en The Conversation. Llegiu l'original.