COVID-19: Dos años después, la evolución del coronavirus sigue sorprendiendo a los expertos

Raul Andino conoce sus patógenos. Durante más de 30 años, este investigador de la Universidad de California, San Francisco, ha estudiado los virus de ARN, un grupo que incluye el virus que causa la COVID-19. Sin embargo, nunca imaginó que sería testigo de una pandemia de esta magnitud en su vida. 

“La envergadura y las implicaciones son, aún, difíciles de comprender”, enfatiza Andino.

Aunque los expertos en su campo sospechaban que se produciría una pandemia, “es difícil saber cuándo”, agrega. “Es similar a un terremoto, sabes que sucederá, pero normalmente no piensas en ello".

A dos años del inicio de la pandemia

El 11 de marzo de 2020 (hace aproximadamente dos años) la Organización Mundial de la Salud (OMS) declaró a la COVID-19 como una pandemia. Desde entonces, la enfermedad ha infectado a aproximadamente 500 millones de personas en casi 200 países y ha matado a más de seis millones de personas en todo el mundo, pero aún no ha terminado.

En su recorrido, este coronavirus ha dado a los científicos muchas sorpresas: gran parte de la comunidad científica sigue sorprendida por la rapidez con la que evoluciona el virus, lo que hace en el cuerpo humano y cómo se transmite de una especia a otra.

El virus original, llamado SARS-CoV-2, evolucionó rápidamente en una serie de variantes que han impedido el retorno a la normalidad prepandémica.

Incluso con el plan genético del virus a disposición y la capacidad de decodificar los genomas de nuevas variantes en cuestión de horas, los virólogos y los profesionales de la salud luchan por predecir cómo sus mutaciones alterarán la transmisibilidad y gravedad del virus.

Millones de personas se enfrentan a síntomas que persisten durante semanas o varios meses después de que se les haya diagnosticado una infección. Los científicos se apresuran a comprender la biología de este nuevo y desconcertante síndrome llamado COVID prolongado.

Después de dos años, todavía hay muchas cosas que no sabemos sobre el SARS-CoV-2, explica David Wohl, especialista en enfermedades infecciosas de la Universidad de Carolina del Norte.

A continuación, todo lo que los científicos han descubierto hasta ahora y los misterios que siguen atrayendo y frustrando a los expertos en coronavirus.

COVID-19: la rapidez de su propagación

Los expertos llevaban décadas advirtiendo sobre una especie de pandemia inminente. A medida que los seres humanos amplían sus asentamientos hacia zonas silvestres, aumentan las probabilidades de que un nuevo patógeno salte de un animal a una persona, dando lugar a una enfermedad zoonótica mortal.

Un estudio publicado en Nature reveló que las enfermedades infecciosas emergentes originadas en la fauna salvaje habían aumentado considerablemente entre 1940 y 2004.

Sin embargo, a la mayoría de los expertos les preocupaba el virus de la gripe y no esperaban que necesariamente un coronavirus causara tales estragos.

Eso cambió con el brote de Síndrome Respiratorio Agudo Severo (SARS) de 2002-04, que infectó a más de 8.000 personas en 29 países y dejó 774 muertos.

Luego, el brote de 2012 del Síndrome Respiratorio de Oriente Medio (MERS) infectó a más de 2.000 personas en 37 países; ese virus ha matado hasta ahora a casi 900.

Sin embargo, la gente no prestaba tanta atención a los coronavirus en comparación con los virus “realmente malos”, como los virus de la gripe, el VIH o el dengue, afirma Andino.

Entonces, el SARS-CoV-2 llegó con fuerza. Se propagó con más rapidez que los anteriores coronavirus y una de las razones, según sospechan los científicos, es su capacidad para pasar eficazmente de una célula a otra.

El SARS-CoV-2 también es más difícil de contener, porque provoca muchos casos asintomáticos, personas que pueden propagar el virus sin saberlo.

"En cierto modo, el SARS-CoV-2 ha encontrado una forma de propagarse (rápidamente) y también de causar la enfermedad", afirma Andino. "Es el peor de los escenarios posibles".

(Te pude interesar saber cómo las infecciones pasan de los animales a las personas)

La evolución de las variantes del coronavirus

Además de sus rarezas, el virus SARS-CoV-2 adquirió mutaciones genéticas mucho más rápido de lo esperado.

Los coronavirus suelen mutar a un ritmo menor que otros virus de ARN, como la gripe y el VIH. Tanto el SARS-CoV como el SARS-CoV-2 acumulan aproximadamente dos mutaciones cada mes; entre la mitad y la sexta parte de la tasa observada en los virus de la gripe.

Esto se debe a que los coronavirus tienen proteínas que identifican y corrigen los errores introducidos en el material genético del virus a medida que éste se replica.

“Por eso pensamos que (el SARS-CoV-2) no evolucionaría muy rápido”, sostiene Ravindra Gupta, microbiólogo clínico de la Universidad de Cambridge.

Pero el virus demostró rápidamente que Gupta y sus colegas estaban equivocados. La aparición de alpha, la primera variante preocupante, identificada en el Reino Unido en noviembre de 2020, sorprendió a los científicos.

Tenía 23 mutaciones que la diferenciaban de la cepa original del SARS-CoV-2, ocho de las cuales estaban en la espiga de proteína, que es esencial para anclarse a las células humanas e infectarlas. 

“Quedó claro que el virus podía dar estos (sorprendentes) saltos evolutivos”, destaca Stephen Goldstein, virólogo evolutivo de la Universidad de Utah. Con este conjunto de mutaciones, alpha era un 50% más transmisible que el virus original.

La siguiente versión, beta, se identificó por primera vez en Sudáfrica y se notificó como variante preocupante apenas un mes después.

Presentaba ocho mutaciones en la espiga viral, algunas de las cuales ayudaban al virus a escapar de las defensas inmunitarias del organismo.

La variante gamma, identificada en enero de 2021, tenía 21 mutaciones, 10 de las cuales estaban en la espiga de proteína.

Algunas de estas mutaciones hacían que gamma fuera altamente transmisible y le permitía reinfectar a los pacientes que previamente habían tenido COVID-19.

“Es sorprendente ver que estas variantes dan saltos significativos en la transmisibilidad”, cuenta Goldstein. “No creo que hayamos observado a un virus hacer eso antes, pero por supuesto, no hemos observado ninguna pandemia previamente con la  capacidad de secuenciación genética que tenemos ahora”.

Luego vino delta, una de las variantes más peligrosas y contagiosas. Fue identificada por primera vez en la India y designada como una variante digna de preocupación en mayo de 2021.

A finales de 2021 esta variante era ya la dominante en casi todos los países. Su constelación única de mutaciones, 13 en general y siete en la espiga, hicieron que delta sea dos veces más infecciosa que la cepa original SARS-CoV-2, llevando a infecciones más duraderas y produciendo 1.000 veces más virus en los cuerpos de las personas infectadas. 

“La capacidad (del SARS-CoV-2) de encontrar nuevas soluciones y formas de adaptarse y propagarse con tanta facilidad es increíblemente sorprendente”, profundiza Andino.

Sin embargo, ómicron, que es de dos a cuatro veces más contagiosa que delta, sustituyó rápidamente a esa variante en muchas partes del mundo.

Identificada por primera vez en noviembre de 2021, lleva un número inusualmente alto de mutaciones (más de 50 en total y al menos 30 en la espiga), algunas de las cuales le ayudan a evadir los anticuerpos mejor que todas las versiones anteriores del virus. 

“Estos enormes saltos (en las mutaciones) hacen que la pandemia sea mucho menos predecible”, afirma François Balloux, biólogo computacional del Instituto de Genética del University College London, en el Reino Unido.

(Contenido relacionado: Variante ómicron está esquivando el sistema inmunológico, pero los refuerzos de las vacunas muestran indicios prometedores)

El coronavirus y las infecciones crónicas

Una de las explicaciones más convincentes de los enormes saltos en el número de mutaciones es que el virus del SARS-CoV-2 pudo evolucionar durante largos periodos de tiempo en los cuerpos de personas inmunodeprimidas.

En el último año, los científicos han identificado a pacientes con cáncer y personas con la enfermedad del VIH en estado avanzado que no pudieron deshacerse de su infección por COVID-19 durante meses o casi un año.

Sus sistemas inmunitarios debilitados permitieron que el virus persistiera, se replicara y mutara durante meses.

Gupta identificó una de esas mutaciones (también observada en la variante alfa) en una muestra de un paciente de cáncer que permaneció infectado durante 101 días.

Asimismo, los científicos registraron una multitud de mutaciones que ayudaron al virus a escapar de las defensas inmunitarias del cuerpo de un paciente con VIH avanzado, en Sudáfrica, el cual estuvo infectado durante seis meses.

“Que el virus cambie su biología tan rápidamente en su historia evolutiva es un gran hallazgo”, afirma Gupta. Otros virus, como el de la gripe y el norovirus, también sufren mutaciones en individuos inmunodeprimidos, pero “es muy raro”, compara Gupta, e “infectan un estrecho rango de células”.

Por el contrario, el SARS-CoV-2 ha demostrado ser capaz de infectar muchas áreas diferentes del cuerpo, creando aún más efectos desconcertantes para los científicos.

Qué daños provoca el coronavirus

Al principio de la pandemia, los profesionales médicos notaron que el virus no sólo provocaba una enfermedad similar a la neumonía. Algunos pacientes hospitalizados también presentaron daño cardíaco, coágulos de sangre, complicaciones neurológicas y defectos renales y hepáticos.

Los estudios realizados en los primeros meses sugirieron una razón.

El SARS-CoV-2 utiliza proteínas llamadas receptores ACE2 en la superficie de las células humanas para infectarlas. Pero debido a que ACE2 está presente en muchos órganos y tejidos, el virus infecta a más partes del cuerpo que sólo las vías respiratorias.

También se encontró el virus, o partes de él, en las células de los vasos sanguíneos, las células renales y pequeñas cantidades en las células del cerebro.

“He estudiado muchas pandemias y en casi todas ellas, si miras el cerebro, encontrarás el virus presente”, relata Avindra Nath, neuroinmunólogo de los Institutos Nacionales de Salud.

Por ejemplo, los tejidos de las autopsias cerebrales de 41 pacientes hospitalizados y fallecidos de COVID-19 revelaron bajos niveles del virus. Pero también había claros signos de daño, como neuronas muertas y vasos sanguíneos destrozados. 

“Esa es la mayor sorpresa”, concluye Nath.

Es probable que el virus provoque que el sistema inmunológico del cuerpo entre en un modo hiperactivo llamado tormenta de citoquinas, que causa inflamación y lesiones a diferentes órganos y tejidos.

Una respuesta inmune anormal puede persistir incluso después de la infección, lo que resulta en síntomas persistentes como fatiga crónica, palpitaciones cardíacas y niebla cerebral.

“Pero hay reservorios de virus que pueden causar inflamación crónica”, añade Sonia Villapol, neurocientífica del Instituto de Investigación Metodista de Houston.

Un estudio reciente que aún no ha sido revisado por pares demostró que el material genético del SARS-CoV-2 podría persistir hasta 230 días en el cuerpo y el cerebro de pacientes con COVID-19, incluso en aquellos que sólo albergaban infecciones leves o asintomáticas.

Susan Levine es médica de enfermedades infecciosas en Nueva York y se especializa en el tratamiento y diagnóstico del síndrome de fatiga crónica (SFC), que tiene síntomas paralelos con el COVID prolongado. En la actualidad, atiende a 200 pacientes cada semana, frente a los 60 que atendía en tiempos prepandémicos.

A diferencia del SFC, el COVID prolongado “te golpea como una tonelada de ladrillos”, enfatiza Levine. "Es como un tornado dentro de tu cuerpo en el que pasas de trabajar 60 horas semanales a estar en la cama todo el día a tan solo una semana de haber contraído la infección".

(Más información: Los rayos X más brillantes del mundo revelan los daños de la COVID-19 en el cuerpo humano)

Cómo se transmite el virus de animales a humanos (y viceversa)

Ahora, los científicos están preocupados por la persistencia del SARS-CoV-2 fuera de las poblaciones humanas y su potencial para propagarse a otros animales y saltar de nuevo a los humanos, posiblemente extendiendo la pandemia.

En abril de 2020, los tigres y leones en el zoológico del Bronx de Nueva York dieron positivo de COVID-19, lo que despertó el interés en encontrar otros animales que podrían ser susceptibles.

Poco después, un estudio identificó a los mamíferos, incluyendo ciertos primates, ciervos, ballenas y delfines, como los más vulnerables al COVID-19 dada la similitud entre sus receptores ACE2 y la contraparte en las células humanas.

Otro estudio utilizó un enfoque de aprendizaje automático para evaluar las capacidades de 5.400 especies de mamíferos de transmitir SARS-CoV-2 y encontró que varios de los animales con mayor riesgo de propagar el COVID-19 eran los que vivían junto a las personas, como el ganado e incluso las mascotas.

Hasta ahora, el SARS-CoV-2 ha infectado a gatos, perros y hurones, ha devastado granjas de visones y se ha extendido a tigres, hienas y otros animales en los zoológicos. Es más, el SARS-COV-2 ha saltado con éxito de los seres humanos a los visones en cautiverio y de nuevo en los agricultores de visones.

Incluso, una persona en Canadá estaba potencialmente infectada con COVID-19 cuando el virus saltó hacia ella desde un venado de cola blanca. 

“La preocupación es que, si continúa evolucionando en los ciervos hasta un punto en el que estos animales se vuelvan cada vez más inmunes, los anticuerpos preexistentes de su reinfección también podrían impulsar aún más la evolución viral”, analiza Samira Mubareka en el Centro de Ciencias de la Salud Sunnybrook de Canadá. Además, “el virus puede estar circulando en otros animales”.

Aun así, la propagación del SARS-CoV-2 entre los humanos sigue siendo una preocupación mayor para los científicos, a medida que aprenden más sobre el virus y su presencia e impacto tanto en humanos como en animales. 

“Todavía no sabemos qué nos depara el futuro”, asegura Wohl. "Llevamos más de dos años de historia y trayectoria y aun así, con lo que conocemos, sigue siendo difícil predecir lo que ocurrirá".