martes, 27 de julio de 2021
Novedades

Filogénesis del SARS-CoV-2 y el VIH

Pablo Goloboff, investigador del CONICET, participa de un estudio que analiza los patrones de evolución de estos dos patógenos.

 Por Maximiliano Grosso

En la actualidad el mundo entero se halla frente al desafío de dos pandemias causadas por virus de ARN (ácido ribonucleico) muy diferentes: el VIH-1, con aparición y permanencia desde hace ya algunas décadas, y el SARS-CoV-2, que, recientemente, genero colapso en los sistemas sanitarios de varias naciones. Algunas de las estrategias que impulsan la evolución del virus de la inmunodeficiencia humana están en juego en esta reciente y más virulenta especie de coronavirus causante del síndrome respiratorio agudo grave, pero otras son distintas y determinan importantes diferencias en la forma de transmisión y, por lo tanto, en posibles formas de combatirlos.
Pablo Goloboff. Foto: CONICET Fotografía.

En el Laboratorio Nacional Los Álamos (LANL, por sus siglas en inglés) en Nuevo México, Estados Unidos, se indaga sobre asuntos relacionados con la seguridad nacional de ese país. Por este motivo las pandemias y epidemias son consideradas de relevancia en términos de abordaje e investigación para los miembros de esta institución multidisciplinar.

Uno de los grupos de trabajo del LANL abocado al estudio los mencionados virus pandémicos, liderado por Bette Korber y William Fischer, viene haciendo importantes contribuciones y avances tendientes al desarrollo de vacunas para el HIV. Pero la coyuntura ocasionó que, a partir del año pasado, el equipo redirigiera sus investigaciones a la problemática del COVID-19, poniendo énfasis en ciertos aspectos que hacen referencia a la evolución del virus. Esto requiere de la construcción de árboles filogenéticos, campo en el cual Pablo Goloboff, investigador superior del CONICET en la Unidad Ejecutora Lillo (UEL, CONICET-Fundación Miguel Lillo), realizó múltiples investigaciones y desarrolló importantes programas computacionales.

A través de un árbol filogenético se muestran las relaciones evolutivas que diferentes seres vivos tienen entre sí. Es decir, se reconocen los grados de cercanía de ancestros comunes. Pero no es una tarea sencilla, ya que no sólo es necesario contar con suficientes datos -en este caso sólo moleculares, secuencias de ADN, ya que al tratarse de virus no hay caracteres morfológicos- que actúan como huellas de los eventos evolutivos en las especies que se busca integrar al árbol, sino que también se necesita una metodología para analizarlos y poder establecer los vínculos de acuerdo a un criterio adecuado. Es en este campo que se especializa Goloboff hace más de veinte años, quien desarrollo un programa denominado Tree analysis using New Technology (TNT) que ayuda a seleccionar el mejor árbol posible en base a los datos cargados.

“Algunos publicaciones recientes sobre filogenias de COVID han usado ya programas para análisis filogenéticos que yo desarrollé”, señala el investigador de la UEL, para seguidamente explicar que uno de los proyectos del grupo de trabajo de Los Álamos es el de contar con un sistema automatizado de actualizaciones regulares de filogenia del virus, usando la mayor cantidad posible de secuencias disponibles: “Esto requiere análisis bastante complejos que consisten en comparar el ajuste de cientos de miles de secuencias a millones de millones de posibles árboles filogenéticos, lo que se puede hacer en unas pocas horas sólo mediante el uso de técnicas computacionales especiales”.

Pormenorizadamente, el reciente trabajo publicado en la prestigiosa revista Cell Host and Microbe, del grupo Cell, describe que las mutaciones de un solo nucleótido, las inserciones y deleciones (esto es un tipo de mutación genética en la cual se pierde material genético) de múltiples bases; la recombinación y la variación en los glucanos de superficie generan la variabilidad que, guiada por la selección natural, permite tanto la extraordinaria diversidad del VIH-1 como el ritmo más lento de acumulación de mutaciones del SARS-CoV-2. Este ritmo más lento implica una diversidad de SARS-CoV-2 más limitada, aunque sus variantes recientemente emergentes llevan mutaciones en las proteínas de Spike que tienen importantes consecuencias fenotípicas, tanto en términos de resistencia a anticuerpos como de mayor infectividad.

El programa TNT, desarrollado por Pablo Goloboff, es muy usado en trabajos académicos para el armado de árboles filogenéticos de cualquier tipo de organismos, desde virus hasta humanos. Foto: CONICET Fotografía.

 

Este estudio, del que Goloboff es coautor, demuestra las semejanzas y diferencias en patrones de evolución de ambos virus; cómo afectan las distintas maneras en que los virus se propagan, y qué consecuencias pueden tener estos patrones evolutivos para el desarrollo de vacunas e inmunizaciones. “Si bien mi campo de investigación principal es en métodos filogenéticos y no en la virología –subraya el biólogo y especialista en métodos computacionales-, ante esta pandemia que ha puesto al mundo patas arriba, resulta muy grato saber que algunas de mis investigaciones pueden terminar prestando alguna ayuda, por mínima que sea, para entender y combatir esta amenaza”.

 

El rol del programa TNT en el hallazgo del “Hombre dragón”

Pablo Goloboff explica que los métodos filogenéticos sirven para “estudiar la evolución de cualquier tipo de organismod, desde virus hasta humanos”. Un ejemplo es el del trabajo reciente sobre restos fósiles humanos que datan de 146 mil años descubiertos en Harbin, al norte de China. Estos restos representan una nueva especie del género Homo, a la que los investigadores bautizaron como “Hombre dragón”. Para estudiar la ubicación genealógica de esta nueva especie, los investigadores hicieron un análisis computacional de posibles trayectorias evolutivas para numerosas características morfológicas, sobre millones de posibles árboles filogenéticos. Ese análisis computacional mostró que la mejor explicación acerca del origen de los rasgos morfológicos de la nueva especie es mediante árboles que la ubican aún más cercana a nuestros ancestros que los Neanderthal. Los autores realizaron parte de su análisis mediante el uso del programa TNT (siglas en inglés de “Análisis de árboles usando nuevas tecnologías”), desarrollado por el investigador del CONICET. Los hallazgos se publicaron en tres artículos de la revista The Innovation, del grupo Cell.

Referencia bibliográfica

Fischer, W., Giorgi, E. E., Chakraborty, S., Nguyen, K., Bhattarcharya, T., Theiler, J., … & Korber, B. (2021). HIV-1 and SARS-CoV-2: Patterns in the Evolution of Two Pandemic Pathogens. Cell Host & Microbehttps://doi.org/10.1016/j.chom.2021.05.012

  • El Oso Producciones El Oso Producciones
  • C&M Publicidad C&M Publicidad