Misteriosos linajes de coronavirus aparecen en las aguas residuales de Nueva York

Se han encontrado linajes desconocidos del virus que causa el COVID-19 en las aguas residuales de la ciudad de Nueva York, lo que hace temer que el nuevo coronavirus esté encontrando formas de escapar a la inmunidad.

Los linajes no parecen estar preparados para estallar y causar una nueva oleada en este momento. Su proporción ha subido y bajado junto con las tasas de casos de Nueva York, y no hay señales de que estas versiones del virus se estén volviendo más comunes con el tiempo. Pero las mutaciones observadas en los linajes misteriosos son similares a las que permiten a la variante omicrón escapar parcialmente a la inmunidad de la vacunación y la infección previa, dijo John Dennehy, virólogo del Graduate Center de la City University de Nueva York, que codirigió la investigación.

"El hecho de que la variante omicron provenga de algún lugar desconocido y que comparta bastantes de sus mutaciones con la variante desconocida que vemos en la ciudad de Nueva York, eso plantea una preocupación bastante seria de que lo que sea que estamos viendo pueda encontrar la combinación adecuada de mutaciones que lo hagan altamente transmisible", dijo Dennehy a Live Science.

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También es preocupante: Los investigadores no saben de dónde proceden los nuevos linajes virales. Los linajes sólo se encuentran en zonas limitadas de la ciudad, y no parece que se estén propagando de barrio en barrio. Podrían provenir de personas infectadas crónicamente o quizás de un reservorio animal, pero ¿de qué animal? De momento, no hay pruebas firmes de ninguna opción.

"Nada tiene un sentido perfecto", afirma Marc Johnson, virólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Missouri.

Incógnitas desconocidas

Muchas ciudades hacen un seguimiento de las aguas residuales para tratar de determinar la cantidad de SARS-CoV-2 que circula en la comunidad. Dado que las personas empiezan a diseminar el virus en la materia fecal antes de sentirse enfermas o de someterse a las pruebas, los niveles del virus en las aguas residuales preceden al aumento de los casos que aparecen en las pruebas en unas tres semanas, dijo Johnson.

Pero son relativamente pocos los lugares que realizan la secuenciación genética del material vírico que se encuentra en las aguas residuales. Dennehy empezó a trabajar en la secuenciación genética en Nueva York después de que la variante alfa dejara claro que las mutaciones del coronavirus iban a ser una fuerza a tener en cuenta. Después de que Dennehy y sus colegas Monica Trujillo, también en CUNY, y Davida Smyth, ahora en Texas A&M San Antonio, aparecieran en un episodio del popular podcast This Week in Virology en abril de 2021, Johnson se puso en contacto. Había estado haciendo una secuenciación similar en Missouri y estaba perdiendo el sueño por las noches por las secuencias de ARN viral que no coincidían con nada en las bases de datos globales de variantes de coronavirus.

"Me estaba volviendo loco", dijo Johnson a Live Science.

Las variantes de Missouri desaparecieron a finales de abril de 2021, para no volver a ser vistas. Pero los investigadores empezaron a colaborar en una secuenciación más exhaustiva del ARN viral encontrado en la ciudad de Nueva York, preguntándose si encontrarían las mismas secuencias que habían visto en Missouri. No lo hicieron. Pero sí encontraron un grupo de secuencias completamente nuevas y desconocidas.

Los investigadores ampliaron sus esfuerzos, analizando las aguas residuales de las 14 plantas de tratamiento de aguas residuales de la ciudad dos veces al mes, construyendo finalmente un registro que abarca desde enero de 2021 hasta el presente.

Evasión inmunológica

Los investigadores utilizan una técnica que no les permite secuenciar todo el genoma viral, pero que se centra en aproximadamente la mitad de la proteína de la espiga que el virus utiliza para entrar en las células. Esta región contiene una zona clave denominada dominio de unión al receptor (RBD). Muchas de las mutaciones que permiten al omicron evadir los anticuerpos de las vacunas o de las infecciones no relacionadas con el omicron se encuentran en el RBD. Lo mismo ocurre con las mutaciones observadas en los linajes encontrados en las aguas residuales de Nueva York. (Los investigadores utilizan la palabra "linajes" para evitar la confusión con el término "variantes preocupantes" utilizado por la Organización Mundial de la Salud. Pero, según Dennehy, genéticamente hablando, son el mismo concepto: Secuencias que representan poblaciones únicas de virus que se replican y que están relacionadas genéticamente entre sí).

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Los investigadores estudiaron cuatro de estos linajes misteriosos, denominados WNY1, WNY2, WNY3 y WNY4. Descubrieron que todos ellos tenían la capacidad de evadir parcial o totalmente los anticuerpos que atrapan fácilmente el virus SAR-CoV-2 original. Aunque el plasma sanguíneo de personas vacunadas o con infecciones anteriores podía neutralizar parcialmente los cuatro linajes, esta neutralización era reducida en comparación con el virus original.

"Eran mutaciones exactamente donde se esperaría encontrar mutaciones si el virus estuviera tratando de evadir una respuesta inmune", dijo Johnson.

Origen misterioso

Entonces, ¿de dónde proceden estos linajes misteriosos? Los investigadores comprobaron otras 5.000 muestras de aguas residuales de todo el mundo y sólo encontraron los linajes en siete muestras, todas ellas del estado de Nueva York. Sea lo que sea, son de cosecha propia.

Hay varias hipótesis, ninguna de ellas totalmente satisfactoria. La primera es que proceden de infecciones humanas no muestreadas. Sólo se secuencian entre el 2,6% y el 12,9% de los casos de la ciudad de Nueva York en un momento dado, por lo que es totalmente posible que variantes raras del virus puedan pasar desapercibidas. Tal vez se trate de versiones del virus que infectan el intestino y no se encuentran a menudo en la nariz o la garganta, donde van los hisopos de PCR.

Pero hay problemas con estas posibilidades. Unos pocos estudios han comparado el virus del intestino con el de la nariz y la garganta, y hasta ahora nadie ha visto una diferencia entre ambos, dijo Trujillo de CUNY a Live Science. Además, el alcance geográfico de los linajes virales es limitado: sólo se encuentran en las zonas de captación de tres de las 14 plantas de tratamiento de aguas residuales de la ciudad. Si la fuente del virus son los humanos, son humanos que no se mueven mucho.

"Pensamos en seres humanos que podrían estar postrados en la cama", dijo Smyth a Live Science. "Así que los pacientes de centros de larga duración que tal vez no son móviles".

Pero eso también sería extraño. "Sería extraño que se extendiera dentro de una población local y no fuera a ningún otro lugar", dijo Johnson.

Otra posibilidad es que el portador de estos linajes crípticos no sea humano. Las mutaciones que se observan en los racimos se dan en una región del genoma asociada al virus que se está volviendo más adepto a infectar roedores (que no son fácilmente infectados por el coronavirus original). Las ratas de Nueva York serían un objetivo atractivo para la culpa. Hay muchas, viven en las alcantarillas y no viajan mucho.

Pero los investigadores no pudieron encontrar ninguna pista que relacionara a las ratas con la variante. El equipo secuenció las aguas residuales en busca de genes de animales, básicamente para averiguar quién caga en las alcantarillas además de las personas. Aparte de los genes de los animales que la gente come para alimentarse (vacas, cerdos, pollos), los investigadores encontraron pruebas de material genético de gatos, perros y ratas en las alcantarillas. Pero ninguno de ellos tenía una alta prevalencia. Y la planta de tratamiento de aguas residuales con la mayor proporción de coronavirus misterioso tenía la menor proporción de genes de rata; algunas semanas, los genes de rata ni siquiera eran detectables.

Mientras tanto, la población de gatos callejeros probablemente no es lo suficientemente grande como para mantener la cantidad de transmisión que los investigadores dedujeron de las aguas residuales, y los gatos domésticos tampoco interactúan a menudo con otros gatos domésticos, dijo Johnson. Se sabe que los perros contraen el COVID-19, pero estas mutaciones no se han visto antes en casos de virus caninos. Y sería muy extraño que una versión de COVID-19 circulara en los perros pero no en los humanos, dijo Smyth, dado lo cerca que están los neoyorquinos de sus cachorros.

Preparándose para la próxima variante

La respuesta al misterio puede estar en la secuenciación de más genomas virales de más animales de forma regular. Smyth, en Texas, está trabajando para conseguir acceso a zoológicos de mascotas para ver si puede encontrar nuevas variantes virales en diferentes especies. También sería útil analizar las aguas residuales aguas arriba de la planta de tratamiento de aguas residuales con el fin de reducir la fuente a una zona más pequeña, dijo Dennehy, pero gran parte de ese trabajo está pasando a ser competencia de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), por lo que Dennehy y su equipo ya no tendrán mucho acceso a las fuentes de aguas residuales aguas arriba.

La variante omicrón pareció aparecer de la nada: Evolucionó a partir de un linaje anterior al de la variante delta que era, en ese momento, dominante. Su origen es un misterio. Para Dennehy, Johnson y sus colegas, el origen de la siguiente variante también seguirá siendo un misterio, a menos que se ponga en marcha un esfuerzo más sólido para entender de dónde proceden las variantes. Los científicos ya toman muestras periódicas de la gripe en las poblaciones de aves y dan la voz de alarma cuando empiezan a circular nuevas cepas que podrían saltar a las personas. Algo similar puede ser posible con las aguas residuales y el muestreo regular de animales para el SARS-CoV-2, si las agencias de investigación dan prioridad a la financiación de este tipo de ciencia.

"Lo que estamos buscando aquí es el mecanismo o el mecanismo potencial a través del cual surgen las diferentes variantes", dijo Trujillo. "Aquí es donde debemos investigar".

Los resultados aparecen el 3 de febrero en la revista Nature Communications.