Vigilancia de aguas residuales: Rastreando variantes ocultas

La vigilancia de Aguas residuales se ha vuelto una forma popular de rastrear gérmenes y químicos en nuestro entorno. Piensa en ello como un vecino entrometido mirando en los patios traseros de todos, excepto que en este caso, son científicos observando las aguas residuales para averiguar qué está pasando. Este método ganó popularidad durante la pandemia de SARS-CoV-2, permitiendo a los expertos mantener un ojo en las diversas variantes del virus, lo que es básicamente como llevar la cuenta en un intenso juego de pillapilla.

#Las Linajes Crípticos

A principios de 2021, los investigadores comenzaron a rastrear el virus SARS-CoV-2 en aguas residuales. Para marzo del mismo año, encontraron una versión del virus que parecía haber evolucionado más rápido que otras. A esta variante astuta la llamaron "linaje críptico". Estos linajes crípticos resultaron ser como la sección VIP de las Mutaciones de COVID-19, apareciendo a menudo en aguas residuales pero no siempre reconocidos en infecciones humanas.

A medida que la pandemia avanzaba, científicos de varias partes del mundo empezaron a informar sobre estas variantes sigilosas. Algunos estudios señalaron similitudes entre estos linajes crípticos y las infecciones persistentes en personas con sistemas inmunológicos débiles. Podrías decir que estos linajes crípticos estaban escondidos en los cuerpos de esas personas, chillando, mientras el resto del mundo lidiaba frenéticamente con la pandemia.

Curiosamente, algunos de estos linajes se rastrearon hasta lugares donde supuestamente el virus había dejado de circular. Por ejemplo, un linaje críptico se encontró en un edificio comercial a finales de 2022, a pesar de que el linaje original había desaparecido desde principios de 2021. Es como encontrar un calcetín en la lavadora de la colada del año pasado.

#Mutaciones y Variantes

Una cosa fascinante sobre los linajes crípticos es su capacidad para dar pistas sobre futuras mutaciones. Piensa en ellos como los trailers de avance para la próxima gran película: las futuras variantes. Algunas mutaciones en el virus, como N440K y E484A, se vieron en estos linajes mucho antes de que aparecieran en variantes más conocidas como Omicron.

Esta similitud sugiere que los linajes crípticos podrían enfrentar desafíos y presiones similares a las variantes circulantes conocidas. Aunque muchas mutaciones observadas en linajes crípticos no han llegado a las variantes de moda, la pregunta sigue en el aire: ¿alguna vez verán la luz del día? Es como preguntar si esa pizza sobrante en la nevera alguna vez será comida.

#Recolección de datos de Aguas Residuales

Gobiernos y organizaciones de todo el mundo han comenzado a usar la secuenciación del genoma completo (WGS) para mantener un ojo en las variantes de SARS-CoV-2 en aguas residuales. Estos datos a menudo terminan en grandes bases de datos. Recientemente, los investigadores examinaron más de 135,000 muestras de aguas residuales de más de 2,000 lugares en 45 países diferentes. Es seguro decir que tenían las manos llenas.

Usando un conjunto específico de mutaciones, identificaron más de 20 linajes crípticos. Compilaron una lista detallada de estas mutaciones y la llamaron "sustituciones de aminoácidos que definen el linaje críptico". Este nombre puede sonar elegante, pero simplemente se refiere a los cambios genéticos únicos encontrados en estas versiones más astutas del virus.

#Buscando Linajes Crípticos

Al usar el término “SARS-CoV-2 aguas residuales”, los investigadores comenzaron a descargar datos de secuencias de una base de datos pública, con el objetivo de capturar estos linajes crípticos en acción. Se enfocaron en muestras recogidas antes del 31 de octubre de 2023, lo que significa que estaban buscando las versiones más antiguas del virus que podrían seguir acechando en las alcantarillas.

Estudiaron las secuencias de lecturas identificables que tenían varias de las mutaciones que les interesaban. Este trabajo meticuloso llevó al descubrimiento de 18 linajes crípticos independientes. Algunos ya habían sido reportados, mientras que otros eran nuevos en el juego. El tiempo durante el cual estos linajes fueron detectados varió enormemente, lo cual es como comparar cuánto dura una amistad: algunos pueden ser fugaces, mientras que otros resisten la prueba del tiempo.

#Comparando Linajes

Una vez que los investigadores identificaron los linajes crípticos según sus secuencias, los compararon con datos de sistemas de alcantarillado cercanos que no tenían estas variantes astutas. Al analizar las mutaciones únicas que aparecieron con más frecuencia en los linajes crípticos, desarrollaron una imagen más clara de lo que estaba pasando. Por ejemplo, si se encontraba una mutación particular en un linaje críptico mucho más que en los sistemas vecinos, se etiquetaba como una "mutación específica críptica".

Este análisis en profundidad se repitió en todos los linajes identificados, permitiendo a los científicos juntar los pedacitos genéticos que hacían único a cada linaje. No siempre fue fácil, ya que algunos linajes tenían más datos disponibles que otros, pero estaban determinados.

#Árboles Filogenéticos y Ancestro Común

Para visualizar sus hallazgos, los investigadores crearon árboles filogenéticos, que son como árboles genealógicos para virus. Estos árboles mostraron las relaciones entre los linajes crípticos, revelando que todos descendían de versiones más antiguas del virus que habían desaparecido hace mucho tiempo.

Curiosamente, mientras trazaban estos linajes, los científicos notaron que algunas mutaciones habían aparecido en múltiples linajes independientes. Esto sugiere que estos linajes podrían estar respondiendo a presiones comunes, como hermanos que desarrollan hábitos similares después de crecer en el mismo hogar.

#Mutaciones Concurrentes

Entre los cambios notados, muchos parecían aparecer en al menos tres linajes crípticos. Los científicos mapearon estas mutaciones en la estructura del virus, destacando las que eran comunes entre las variantes astutas. Por alguna razón, dos de los cambios más comunes en la proteína Spike, K417T y Q493K, parecían ser particularmente populares.

K417T era conocida por ayudar al virus a evadir anticuerpos y, aunque había estado presente durante un tiempo, seguía siendo rara en las variantes principales. Por otro lado, Q493K era bastante tímida, rara vez vista fuera de los linajes crípticos.

#Inserciones y Duplicaciones

Además de mutaciones, los investigadores también encontraron pequeñas inserciones en los genomas de algunos linajes crípticos. Piensa en estas como pequeñas características "sorpresa" inesperadas. Algunas de estas inserciones provenían de secciones correspondientes del propio genoma del virus, mostrando que tomó prestadas partes de sí mismo.

Resultó que un linaje críptico fue detectado en dos sistemas de alcantarillado diferentes, separados por una distancia de alrededor de 40 millas. Esto llevó a los científicos a preguntarse si una persona que viajaba entre los dos lugares podría ser la fuente común. Esto era como el clásico dicho "se necesita una aldea"—excepto que en este caso, podría necesitar múltiples sistemas de alcantarillado para rastrear el virus.

#Cómo Se Integra Todo

Si bien rastrear estos linajes crípticos es esencial, los investigadores también se dieron cuenta de que buscar en grandes bases de datos podría subrepresentar cuán comunes son estos linajes en realidad. El método que utilizaron depende en gran medida de cambios específicos que estos linajes crípticos siempre parecen tener. Sin embargo, podría haber otros linajes crípticos acechando sin los mismos identificadores, listos para entrar en acción.

A pesar de los desafíos, el equipo pudo demostrar que este enfoque detecta de manera efectiva estas variantes ocultas e identifica sus mutaciones específicas. Es como estar en busca de un tesoro escondido: a veces necesitas cavar un poco más profundo para encontrar lo que buscas.

#La Gran Imagen

El estudio de los linajes crípticos es crucial para entender cómo ha evolucionado el SARS-CoV-2. Las inserciones y mutaciones descubiertas en estos linajes pueden dar pistas sobre cómo el virus podría adaptarse a diferentes entornos, como el tracto gastrointestinal frente a las vías respiratorias.

Un hallazgo significativo fue que estos linajes crípticos parecían revertir a una secuencia encontrada en virus de murciélagos estrechamente relacionados. Si bien la mayor parte del mundo ve al SARS-CoV-2 como un virus principalmente respiratorio, parece que estas variaciones crípticas son más resistentes de lo que se pensaba. Podrían estar prosperando en áreas donde no esperarías que un virus como este estuviera.

#Conclusión

En conclusión, la vigilancia de aguas residuales es como tener una bola de cristal que mira en el mundo oculto de los virus. Permite a los científicos entender cómo el SARS-CoV-2 y sus parientes astutos están evolucionando y adaptándose. Al rastrear estos linajes crípticos, los investigadores están mejor equipados para responder a futuras variantes, lo que lo hace esencial para la salud pública.

Así que la próxima vez que escuches sobre la vigilancia de aguas residuales, recuerda que hay más sucediendo bajo la superficie de lo que parece. Con un poco de perseverancia y mucho trabajo de detective, los científicos continúan revelando los secretos de estos virus elusivos, una alcantarilla a la vez.