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Disminución progresiva de la patogenicidad y mayor inducción de citoquinas en las variantes del SARS-CoV-2

La evolución del síndrome respiratorio agudo severo coronavirus-2 (SARS-CoV-2), el agente causal del coronavirus de 2019 (COVID-19), se ha producido debido a mutaciones genéticas. Como resultado, surgieron varias variantes del SARS-CoV-2, que se clasificaron como variantes de preocupación (VOC) y variantes de interés (VOI) según la virulencia y transmisión de la nueva variante en relación con el SARS-CoV-2 original. tensión.

Según un informe reciente, la variante SARS-CoV-2 Omicron (B.1.1.529) se ha descrito como 2,7 a 3,7 veces más transmisible que las variantes delta anteriores (B.1.617.2).

estancia: Las variantes del SARS-CoV-2 muestran una disminución progresiva de la patogenicidad, estimulación de citoquinas proinflamatorias y aumento de la inducción de citoquinas antigénicas y antiinflamatorias. Haber de imagen: Viacheslav Lopatin/Shutterstock.com

antecedentes

Los científicos informan que la tasa de infección de SARS-CoV-2 es significativamente mayor en personas de entre 18 y 49 años. Además, se ha informado que la variante SARS-CoV-2 Omicron es altamente transmisible, incluso entre adultos completamente vacunados.

Sin embargo, la tasa de mortalidad es significativamente menor en personas con la variante Omicron en comparación con otras variantes de SARS-CoV-2. Hasta la fecha, no se ha documentado bien la razón exacta de la alta tasa de transmisión y la baja intensidad de la variante Omicron.

Algunos estudios indicaron que la presencia de varias mutaciones en la región de la proteína del pico (S) del SARS-CoV-2 de la variante de Omicron dio como resultado una tasa más alta de transmisión de la enfermedad y una reducción de la gravedad de la enfermedad y la muerte. La mayoría de los estudios se han centrado en las interacciones entre el dominio de unión al receptor (RBD) de la proteína S y la enzima convertidora de angiotensina humana 2 (hACE2) para comprender la mayor transmisibilidad de la variante Omicron.

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Estos estudios revelaron que Omicron RBD se une fuertemente a hACE2, mientras que otros han indicado una menor afinidad de Omicron RBD con hACE2. Por lo tanto, se necesitan más estudios para comprender la fuerza de la interacción Omicron RBD-hACE2 y la estabilidad de este complejo.

sobre estudiar

Un nuevo estudio fue publicado en bioRxiv * El servidor de preimpresión se centra en comprender los factores asociados con la capacidad de la variante Omicron para infectar a una amplia gama de grupos de edad. Aquí, los científicos utilizaron varias herramientas bioinformáticas para analizar secuencias genómicas seleccionadas al azar de diferentes cepas de SARS-CoV-2, incluidas las variantes Gamma, Delta y Omicron.

Los autores también analizaron por qué las variantes anteriores del SARS-CoV-2 no infectaron antes que Omicron ni causaron síntomas graves en adultos jóvenes. Con este fin, los científicos revelaron que existen muchas razones inmunológicas potenciales para las diferencias anteriores en las manifestaciones de la enfermedad entre las variantes Omicron y Pre-Omicron.

En este estudio, los investigadores analizaron varias proteínas estructurales del SARS-CoV-2, incluidas las proteínas S, de membrana (M), nucleocápside (N) y de envoltura (E), así como el potencial patogénico asociado con las proteínas adicionales ORF3a, ORF7a y ORF7b, ORF8 y ORF10) para la variante Omicron. Esto proporcionó una mejor comprensión del papel de estas proteínas en el aumento de la transmisibilidad y la disminución de la gravedad de la enfermedad para la variante Omicron en comparación con otros COV del SARS-CoV-2.

Resultados

Según un análisis basado en secuencias, los investigadores informan que RBD, M, N, ORF3a y ORF7a son las principales proteínas asociadas con la variación antigénica. Con respecto a las propiedades patogénicas, la disminución gradual de la patogenicidad del SARS-CoV-2 en las cepas comenzó con la cepa original y fue seguida por variantes gamma, delta y omicron.

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Curiosamente, los científicos revelaron que, en comparación con la variante delta, la variante Omicron mostró un 20 % menos de patogenicidad genómica y un 32 % menos de patogenicidad en los niveles de proteínas estructurales. Este resultado está en línea con un estudio reciente, que informó que la variante Omicron muestra una variación antigénica significativa en comparación con otras variantes.

A) Características patogénicas generales de las cuatro variables. b) Propiedades patogénicas generales de las proteínas estructurales de las cuatro variantes. c) Relación de patogenicidad reducida para las cuatro variantes en comparación con Omicron. d) Propiedades antigénicas de cuatro variables.

Además, los científicos revelaron que la variante Omicron podría ser la mejor cepa del SARS-CoV-2 para desarrollar nuevas vacunas para la COVID-19 basadas en el virus atenuado. Además, el S RBD de la variante Omicron podría ser un candidato potencial para el diseño de vacunas COVID-19 de virus, péptidos y vectores de ADN.

La proteína S también puede producir un nivel más bajo de epítopos proinflamatorios e interleucina-6 (IL-6) en comparación con delta y otras variantes del SARS-CoV-2. La proteína N también juega un papel vital en la producción de estos péptidos.

También se encontró que las proteínas N y ORF3a desempeñan un papel esencial en las diferencias en la inducción de interferón-γ (IFN-γ) e IL-4 en estas variantes. También se informó una mayor producción de la capacidad de inducción de IFN- e IL-4 antiinflamatorios de la variante Omicron en comparación con las otras variantes de SARS-CoV-2. En concreto, el orden de producción fue Omicron = Gamma > Wuhan > Delta y Omicron ≥ Delta > P.1Gamma > Wuhan.

También se encontró que se producía una fuerte interacción entre la proteína Omicron N humana y DDX21.

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a) Las capacidades patógenas e inmunogénicas generales, IFN e IL de cuatro variantes del SARS-CoV-2.  b) Puntuaciones de producción de epítopos proinflamatorios a partir de cuatro variables.  C) Inducción del epítopo IL-6 de cuatro variantes.  D) Inducción por IL-17 de la enumeración de epítopos de cuatro variantes.  e) Número de epítopos estimulantes de IFN-γ con cuatro variantes.  F) Número de epítopos de IL-4 inducidos por cuatro variables.

a) Las capacidades patógenas e inmunogénicas generales, IFN e IL de cuatro variantes del SARS-CoV-2. b) Puntuaciones de producción de epítopos proinflamatorios a partir de cuatro variables. C) Inducción del epítopo IL-6 de cuatro variantes. D) Inducción por IL-17 de la enumeración de epítopos de cuatro variantes. e) Número de epítopos estimulantes de IFN-γ con cuatro variantes. F) Número de epítopos de IL-4 inducidos por cuatro variables.

Conclusiones

Los resultados del estudio actual indican que la variante omicron del SARS-CoV-2 muestra una infección más leve y de menor gravedad debido a su mayor capacidad para provocar IFN-γ e IL-4, junto con una menor capacidad para estimular las citoquinas proinflamatorias y IL-4. -6 en comparación con otras variantes de SARS-CoV-2.

Además, la fuerte interacción RBD-hACE2 podría ser la razón de la excesiva transmisibilidad de la variante Omicron. Los científicos también revelaron que la baja frecuencia de la variante Omicron es responsable de la menor gravedad de la enfermedad y las tasas de mortalidad.

En particular, la proteína E está estrechamente relacionada con la atenuación de la replicación de esta variante. Dado que la proteína E es inestable, puede reducir la replicación o la maduración del nuevo virus Omicron. La estrategia bioinformática utilizada en este análisis también se puede implementar para estudiar otras dinámicas virales.

*Nota IMPORTANTE

bioRxiv Publica informes científicos preliminares que no han sido revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, orientar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.