COVID-19: l’analisi della rete genetica fornisce “istantanee” dell’origine della pandemia

I ricercatori di Cambridge, Regno Unito e Germania hanno ricostruito i primi “percorsi evolutivi” di COVID-19 negli esseri umani – mentre l’infezione si diffondeva da Wuhan in Europa e Nord America – usando tecniche di rete genetica. Analizzando i primi 160 genomi virali completi sequenziati da pazienti umani, gli scienziati hanno mappato parte della diffusione originale del nuovo coronavirus attraverso le sue mutazioni, che crea diversi lignaggi virali. Ci sono troppe mutazioni rapide per rintracciare ordinatamente un albero genealogico COVID-19. Hanno utilizzato un algoritmo di rete matematica per visualizzare contemporaneamente tutti gli alberi plausibili. Queste tecniche sono note soprattutto per la mappatura dei movimenti delle popolazioni umane preistoriche attraverso il DNA. Si ritiene che questa sia una delle prime volte in cui sono stati utilizzati per tracciare le vie di infezione di un coronavirus come COVID-19. Il team ha utilizzato i dati dei genomi dei virus campionati da tutto il mondo tra il 24 dicembre 2019 e il 4 marzo 2020. La ricerca ha rivelato tre distinte “varianti” di COVID-19, costituite da gruppi di lignaggi strettamente correlati, che etichettano come “A”, “B” ‘è “C”. I ricercatori hanno scoperto che il tipo più vicino di COVID-19 a quello scoperto nei pipistrelli – tipo ‘A’, il “genoma del virus umano originale” – era presente a Wuhan, ma sorprendentemente non era il tipo di virus predominante della città. Versioni mutate di “A” sono state osservate negli americani che avevano vissuto a Wuhan e un gran numero di virus di tipo A è stato trovato in pazienti provenienti dagli Stati Uniti e dall’Australia. Il principale tipo di virus di Wuhan, “B”, era prevalente nei pazienti di tutta l’Asia orientale. Tuttavia, la variante non ha viaggiato molto oltre la regione senza ulteriori mutazioni – implicando un “evento del fondatore” a Wuhan o una “resistenza” contro questo tipo di COVID-19 al di fuori dell’Asia orientale, affermano i ricercatori. La variante “C” è il principale tipo europeo, presente nei primi pazienti di Francia, Italia, Svezia e Inghilterra. È assente dal campione cinese dello studio, ma visto a Singapore, Hong Kong e Corea del Sud. La nuova analisi suggerisce inoltre che una delle prime introduzioni del virus in Italia è arrivata attraverso la prima infezione tedesca documentata il 27 gennaio e che un’altra prima via di infezione italiana era correlata a un “cluster di Singapore”. È importante sottolineare che i ricercatori affermano che le loro tecniche di rete genetica hanno tracciato accuratamente le vie di infezione stabilite: le mutazioni e i lignaggi virali hanno unito i punti tra i casi noti. Pertanto, gli scienziati sostengono che questi metodi “filogenetici” potrebbero essere applicati all’ultimo sequenziamento del genoma del coronavirus per aiutare a prevedere i futuri punti caldi globali della trasmissione e dell’impennata della malattia. L’analisi della rete filogenetica ha il potenziale per aiutare a identificare fonti di infezione COVID-19 non documentate, che possono quindi essere messe in quarantena per contenere un’ulteriore diffusione della malattia in tutto il mondo. I risultati sono stati pubblicati ieri sulla rivista Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) . Il software utilizzato nello studio, oltre alle classificazioni per oltre 1.000 genomi e conteggio del coronavirus, è disponibile gratuitamente su www.fluxus-technology.com. La variante “A”, più strettamente correlata al virus trovato sia nei pipistrelli che nei pangolini, è descritta dai ricercatori come “la radice dell’epidemia”. Il tipo “B” deriva da “A”, separato da due mutazioni, quindi “C” è a sua volta una “figlia” di “B”. I ricercatori affermano che la localizzazione della variante “B” in Asia orientale potrebbe derivare da un “effetto fondatore”: un collo di bottiglia genetico che si verifica quando, nel caso di un virus, viene stabilito un nuovo tipo da un piccolo gruppo isolato di infezioni. C’è un’altra spiegazione che vale la pena considerare. Il virus di tipo B di Wuhan potrebbe essere adattato immunologicamente o ecologicamente a una vasta parte della popolazione dell’Asia orientale. Potrebbe essere necessario mutare per superare la resistenza al di fuori dell’Asia orientale. Sembra che assistiamo a un tasso di mutazione più lento in Asia orientale che altrove, in questa fase iniziale. La rete virale che hanno dettagliato è un’istantanea delle prime fasi di un’epidemia, prima che i percorsi evolutivi di COVID-19 vengano oscurati da un vasto numero di mutazioni. È come catturare una supernova incipiente nell’atto. Da quando è stato condotto lo studio PNAS di oggi, il team di ricerca ha esteso la sua analisi a 1.001 genomi virali. L’ultimo lavoro suggerisce che la prima infezione e diffusione tra gli umani di COVID-19 si sia verificata tra la metà di settembre e l’inizio di dicembre. I metodi di rete filogenetica utilizzati dai ricercatori – che consentono la visualizzazione simultanea di centinaia di alberi evolutivi in ​​un unico grafico – sono stati introdotti in Nuova Zelanda nel 1979, poi sviluppati dai matematici tedeschi negli anni ’90.

Daniele Corbo 

Bibliografia: “Phylogenetic network analysis of SARS-CoV-2 genomes”. Peter Forster, Lucy Forster, Colin Renfrew, and Michael Forster. PNAS

Immagine:” Phylogenetic network analysis of SARS-CoV-2 genomes”. Peter Forster, Lucy Forster, Colin Renfrew, and Michael Forster. PNAS

4 commenti Aggiungi il tuo

  1. zoon ha detto:

    la parte più criptica e forse più interessante del post mi pare questa:

    “Versioni mutate di “A” sono state osservate negli americani che avevano vissuto a Wuhan e un gran numero di virus di tipo A è stato trovato in pazienti provenienti dagli Stati Uniti e dall’Australia”.

    significa forse che il virus era parallelamente presente, all’inizio, anche in USA e Australia?

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      1. zoon ha detto:

        e quindi ha un’origine antecedente a quella invernale o autunnale di quest’anno, giusto? è come se contemporaneamente fosse nato a Wuhan e negli States e in Australia. un traffico illegale di carni esotiche da mangiare? o collezionismo di animali selvaggi tra eccentrici e/o ricchi?

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      2. No l’articolo non dice questo, ma sostiene che subito sia arrivato in USA e in Australia nella variante di tipo A. In che modo non lo dice, ma potrebbe anche essere attraverso il traffico di animali.

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