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Genómica usada para trazar el origen de SARS-CoV-2 en Canadá

Un nuevo estudio publicado en junio de 2020 en el bioRxiv* del servidor de la prueba preliminar discute el uso del análisis filogenético de trazar el origen del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática, y su extensión en y entonces dentro de Canadá. Las conclusión del estudio pueden ayudar a optimizar políticas sanitarias públicas en el caso de los brotes futuros.

El Coronaviruses

Durante las dos décadas pasadas, ha habido tres coronaviruses nuevos que han causado los brotes humanos - la neumonía asiática Coronavirus (SARS-CoV) en 2002, síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV) en 2012, y SARS-CoV-2 en 2019. Éstas son infecciones zoonóticas, probablemente originando de palos y de la extensión a los seres humanos, quizás después de pasar a través de otro ordenador principal vertebrado.

SARS-CoV-2 es una partícula esférica con un genoma de una sola fila del ARN, que tiene varias regiones - los genes que codifican el replicase ORF1ab, pico (s), envolvente (e), membrana (m) y proteínas del nucleocapsid (n), respectivamente, del 5' extremo. La proteína de S facilita el asiento viral atando al receptor del ordenador principal, la enzima obligatoria 2 (ACE2) de la angiotensina, y tiene la variabilidad más alta entre la serie genética, y es común a SARS-CoV-2 y a los SARS-CoV. No obstante, el anterior tiene una afinidad mucho más alta para atar al receptor, cerca de 10-20 cronometra mayor.

Virus SARS-CoV-2 que atan a los receptores ACE-2 en una célula humana, el escenario inicial COVID-19 de la infección, 3D ejemplo conceptual K de Kateryna Kon
Virus SARS-CoV-2 que atan a los receptores ACE-2 en una célula humana, el escenario inicial de la infección COVID-19. Haber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock

Abundancia de datos Genomic sobre SARS-CoV-2

Actualmente, hay muchas series publicadas del genoma en las diversas bases de datos publicadas - casi 54.000 en GISAID, cerca de 24.000 en NCBI, y casi 8.000 en ViPR. Tres clades importantes del virus se observan que muestran la distribución no uniforme sobre diversas regiones geográficas, probablemente debido a mutaciones del fundador. Los aislantes más asiáticos son del superclade I, mientras que los aislantes de los E.E.U.U. están sobre todo en el superclade II. La mayoría del europeo y los aislantes de la costa este de los E.E.U.U. están en el superclade III.

Entre los aislantes del superclade III es muchos con una mutación característica de A23403G, que se considera consultar aptitud física viral creciente, quizás puesto que está llegando a ser rápidamente predominante sobre otras deformaciones todas en todo el mundo. Es también parte de un epitopo antigénico que indujo la producción del anticuerpo al virus anterior SARS-CoV. Esto puede causar escape del anticuerpo y permitir así la reinfección en las que se han recuperado de COVID-19.

El estudio: Análisis filogenético del virus en Ontario del este

El estudio actual utilizó 25 ordenó los genomas virales de los casos más tempranos de Ontario, Canadá, para reconstruir la pendiente filogenética de SARS-CoV-2. Todas las muestras eran de los casos más tempranos de esta región, y por lo tanto la fuente de la infección era probablemente de contactos viaje-relacionados, directa o indirectamente.

Los genomas eran todos de los virus aislados de los lampazos nasofaríngeos, y el análisis del genoma fue realizado basó en dos suposiciones principales. Primero, asumieron que las series idénticas eran de la misma deformación ancestral, bastante que desarrollándose independientemente. En segundo lugar, las nuevas mutaciones fueron asumidas para presentarse hasta una tasa de cerca de 1 par bajo cada 7-21 días, según lo observado con el índice medio de cerca de 24 substituciones del punto de ebullición por año en el análisis de Nexstrain del GISAID.

Los genomas individuales fueron preguntados contra un equipo de referencia local de aproximadamente 25.000 genomas extraídos de la base de datos de GISAID. Conservaron esos genomas, que eran notable similares, con dos o menos desequilibrios de impedancia, así estrechándose abajo del número a cerca de 1.200. Cuando los genomas idénticos de diversos temas fueron igualados, el número final bajó a 72 series únicas.

La serie de la raíz fue agregada, usando una serie de Wuhan. El análisis mostró que 59/72 de las series tenía la misma ascendencia común, con no más que un par de aminoácidos substituidos u otros residuos. La eliminación de estos diversos grupos permitió que los investigadores vieran solamente los genomas de los pacientes y de las series ancestrales valiosas.

Tres Clades importante, diversos orígenes

El estudio mostró que 25/45 de las variantes encontradas en todos los genomas estaba bajo la forma de substituciones de la cisteína al thymine, y entonces guanina al thymine en 7 variantes. Todas las variantes compartidas estaban presentes en ambos alelos. Los investigadores encontraron que había dos clades grandes, dos con cuatro mutaciones en el clade de S (C8782T y T28144C) y 23 (C241T, C3037T, C14408T, y A23403G) con cuatro mutaciones en el clade de G. Este último tiene atados más pequeños.

El análisis filogenético de los genomas locales entonces fue igualado con las series de la referencia, que mostraron los 13 genomas ancestrales que son la base de los orígenes y de la extensión de estos genomas canadienses. Esto incluye el genoma ancestral visto con la referencia 1, y ahora visto casi solamente en Norteamérica, sobre todo en los E.E.U.U.

Otro equipo de muestras pertenece para agrupar 1 del G-clade, sobre todo en Europa, y determinado en el Reino Unido y la España. Los pacientes con estas deformaciones tienen una historia del viaje europeo, que confirma este mástil.

Varias otras muestras del atado 2 de G-clade son de algunas series ancestrales encontradas sobre todo en Norteamérica, y aquí también, la historia del viaje soporta el origen americano de la infección en estos casos. Había cuatro atados de las muestras, dentro del atado 2 de G-clade, que tienen el mismo genoma, y fue infectado probablemente de la misma fuente.

Árbol filogenético de Nextstrain de casos locales de SARS-CoV-2 y las series ancestrales más similares de la base de datos de GISAID. La muestra 23 en el S-clade aparece derivada de las series ancestrales 1 que predominantemente incluye series de Norteamérica (los E.E.U.U.). Muestrea 1,10, y 12 en el G-clade 1 se deriva de la serie ancestral 68 y otros que predominantemente aparezcan europeos (Reino Unido, España, Portugal) en origen. Las otras 19 muestras en el G-clade 2 se derivan de la serie ancestral 72 y otros que aparezcan predominante norteamericanos (los E.E.U.U.) en origen.
Árbol filogenético de Nextstrain de casos locales de SARS-CoV-2 y las series ancestrales más similares de la base de datos de GISAID. La muestra 23 en el S-clade aparece derivada de las series ancestrales 1 que predominantemente incluye series de Norteamérica (los E.E.U.U.). Muestrea 1,10, y 12 en el G-clade 1 se deriva de la serie ancestral 68 y otros que predominantemente aparezcan europeos (Reino Unido, España, Portugal) en origen. Las otras 19 muestras en el G-clade 2 se derivan de la serie ancestral 72 y otros que aparezcan predominante norteamericanos (los E.E.U.U.) en origen.

La proteína de S de SARS-CoV-2 se considera limitar el alcance del ordenador principal y es también el antígeno immunodominant. El análisis actual tenido éxito en encontrar tres mutaciones únicas y nuevas en la región de S, que son sinónimos y, por lo tanto, para conservar virulencia y epitopos. También encontraron otro sitio con una variante sin sentido, C25217T, con glicocola a la substitución de la cisteína, pero su efecto debe todavía ser entendido.

Había cinco variantes heterozigóticas, cuatro encontrados solamente en una muestra, y una compartida entre dos muestras.

Total, los investigadores conocidos, “estas correlaciones entre el origen filogenético y la historia denunciada del viaje indican cómo la secuencia viral del genoma puede trazar con éxito el origen de las infecciones SARS-CoV-2 en Canadá.” Las muestras que mostraron series idénticas pudieron haber estado de una fuente de la infección común o debido a transferencia de la comunidad. Este último es probable porque estos pacientes no tienen ninguna historia registrada del viaje fuera de Canadá pero tenía contacto con uno a.

Hechos de desconcierto del análisis filogenético

Hay otras muestras con la misma serie pero donde no hay conexión sabida entre los individuos. Es importante encontrar el trazo entre todos estos pacientes para determinar las rutas de la transmisión mayores.

Otros rompecabezas están también presentes, por ejemplo muestras idénticas a partir de dos pacientes cuyo uno era cinco días positivos anterior. ¡No obstante, la otra muestra tenía una historia del viaje de los E.E.U.U., y no tienen ninguna conexión sabida! Esto puede significar que la muestra posterior no era debido al viaje de los E.E.U.U. después de todo.

Implicaciones

A pesar de las limitaciones del estudio, tales como la falta de datos sobre las ondas portadoras asintomáticas, y las discrepancias en la colección de datos que llevan al viaje incompleto y contacto historias, sigue siendo la discusión más temprana de los genomas virales relacionados con COVID-19 de esta parte de Canadá, incluyendo muchos de los casos más tempranos allí.

El estudio aumenta preguntas en cuanto a la suficiencia de las explicaciones tradicionales de la infección, tales como contacto con las hojas de ruta (traveler) de lugares no nativos con una carga más alta de la infección, o uno mismo-viaje. Mientras que esto puede ser verdad, el estudio sugiere que la transferencia de la comunidad pudo haber ocurrido ya temprano en el curso denunciado del brote.

El estudio concluye, “estos resultados demuestran cómo la epidemiología molecular y el phylogenetics evolutivo pueden ayudar a unidades locales de la salud para rastrear orígenes y vectores de la extensión para las enfermedades emergentes como SARS-CoV-2. Las maneras de la detección anterior y de la investigación y de la opción para el trazado del contacto pueden perfeccionar la eficacia de las intervenciones regionales de la salud pública para prevenir los pandémicos futuros.”

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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