Senza mutazioni genetiche non ci sarebbero umani. Non ci sarebbero affatto esseri viventi: niente mammiferi, insetti o piante, nemmeno batteri. Questi piccoli errori, che possono accadere in modo casuale ogni volta che una cellula o un virus si copia, forniscono le materie prime per l’evoluzione. Le mutazioni creano variazione in una popolazione, il che consente alla selezione naturale di amplificare i tratti che aiutano le creature a prosperare.
In mezzo a una pandemia, tuttavia, la parola “mutazione” assume una nota più inquietante. Anche i virus, sebbene non tecnicamente vivi, mutano e si evolvono mentre infettano le cellule di un ospite e si replicano. Le risultanti modifiche al codice genetico del virus potrebbero aiutarlo ad infettare più prontamente gli esseri umani o eludere le difese del sistema immunitario.
Tre di queste mutazioni del virus SARS-CoV-2 hanno spinto gli esperti a sostenere gli sforzi raddoppiati per frenare la diffusione del coronavirus. Ma queste tre versioni del virus sono solo alcune delle migliaia di varianti di SARS-CoV-2 che sono emerse dall’inizio della pandemia. Fortunatamente molte di queste varianti da allora sono scomparse.
Il ritmo dell’evoluzione
Le mutazioni possono verificarsi in modo casuale, ma la velocità con cui si verificano dipende dal virus. Gli enzimi che copiano i virus a DNA, chiamati DNA polimerasi, possono correggere e correggere gli errori nelle stringhe genetiche, lasciando poche mutazioni in ogni generazione di copie.
Ma i virus a RNA, come SARS-CoV-2, sono i giocatori d’azzardo evolutivi del mondo microscopico. La RNA polimerasi che copia i geni del virus generalmente manca di capacità di correzione, il che rende i virus a RNA inclini a tassi di mutazione elevati, fino a un milione di volte maggiori delle cellule contenenti DNA dei loro ospiti.
I coronavirus hanno un tasso di mutazione leggermente inferiore rispetto a molti altri virus a RNA perché possono eseguire una leggera correzione genetica. Quindi, mentre il nuovo coronavirus si è diffuso in tutto il mondo, era inevitabile che sorgessero una serie di varianti. Tuttavia, il vero tasso di mutazione di un virus è difficile da misurare.
Invece, le indagini genetiche su persone malate possono aiutare a determinare ciò che è noto come il tasso di fissazione, che è una misura della frequenza con cui le mutazioni accumulate diventano “fisse” all’interno di una popolazione virale. A differenza del tasso di mutazione, questo viene misurato su un periodo di tempo. Quindi, più un virus si diffonde, più possibilità ha di replicarsi, più alto sarà il suo tasso di fissazione e più il virus si evolverà. Per SARS-CoV-2, gli scienziati stimano che una mutazione si stabilisca nella popolazione ogni 11 giorni circa. Ma questo processo potrebbe non avvenire sempre a un ritmo costante.
Il vasto mondo dei virus
Le mutazioni guidano l’evoluzione, ma non sono l’unico modo in cui un virus può cambiare nel tempo. I coronavirus in particolare possono subire alcuni cambiamenti nella funzione attraverso un processo noto come ricombinazione, quando i segmenti di un genoma virale vengono uniti a un altro dall’enzima che crea la copia virale. Ma i ricercatori stanno ancora lavorando per determinare quanto sia importante questo processo per l’evoluzione di SARS-CoV-2 .
Comprendere queste dinamiche evolutive di SARS-CoV-2 è fondamentale per garantire che trattamenti e vaccini stiano al passo con il virus. Per ora, i vaccini disponibili sono efficaci nel prevenire malattie gravi da tutte le varianti virali.
Lo studio dell’evoluzione di SARS-CoV-2 potrebbe aiutare a rispondere anche a un’altra domanda incombente: da dove viene il virus? Mentre la malattia probabilmente ha avuto origine dai pipistrelli, ci sono ancora capitoli mancanti nella storia del balzo di SARS-CoV-2 verso ospiti umani. Riempire questi spazi vuoti potrebbe aiutarci a imparare come proteggerci in futuro.
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