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Uso de redes neuronales para identificar mutaciones que afectan la multiplicación del virus SARS-CoV-2

El estudio, que ha contado con la participación de la Fundación Jiménez Díaz y de su Instituto de Investigación Sanitaria (IIS-FJD), ha revelado la aparición incipiente de variantes de coronavirus con propiedades biológicas alteradas en pacientes de Covid-19

Los mapas neuronales han servido para identificar mutaciones que afectan a la polimerasa del virus del SARS-CoV-2 y transmiten la multidisciplinariedad del estudio y la diversidad de este virus.

Equipos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Politécnica de Madrid y la Fundación Jiménez Díaz, así como de su Instituto de Investigación Sanitaria (IIS-FJD), han revelado en pacientes de Covid-19 la aparición incipiente de variantes de coronavirus con propiedades biológicas alteradas.

El estudio, que acaba de ser publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, utilizó muestras de virus aislados de pacientes de la primera ola de Covid-19 en Madrid, sobre las que se aplica una técnica de secuenciación ultra-profunda para identificar mutaciones presentes en muy baja proporción. En cada paciente infectado se hallaron multitud de mutaciones cuya relación de parentesco se analizó mediante mapas de redes neuronales. Este procedimiento, basado en técnicas de computación avanzada, permite visualizar en forma de mapas tridimensionales las secuencias con distintas mutaciones, la distancia evolutiva entre secuencias y la frecuencia con la que se encuentran en cada paciente.

El foco se fijó sobre la proteína que permite la multiplicación del virus, llamada polimerasa, y en la proteína responsable de inducir la producción de anticuerpos que pueden proteger frente a enfermedad grave.

Investigación

La investigación ha demostrado que algunas de las mutaciones son capaces de modificar la velocidad con la que se multiplica el virus. Para confirmar este efecto, se purificó la polimerasa del virus y se comprobó que su capacidad de copiar el material genético del virus varía considerablemente entre las polimerasas mutantes que de modo incipiente surgen en los virus de los pacientes. Estas mutaciones hasta ahora habían pasado inadvertidas por su baja proporción en los pacientes infectados.

El estudio está codirigido por Soledad Delgado, Celia Perales, Nuria Verdaguer y Esteban Domingo, y ha contado con la participación del Doctor Ignacio Gadea, jefe del Servicio de Microbiología de la Fundación Jiménez Díaz e investigador del IIS-FJD. En el consorcio participan también investigadores de la Universidad Complutense de Madrid, la Northwestern University de Estados Unidos y la consultora internacional Management Solutions. Además, su éxito se ha basado en el marcado carácter interdisciplinar de la investigación, en la que se han aunado un amplio abanico de conocimientos que abarcan desde la medicina a la biología estructural y la bioinformática.

Los resultados han puesto de manifiesto que la capacidad de variación de este coronavirus es mucho mayor de lo que se sospechaba, con una rápida proliferación de mutantes de comportamiento distinto. Ello obliga a buscar tratamientos más eficaces contra el Covid-19, que es uno de los objetivos que tiene planteados actualmente el consorcio.

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