Diferencias entre las cepas americanas de DEPv y las mundiales

Artículo

Genomic and evolutionary inferences between American and globalstrains of porcine epidemic diarrhea virus. MC Jarvis, H Ching Lam, Y Zhang, L Wang, RA Hesse, BM Hause, A Vlasova, Q Wang, J Zhang, MI Nelson, MP Murtaugh, and D Marthaler. Preventive Veterinary Medicine 123 (2016) 175–184. http://dx.doi.org/10.1016/j.prevetmed.2015.10.020

 

¿Qué se estudia?

Se secuenció completamente el genoma de aislados de PEDv de 2014, de los brotes en EEUU, y se comparó con las secuencias del genoma completo disponibles en el GenBank (n = 126) para determinar las áreas de mayor variación del virus y para mejorar la comprensión de la evolución viral. Este análisis quiere ayudar a comprender el impacto de la variación sobre el diagnóstico y sobre el desarrollo de vacunas.

 

¿Cómo se estudia?

Entre enero y diciembre de 2014 se seleccionaron un total de 93 aislados de campo (de muestras fecales, homogeneizados intestinales, fluidos orales, feedback y ambientales) para su secuenciación completa. Se buscó PEDv en las muestras mediante RT-PCR a tiempo real. Se seleccionaron las muestras para su secuenciación en base a una elevada concentración vírica a partir de los resultados de la RT-PCR y de la diversidad geográfica dentro de los EEUU. Utilizando los genomas completos obtenidos en este estudio (n = 93) y las secuencias disponibles en el GenBank (n = 126), se crearon dos alineamientos de nucleótidos y aminoácidos que fueron analizados para determinar las relaciones filogenéticas entre las secuencias americanas y globales para identificar genes o regiones de diversidad elevada entre cepas. Se utilizaron diversas herramientas complejas de análisis recombinante para entender mejor la evolución del virus y los cambios en el dominio de unión al receptor (RBD), que se cree que es clave en la infectividad y virulencia de PEDv.

 

¿Cuáles son los resultados?

De este artículo se extraen varias ideas:

1. Las regiones nsp2 y nsp3 fueron las más divergentes entre cepas (parte de ORF1a).
2. Entre los genes estructurales, el gen S tuvo los mayores niveles de entropía en comparación con otros genes estructurales y la mayor tasa de evolución reflejando una elevada presión de selección.
3. La recombinación juega un papel central en la evolución de los coronavirus al crear nuevas cepas con virulencias alteradas. La cepa Minnesota211 se originó a partir de un evento recombinante entre una cepa S-INDEL y una cepa de la pandemia de EEUU. Aunque la recombinación puede producirse más a menudo durante una epidemia, se demostraron eventos recombinantes en la mayoría de las cepas asiáticas.

 

¿Qué conclusiones se extraen de este trabajo?

La genealogía del PEDv es más compleja de los que se pensaba. Los resultados muestran cambios en el ORF1 y en las regiones que codifican para las proyecciones que indican un elevado nivel de variación entre aislados. Los tests diagnósticos diseñados para el ORF1 del virus pueden proporcionar falsos negativos debido a la elevada variabilidad genética. La región C-terminal, más conservada, de la proteína estructural del virus podría ser una región más apropiada.

Los estudios epidemiológicos que sólo examinan la región variable S pueden pasar por alto cambios evolutivos importantes que se produzcan en la región ORF1. La secuenciación completa del virus debería permitir llegar a conclusiones más precisas.

Pese a las diferencias entre las cepas americanas y asiáticas, hay algunas similitudes que indicarían un origen asiático de las cepas pandémicas americanas. El origen de las cepas europeas es menos claro.

La recombinación y la tasa evolutiva es elevada tanto en las cepas americanas como en las asiáticas, lo que convierte en un desafío el desarrollo de una vacuna de protección amplia.

La visión desde el campo por Enric Marco La reciente epidemia de diarrea epidémica porcina (DEP) que ha azotado Asia, USA y Europa ha puesto en evidencia las debilidades de nuestro sistema de producción. A pesar de que,en general, las medidas de bioseguridad han mejorado considerablemente, éstas no han sido suficientes para evitar la difusión de la infección. Pero, ¿por qué una infección que ya se conocía en Europa desde finales de los 80 vuelve a golpear de un modo tan duro? ¿Cómo es posible que a pesar haber mejorado la bioseguridad la difusión no se haya visto afectada? ¿Por qué países que ya habían sido golpeados por la PED en años anteriores han vuelto a sufrir una nueva epidemia? Como ya hemos comentado la infección se venía detectando con cierta regularidad en Europa. Una de las últimas descripciones antes de estos nuevos brotes se hizo en Italia en el 2008, sin embargo, su difusión fue menor, más localizada y con una virulencia menor. Cuando la infección llega a Estados Unidos, en pocos meses se difunde a través del país alcanzando también explotaciones de Canadá y, cuando comparamos la sintomatología observada en Norte América respecto de la observada en Europa, ésta era mucho más agresiva produciendo elevadas perdidas pérdidas entre los lechones lactantes afectados (100% en algunos casos). Es decir, una misma enfermedad presentaba dos características bien distintas: infectividad y virulencia. Con las nuevas técnicas de biología molecular se ha podido estudiar el genoma de los virus de la DEP implicados en estos nuevos brotes y se ha comprobando que, efectivamente, estamos delante de una cepa distinta de la que se había aislado en los casos europeos. Las diferencias son tan considerables que no sólo afectan a las dos características que hemos dicho, sino que, además, el nuevo virus no se controla con las vacunas desarrolladas a partir de las cepas clásicas (en el mercado Norte Americano). Este nuevo virus incluso podría dar resultados falsos negativos a algunos tests de diagnóstico siempre que estén basados en algunos de los fragmentos de genoma que se han visto modificados en estas nuevas cepas. A día de hoy el conocimiento de las diferencias génicas de las distintas cepas, nos permite entender porqué aparecen nuevos brotes, y debería ayudarnos a mejorar algunos de los aspectos, como por ejemplo el diagnóstico o la bioseguridad. Conociendo con detalle las distintas cepas de un virus concreto, como en este caso el de la DEP, podemos ver cuales han sido sus movimientos y estudiar los posibles fallos de bioseguridad para mejorarlos en un futuro; a la vez que permitir desarrollar tests diagnósticos basados en los genes más estables que eviten los problemas que las distintas recombinaciones víricas puedan generar.