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  • Investigación y Ciencia
  • Abril 2012Nº 427

Biología computacional

Evolución vírica en la era genómica

La secuenciación del genoma de decenas de miles de virus de la gripe está permitiendo el desarrollo de modelos matemáticos para describir sus redes de circulación mundial, sus patrones evolutivos y el origen de las pandemias.

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A principios de noviembre de 1918, un convoy con suministros llegó a Brevig Mission, un pequeño poblado de la península de Seward, en la costa oeste de Alaska. En cinco días, entre el 15 y el 20 de noviembre, 72 de los 80 habitantes de la aldea murieron a causa de la gripe española. La pandemia se estaba propagando por todos los rincones del planeta con un patrón de mortandad inusual para la gripe: más de la mitad de los fallecidos contaban entre 20 y 40 años de edad. El 3 de octubre de ese mismo año, la ciudad de Filadelfia había cerrado todas las escuelas, iglesias y teatros. Un día después, Nueva York había impuesto la regulación de los horarios de trabajo y comercio para evitar las aglomeraciones, así como medidas de cuarentena a los barcos que llegaban a la ciudad. Se estima que, entre 1918 y 1919, la pandemia se cobró más de 50 millones de víctimas mortales en todo el mundo.

Ayudados por buscadores de oro de la zona, los pocos supervivientes de Brevig Mission depositaron los cadáveres en una fosa común. El permafrost, el suelo helado que recubre parte de Alaska, preservó los cuerpos hasta que, en 1997, Johan Hultin, médico de la Universidad de Iowa, abrió la fosa y envió muestras de pulmón del cadáver de una joven inuit a Jeffery Taubenberger, patólogo molecular del Instituto de Patología de las Fuerzas Armadas de Washington. Taubenberger estaba intentando reconstruir el genoma del virus de la gripe española a partir de las muestras de soldados fallecidos a causa de la pandemia. Gracias a las que recibió desde Brevig Mission, logró completar el genoma del virus responsable de la primera pandemia del siglo XX [véase «El virus de la gripe de 1918», por J. K. Taubenberger, Ann H. Reid y Thomas G. Fanning; Investigación y Ciencia, marzo de 2005].

El virus de la pandemia de 1918 es el más antiguo de los aproximadamente 60.000 genomas de gripe que hoy se encuentran depositados en las bases de datos. Entre ellos se incluyen los de cuatro pandemias (1918, 1957, 1968 y 2009), así como los de una multitud de virus aislados en todos los continentes (excepto en la Antártida) y en una amplia variedad de huéspedes (humanos, cerdos, aves, caballos, tigres, focas, camellos ballenas, e incluso murciélagos). Durante los últimos años, esta enorme colección de datos ha permitido construir modelos matemáticos para estudiar los cambios en el genoma de estos virus. ¿Qué patrones rigen su evolución y su propagación por el planeta? ¿Cómo se combinan sus genomas para producir nuevas variantes? ¿Cuál es el origen de las pandemias?

El material genético del virus de la gripe consta de ARN de cadena simple. Como otros virus de ARN, el gran número de errores que ocurren durante su replicación induce una tasa evolutiva muy elevada. En solo un año, los cambios genéticos sufridos por el virus de la gripe resultan equiparables a los que experimenta nuestra especie durante un millón de años. Unos pocos años de evolución vírica equivalen a la diferencia que media entre un chimpancé y un humano. En apenas un siglo (el tiempo transcurrido entre la gripe española de 1918 y la pandemia de 2009) el genoma del patógeno se ha transformado en un 15 por ciento: una variación genética similar a la existente entre un ratón y un humano.

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