Una persona que tuvo sarampión hace 100 años ayuda a los científicos a rastrear los orígenes del virus

 

Un pulmón humano enfermo, fijado en el formalina conservante durante más de 100 años, ayudó a los científicos a rastrear la historia del virus del sarampión y ubicar su origen ya en el siglo VI a. C.

Durante años, el pulmón se guardó en el sótano del Museo de Historia Médica de Berlín junto con cientos de otras muestras de pulmón, todas recolectadas y preservadas entre las décadas de 1870 y 1930. En una búsqueda de patógenos respiratorios bien conservados, el virólogo Sébastien Calvignac-Spencer, del Instituto Robert Koch, y su equipo de investigación descendieron al sótano y examinaron todos y cada uno de los frascos. “Es una cuestión de casualidad” que el equipo encontró un pulmón perteneciente a un niño de 2 años. sarampión paciente que murió de la enfermedad en 1912, dijo Calvignac-Spencer.

El equipo logró extraer muestras del virus del tejido pulmonar de 108 años y utilizó el material genético, el genoma de sarampión más antiguo jamás secuenciado, para aprender más sobre los orígenes del patógeno. En un nuevo estudio, publicado hoy (18 de junio) en la revista Ciencias, estiman que el sarampión podría haber divergido de su pariente más cercano conocido, un virus del ganado ahora erradicado, ya en 528 a. C.

La nueva estimación sugiere que el virus puede ser “más de 1,000 años mayor que cualquier estimación anterior”, dijo Calvignac-Spencer a Live Science.

Un hallazgo raro

Estudios anteriores predijeron que el sarampión y el virus extinto del ganado, llamado peste bovina, se separaron de su ancestro común más reciente entre los siglos XI y XII, según un informe de 2011 en la revista Biología Molecular y Evolución (MBE) Sin embargo, el médico persa Muhammad ibn Zakariya al-Razi escribió una descripción clínica del sarampión en el siglo X, por lo que algo no cuadró.

“La división entre el sarampión y la peste bovina está claramente subestimada”, dijo Joel Wertheim, autor del informe MBE y profesor asistente de medicina en la Universidad de California, San Diego, que no participó en el nuevo estudio de Ciencias. Estas subestimaciones surgen de dos problemas críticos: la falta de muestras antiguas de sarampión y suposiciones erróneas sobre cómo el virus muta a lo largo del tiempo, lo que sesga los modelos evolutivos hacia una “fecha ridículamente reciente”, dijo Wertheim a Live Science.

Wertheim y sus coautores construyeron un nuevo modelo para tener en cuenta estos factores y retrasaron la fecha de origen hasta fines del siglo IX, pero “no pensamos que teníamos razón”, dijo. Ahora, Calvignac-Spencer y su equipo han alcanzado una estimación más realista, en parte, al incluir el espécimen recién descubierto de 1912 en su análisis, dijo Wertheim.

Antes de que el equipo encontrara la muestra de 1912, el genoma de sarampión más antiguo jamás secuenciado data de 1954, anotaron los autores. Los científicos estiman la tasa de cambio evolutivo, o cuánto y qué tan rápido muta un virus, comparando las muestras recolectadas en diferentes momentos y rastreando las diferencias en su código genético. Cuantas más y más viejas muestras examinemos, más clara será la tasa de cambio, dijo Calvignac-Spencer.

Pero la columna vertebral del virus del sarampión es el ARN, un tipo de material genético que se degrada rápidamente en comparación con su primo más resistente. ADN. La muestra de 1912 escapó de este destino porque el pulmón había sido fijado en formalina, un conservante que detiene las reacciones químicas que de otra forma degradarían el ARN. La formalina también “pega” el ARN preservado a las moléculas cercanas, lo que dificulta su extracción, dijo Calvignac-Spencer.

Para despegar el ARN, el equipo cortó 0.007 onzas (200 miligramos) de tejido del pulmón y hirvió la pequeña muestra, haciendo que las moléculas pegajosas se separaran sin destruir el ARN. Luego, el equipo construyó el genoma “casi completo” del ARN rescatado, escribieron. Para enriquecer aún más su modelo evolutivo, el equipo analizó la colección de muestras genéticas en el Laboratorio Nacional de Referencia de Alemania y encontró dos muestras de sarampión recolectadas en 1960 para agregar a su análisis.

Construyendo mejores modelos

El equipo construyó su modelo evolutivo a partir de la muestra de 1912, las muestras de 1960 y 127 muestras adicionales, la mayoría recolectadas en la década de 1990 o después. Un segundo modelo comparó alrededor de 50 secuencias de sarampión con el virus de la peste bovina, que se declaró erradicada en 2011, y su pariente más cercano peste de los pequeños rumiantes (PPRV), que infecta a las cabras y las ovejas, para precisar cuándo estos patógenos se separan de su ancestro compartido.

En ambos modelos, el equipo tomó en cuenta un fenómeno llamado “selección purificadora”, que muchos estudios anteriores pasaron por alto, dijo Calvignac-Spencer. Mientras algunos presiones evolutivas agregue mutaciones útiles al genoma y manténgalo estable con el tiempo, la llamada selección purificadora purga las mutaciones dañinas del genoma antes de que puedan acumularse. Estas fuerzas complementarias ayudan a establecer el ritmo del cambio evolutivo, por lo que para estimar cuándo surgió el sarampión por primera vez, debe tener en cuenta la selección purificadora, dijo Wertheim.

“Tu puedes cambiar [your estimates] “En un orden de magnitud teniendo en cuenta la selección purificadora”, dijo. La selección purificadora, en parte, hace que ciertos segmentos del genoma muten fácilmente y con frecuencia, mientras que otros apenas cambian en absoluto, agregó. “Usted tendrá varias mutaciones”. golpeando la misma posición una y otra vez, “pero dado que solo tiene un número limitado de muestras, puede perder algunas de esas mutaciones”, dijo Calvignac-Spencer. El equipo diseñó su modelo para capturar estas mutaciones que de otro modo podrían perderse.

Según la divergencia de la peste bovina y el sarampión, la “fecha más temprana posible para el establecimiento del sarampión en las poblaciones humanas” ocurrió alrededor del siglo VI a. C., aunque la fecha exacta en que el virus infectó por primera vez a las personas sigue siendo desconocida.

Los autores señalaron que, hace unos 2.000 a 2.500 años, los humanos comenzaron a construir asentamientos lo suficientemente grandes como para mantener un brote de sarampión, ofreciendo el virus Una oportunidad para establecerse. El sarampión tiende a desaparecer en comunidades de menos de 250,000 individuos, ya que los residentes rápidamente se vuelven inmunes o mueren a causa de la enfermedad, por lo que “las pequeñas poblaciones humanas solo podrían servir como anfitriones sin salida”, escribieron.

Calvignac-Spencer dijo que está interesado en descubrir muestras antiguas de sarampión, si existen, para refinar aún más nuestra comprensión de la historia del patógeno. Wertheim dijo que predice que más virólogos se unirán a la búsqueda de muestras antiguas que acechan en los sótanos de museos y archivos de hospitales.

“Me sorprendió ver que podían extraer un virus de más de 100 años del tejido pulmonar”, dijo Wertheim. Creo que más virólogos comenzarán a usar “virus cada vez más viejos a medida que las personas se vuelvan más ambiciosas y alentadas por estos resultados”, agregó.

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