Torsen Differential, How it works ?
Taula de continguts:
- Mirant profundament dins d'una infecció
- Seguiment de la evolució de la grip a 4 infeccions llargues
- Previsió del futur
L’evolució sol ser molt lenta, un procés de canvi que necessita milers o milions d’anys.
Però per a la grip, l'evolució és ràpida i mortal. Els virus de la grip canvien ràpidament per escapar de les defenses de l'organisme. Cada pocs anys apareixen noves variants de la grip i provoquen epidèmies arreu del món.
Controlar la propagació de la grip significa fer front a aquesta evolució en curs. Cada any, experts de l’Organització Mundial de la Salut (OMS) han de fer la millor idea de com canviarà el virus per triar quines varietats de grip ha d’incloure a la vacuna anual.
Aquest treball és difícil i incert, i els errors tenen conseqüències reals. A tot el món, la grip influeix diversos milions de persones cada any i causa centenars de milers de morts. En els anys en què les prediccions manquen de la marca i la vacuna contra la grip és molt diferent de les soques circulants, més persones són vulnerables a la infecció.
En els darrers anys, els avenços en la seqüenciació del genoma han començat a il·luminar els inicis de l'evolució viral, profundament dins de les infeccions individuals. Ens preguntàvem si, per a la grip, aquesta informació podria donar-nos una idea ràpida de les tendències evolutives globals del futur.
Què ens podria indicar la infecció de grip d'una sola persona sobre com canvia el virus a tot el món? Com a resultat, una quantitat sorprenent.
Mirant profundament dins d'una infecció
Cada pas de l’evolució de la grip comença amb un error. Com que els virus es copien dins d’una persona infectada, de vegades es muten, creant petits canvis en el seu pla genètic.
La majoria de les mutacions són perjudicials per al virus perquè trenquen la maquinària que necessita per funcionar. Però de tant en tant, un virus mutant sobreviu, i fins i tot prospera. Els virus juguen un joc constant de gat i ratolí amb el sistema immune humà. De vegades, un virus mutant pot ser prou diferent com per escapar de l’avís de l’organisme.
Un virus mutant amb aquest tipus d’avantatge pot multiplicar-se ràpidament i dominar la infecció. Finalment, fins i tot es pot transmetre de persona a persona i, a partir d’aquest moment, començar a difondre's arreu del món.
Recentment, s’ha tornat més fàcil fer un seguiment del canvi de virus en el cos humà. Els mateixos avenços que l'han convertit en barats i fàcils de seqüenciar els genomes humans estan canviant com estudiem els virus. Per al cost de la seqüenciació d’un sol genoma humà, podem ordenar milers de virus a través d’una infecció per fer un seguiment de noves mutacions a mesura que sorgissin.
Aquestes mutacions poden mostrar-nos com el virus reacciona a entorns difícils del cos humà. Per al VIH, on les infeccions sovint passen anys o fins i tot dècades, l'evolució pot ser considerable, fins i tot dins d'una sola persona. En particular, els virus sovint evolucionen a la resistència dels medicaments en resposta al tractament antiviral.
Seguiment de la evolució de la grip a 4 infeccions llargues
Recentment hem seguit l’evolució viral de quatre pacients amb càncer que tenien infeccions de grip durant diversos mesos. La majoria de les infeccions contra la grip duren aproximadament una setmana, la qual cosa limita la quantitat de canvis que es poden produir. Però en pacients amb sistemes immunitaris febles, les infeccions poden durar molt de temps, amb efectes greus.
Com va canviar la grip en aquestes llargues infeccions? En seqüenciar virus de diferents moments durant la infecció i comparar els seus genomes, vam poder identificar noves mutacions i fer el seguiment dels seus destins.
Evolution va actuar en qüestió de setmanes. Un clar exemple va ser la resistència a Tamiflu. Els pacients estudiats estaven prenent el medicament per controlar les seves infeccions. Però, com en estudis previs, van sorgir virus que portaven mutacions de resistència a medicaments. Aquestes mutacions podrien explicar en part per què les infeccions van durar tant de temps.
Les mutacions de resistència als fàrmacs no eren els únics canvis evolutius que vam veure. Mitja dotzena de virus mutants, tot just lleugerament diferents entre si, competirien de vegades simultàniament en una sola persona.
Aquests virus competidors van fer que l’evolució fos complicada. Una mutació que començava a difondre's una setmana de vegades s'extingiria la següent. Presumiblement, va ser superat per una mutació encara millor.
En alguns casos, hem trobat exactament les mateixes mutacions en virus de diferents pacients del nostre estudi, tot i que podríem saber que els pacients no es van infectar entre si. Molt poques vegades esperem que aquestes similituds succeeixin a causa de l’atzar. Els virus poden tenir adaptacions similars en resposta a reptes evolutius. Algunes d'aquestes mutacions poden haver ajudat al virus a evitar el sistema immunitari, fent-se ressò d'altres estudis.
Previsió del futur
A més, moltes mutacions d’aquests pacients van coincidir amb les mutacions que més tard es van difondre per tot el món. En les pues de la capa externa de la grip, que ajuden al virus a entrar a les cèl·lules hoste, la mutació N225D va sorgir en tres dels quatre pacients del nostre estudi. El 2015, uns 8 anys després de la infecció dels nostres pacients, la majoria dels virus de la grip a tot el món van comportar el mateix canvi.
Per a nosaltres, això era inesperat. L'evolució està plena de compromisos i algunes mutacions que ajuden a adaptar-se a la grip a les persones poden frenar la seva transmissió de persona a persona. Tampoc no sabíem si l’evolució d’aquestes infeccions de grip tan llargues inusualment coincidiria amb els patrons de canvi arreu del món.
Però en el nostre estudi, l'evolució de la grip a les persones va mostrar similituds sorprenents amb l'evolució de tot el món. Podríem veure pistes d’algunes tendències evolutives globals en tan sols unes quantes persones.
A mesura que continuen millorant les tecnologies, s’està tornant més fàcil observar profundament les infeccions de grip, com ho vam fer. Els laboratoris de l'OMS seqüencien les soques de la grip de milers de persones cada any per controlar l'evolució de la grip. Els investigadors seqüencien cada vegada més soques de maneres que ens permeten captar mutacions a mesura que sorgeixen primer en persones individuals.
Cadascun d’aquests milers d’infeccions és com un experiment evolutiu separat. En comparar les mutacions que apareixen en diferents infeccions, podem tenir una sensació de possibilitats i restriccions evolutives.
En algun lloc, aquesta informació pot ajudar a predir l’evolució de la grip. De moment, almenys, és descobrir alguns dels processos dinàmics d’evolució que tenen lloc en cadascun de nosaltres.
Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation per Katherine Xue i Jesse Bloom. Llegiu l'article original aquí.
La seqüenciació del genoma del rinoceront negre podria salvar les espècies de l’extinció
El segle XXI és un moment fantàstic per ser un bioenginyer i un moment horrible per ser un rinoceront negre. Les espècies africanes, que eren 850.000 un segle enrere, han estat reduïdes a una població que es redueix ràpidament al voltant de 5.000. Amb l’esperança d’un dia de rebobinar aquest declivi catastròfic, els biòlegs intenten ...
La seqüenciació del genoma revela que Columbus no va acabar amb les illes del Carib
Un nou estudi revela que el Taíno, una població autòctona del Carib, no es va completar després de l'arribada de Cristòfor Colom a la seva illa.
El nou descobriment de la seqüenciació del genoma antic revela el quart punt d’ascendència europea
Fa uns 25.000 anys, una població de caçadors-recol·lectors va sortir un període de l'Edat de Gel aïllada en coves on el sud de Rússia es troba amb Geòrgia: la regió del Caucas. Havien arribat al voltant de 20.000 anys abans, separant-se d'altres de la seva classe que es van desplaçar cap a l'oest i després de migrar-se des de l'Àfrica. El ...