Microevolución del SARS-CoV-2 en Medellín durante la Pandemia de COVID-19 entre los años 2020 a 2022

Abstract

RESUMEN: Introducción: SARS-CoV-2 es el virus causante de la COVID-19 (coronavirus disease 2019). El virus fue identificado en la ciudad de Wuhan y se expandió a nivel mundial. Este virus se distingue por su evolución dinámica, dando lugar a diversos mutantes en su trayectoria. El seguimiento del virus requirió el establecimiento de sistemas de vigilancia genómica que alrededor del mundo secuenciaron millones de genomas, lo que permitió la identificación de linajes, clados y variantes que fueron estudiados intensamente y que presentan diferencias significativas en su virulencia y su transmisibilidad. Aun así, quedan incógnitas por responder en cuanto a la evolución viral enfocada a territorios específicos. Este estudio se centró en la población de la ciudad de Medellín, enfocándose en la evolución, filogeografía, filodinámica y selección natural experimentada por el virus SARS-CoV-2 entre marzo de 2020 a agosto de 2022. Metodología: Se formaron bases de datos de genomas propios, de genomas reportados en Colombia y de todo el mundo, obtenidos de la base de datos GISAID. La identificación de linajes, clados y variantes, el análisis filogeográfico y el cálculo de la tasa de sustituciones se realizó mediante el “pipeline” de Nextstrain. Filogeografías discretas adicionales, se realizaron mediante el software BEAST, el cual también se usó para estimar parámetros como el tamaño poblacional efectivo para la población de Medellín. El reporte de casos se obtuvo en el portal de información sobre COVID-19 realizado por el Instituto Nacional de Salud de Colombia. La detección de sitios con evidencia de selección positiva se realizó en el portal web Datamonkey.org mediante los métodos FEL, FUBAR, SLAC y MEME. Finalmente, la predicción de unión a moléculas HLA-I se realizó en el portal web de Inmuno Epitope Data Base (IEDB) mediante TepiTool. Resultados: En el territorio colombiano durante el periodo de estudio se estimaron 74 eventos de exportación y 55 de importación desde y hacia Antioquia respectivamente. Las variantes de mayor prevalencia fueron Mu, Gamma, Delta (clado 21J) y Ómicron. Con excepción de esta última, fue posible estimar sus regiones de ingreso al Departamento de Antioquia, siendo estas Región Caribe, Suramérica y Norteamérica respectivamente. El momento de llegada de estas variantes se estimó en enero de 2021, enero de 2021, mayo de 2021 y noviembre de 2021 respectivamente. El cálculo del tamaño poblacional efectivo evidenció amplias fluctuaciones, que no se sincronizaron con las variaciones en el reporte de casos de COVID-19. En algunos momentos los picos de casos coincidieron con los valles del tamaño poblacional efectivo. Finalmente, se identificaron 155 sitios con evidencia de selección negativa y 27 sitios con evidencia de selección positiva, diversificante. En estos últimos, los análisis in silico arrojaron que 16 de estos sitios, podrían estar vinculados con eventos de escape inmune, asociados a la perdida de afinidad entre péptidos y moléculas HLA-I frecuentes en la población colombiana. Conclusión: Determinamos las variantes de mayor importancia en la población de Medellín entre marzo de 2020 a agosto de 2022, encontrando que estas fueron Gamma, Mu, Delta (clado 21J) y Ómicron. Observamos que el recambio en estas, se vio marcado por pérdidas de la diversidad viral, a causa de fenómenos de barrido selectivo. Adicionalmente, identificamos varias mutaciones con evidencia de haber surgido a causa de presiones selectivas, ejercidas por el sistema inmune.