Il significato della parola “mutazione” in volgare non riflette le complessità della teoria evoluzionistica. Nella fantascienza, “mutare” significa subire una trasformazione significativa. I personaggi dei fumetti Marvel , ad esempio, possiedono incredibili nuove abilità dovute alla mutazione. Nell’industria dell’intrattenimento, la drammatizzazione dell’evoluzione per rappresentare le epidemie è un trope comune. In The Andromeda Strain di Michael Crichton, un microrganismo extraterrestre “muta” continuamente per acquisire nuove proprietà biologiche, inclusa la capacità di degradare la plastica e sfuggire al contenimento. L’esagerato libro The Hot Zone ha ispirato il film thriller Outbreak del 1995, in cui un virus immaginario simile all’ebola si trasforma rapidamente in un ceppo altamente contagioso. Data l’accessibilità e il fascino di massa di queste opere, non sorprende che, durante un’epidemia in atto nella vita reale, giornalisti e scienziati siano talvolta predisposti ad attingere a queste visioni immaginarie.
I nostri flussi mediatici e le comunicazioni scientifiche inondate di trepidazione e falsa rappresentazione delle mutazioni che circondano lo scoppio di un nuovo coronavirus, SARS-CoV-2, esemplificano questo atteggiamento. I titoli che descrivono i “criminali del DNA” alla ricerca di “mutazioni pericolose” nel nuovo virus inculcano l’aspettativa che il virus muterà inevitabilmente per diventare più mortale 1 . Notizie riportano che i virus mutanti possono diffondersi più rapidamente evocando uno scenario da giorno del giudizio in cui gli sforzi della salute pubblica per controllare l’epidemia sono resi inutili 2 .
A differenza della fantascienza, tuttavia, la drammatizzazione della mutazione del virus non è innocua e dobbiamo solo guardare ad altri focolai recenti per renderci conto della misura in cui l’interpretazione eccessiva dell’impatto della mutazione influisce direttamente sulla nostra salute e sicurezza. Ad esempio, una mutazione del virus Zika (prM-S139N) è emersa in un lineage del virus che ha preceduto la devastante epidemia nelle Americhe. Sia gli studi in vitro che nei topi hanno suggerito che questa mutazione ha migliorato la neurovirulenza 3 . Tuttavia, prima che questa scoperta potesse essere confermata, cominciò a circolare la disinformazione che questa mutazione era la causa della sindrome congenita di Zika, in particolare la microcefalia. Quando Zika è stata rilevata in India nel 2018, queste false affermazioni hanno indotto il governo indiano a sviluppare politiche con l’errata ipotesi che il virus emergente non potesse causare danni al feto, citando l’assenza della “mutazione causa della microcefalia” per difendere le proprie decisioni 4 .
In questo caso e in quello della SARS-CoV-2, le mutazioni consumano la narrazione, anche se raramente le mutazioni individuali si fissano durante le epidemie né modulano tratti virologici complessi. Piuttosto, la mutazione è un aspetto noioso della vita per un virus RNA. Poiché questi virus impiegano una RNA polimerasi intrinsecamente soggetta a errori per la replicazione, i loro genomi accumuleranno mutazioni durante ogni ciclo di copia. Inoltre, questi cicli possono avvenire nell’ordine delle ore, garantendo che una diversa popolazione di virus che verrà generata all’interno di un singolo host infetto. Mentre questa straordinaria capacità di mutazione alimenta il motore del cambiamento evolutivo, la maggior parte delle mutazioni influisce negativamente su alcuni aspetti della funzione del virus e viene rimossa dalla selezione naturale. Quindi, sebbene una mutazione che cambi il modo in cui un virus si trasmette o la sua virulenza può apparire prontamente in una popolazione di virus, non si diffonderà alle alte frequenze a meno che non sia selettivamente vantaggioso. Allo stesso tempo, tratti epidemiologicamente rilevanti come il modo di trasmissione virale e la virulenza possono essere controllati da più geni. Come tali, sono probabilmente legati a rigorosi vincoli evolutivi perché richiedono mutazioni multiple per evolversi. In effetti, é insolito trovare in una vasta gamma di virus quelli che hanno cambiato o ampliato il loro modo di trasmissione su brevi scale evolutive nonostante gli alti tassi di mutazione 5 . Insieme, questi vincoli generano incertezza su quali caratteristiche siano favorite dalla selezione naturale e quanto velocemente si diffonderanno in una popolazione.
Inoltre, il ruolo della selezione naturale nell’evoluzione del virus non è facilmente prevedibile, rendendo particolarmente problematica la speculazione dilagante attorno alla traiettoria evolutiva di un virus durante una nascente indagine epidemica. In realtà, l’evoluzione della virulenza è un argomento molto complesso che ha ispirato ampie ricerche sulla teoria evolutiva e sul dibattito 6 . Le mutazioni possono anche rendere un virus più o meno virulento. Un’idea comune è che la virulenza cambierà – sia verso l’alto che verso il basso – se aumenta la velocità di trasmissione del virus, il che significa effettivamente un aumento del numero di “progenie” del virus. Tuttavia, l’alta virulenza può (sebbene non sempre) ridurre la trasmissibilità se l’ospite è troppo malato per esporre gli altri. Senza informazioni sulle precise forze evolutive e sulle pressioni selettive in atto, prevedere come la virulenza potrebbe evolversi è un compito estremamente difficile e forse inutile.
Ciò non significa che le mutazioni e la selezione naturale non si verifichino durante le epidemie, ma piuttosto che la loro rilevanza epidemiologica sia spesso difficile da quantificare. Le mutazioni sono necessarie durante i salti dell’ospite, ad esempio quando un virus “si riversa” da un serbatoio di animali negli esseri umani o utilizza un vettore di artropodi alternativo per la trasmissione. Sono state proposte mutazioni dell’amminoacido 30 nella proteina Gag del virus dell’immunodeficienza umana-1 (HIV-1) come adattamenti per gli antenati del virus dell’immunodeficienza simian (SIV) negli scimpanzé per aumentare l’infettività nell’uomo 7 . Nel virus Chikungunya, una singola mutazione (E1-A226V) che appare durante le epidemie è stata suggerita come una firma di adattamento a un vettore alternativo di zanzare, Aedes albopictus 8 , mentre una singola mutazione (GP-A82V) nel virus Ebola ha aumentato l’infezione delle cellule umane 9 Si ipotizza inoltre che le mutazioni dell’influenza aviaria ad alta patogenicità A (H5N1) possano portare a una più efficiente trasmissione da uomo a uomo 10 , sebbene per fortuna ciò non si sia ancora verificato. Mentre ci sono molti esempi di mutazioni che alterano la virulenza o causano resistenza ai farmaci e quindi incidono sulla salute umana 11 , speculare sul fenotipo di qualsiasi nuova mutazione può essere pericoloso durante epidemie in rapido movimento. Ci vuole uno sforzo non banale per verificare sperimentalmente ed epidemiologicamente questi fenotipi.
Questi avvertimenti probabilmente non porranno fine alla domanda se sorgeranno mutazioni nella SARS-CoV-2, consentendole di diffondersi in modo più efficiente tra gli esseri umani o di generare un tasso di mortalità più elevato. In risposta, possiamo guardare all’epidemia di SARS-CoV 2002-2003. Grandi delezioni nella regione open frame 8 (ORF8) e mutazioni nella proteina spike (S) sono state scoperte durante le prime fasi dell’epidemia e alla fine hanno dominato l’epidemia, suggerendo che si trattava di adattamenti per l’uomo 12 , 13 . Sulla base di questa osservazione, alcuni hanno ipotizzato che i cambiamenti genetici del virus abbiano in parte guidato l’epidemia di SARS, ma questa affermazione non è comprovata 14 . Quindi, SARS-CoV-2 potrebbe adattarsi allo stesso modo? Sì. L’adattamento farà precipitare più morti? Improbabile.
È tempo di rimodellare la nostra concezione delle mutazioni. Le mutazioni non sono indicative di nuove caratteristiche virali stravaganti e devastanti. Al contrario, possono informare la nostra comprensione dei focolai emergenti. Qualsiasi affermazione sulle conseguenze della mutazione richiede un’attenta prova sperimentale ed epidemiologica. La mutazione è una conseguenza inevitabile dell’essere un virus. Il modello e il decorso temporale delle mutazioni in un genoma virale sono fondamentali per stimare gli alberi filogenetici, che a loro volta descrivono le epidemie del corso in tempo reale 15 . Il campo in via di sviluppo dell’epidemiologia genomica è attualmente impiegato nella mitigazione e nel controllo dell’epidemia di SARS-CoV-2. La deposizione ad accesso rapido e aperto dei genomi virali, la maggior parte dei quali differisce per mutazione, sta permettendo indagini precise sugli schemi di diffusione. A tal fine, siti come Virological.org e Nextstrain.org sono i principali responsabili. Invece di temere la mutazione, forse è ora il momento di abbracciarle.
