Covid-19, come si stanno evolvendo le nuove varianti

Sono stati osservati i primi segni di “evoluzione convergente” delle varianti di Sars-CoV-2. Ovvero, sembra che al momento non ci sia nessuna variante di Covid-19 che sta prendendo il sopravvento su un’altra, come in passato, ma che stiano piuttosto circolando diverse sottovarianti che accumulano mutazioni molto simili, tutte associate a una maggiore immunoresistenza del virus.

Si tratta di un meccanismo che gli scienziati hanno definito convergenza evolutiva, prendendo in prestito il nome dato al fenomeno per cui specie diverse che vivono nello stesso tipo di ambiente, sulla spinta delle stesse pressioni ambientali, si evolvono sviluppando strutture o adattamenti che li portano a somigliarsi moltissimo.

Cosa è successo negli ultimi due anni

C’è da dire che le stranezze non sono cominciate ora. L’evoluzione di Covid-19 è stata bizzarra fin da subito. Nella seconda metà del 2020, dopo un periodo iniziale in cui il virus è mutato molto poco, sono emerse le tre varianti Alpha, Beta e Gamma: tre ceppi diversi in tre diverse parti del mondo, tutti con mutazioni relativamente simili. Nel 2021 lo scenario è cambiato: nel mondo si sono cominciate a registrare diverse ondate, ciascuna dominata da una variante, con lo scettro passato da Alpha a Delta e poi da Delta a Omicron; in questo caso, però, ogni variante era significativamente diversa da quella che l’aveva preceduta. Non si era più, insomma, in un regime di evoluzione “continua”, in cui un singolo ceppo accumula progressivamente mutazioni, ma piuttosto in un regime quasi discreto, fatto di grandi salti evoluzionistici, ciascuno dei quali relativo a un ceppo che sembra quasi venire fuori dal nulla. Infine, tra la fine del 2021 e l’inizio del 2022 sembra che la situazione sia tornata al regime precedente, con la diffusione delle sottovarianti BA.1, BA.2, BA.3, BA.4 e BA.5 e delle loro seconde generazioni, che sembrano avere tutte forme molto simili in termini di mutazioni.

Il presente e il futuro: arriva Centaurus?

In questo momento, dopo l’aumento di contagi di qualche mese fa dovuto alla variante Omicron 5 (attualmente la più diffusa e responsabile, negli Stati Uniti, dell’80% dei casi), e dopo un’estate relativamente “tranquilla”, l’attenzione degli esperti è concentrata su una possibile ondata autunnale: secondo gli autori di uno studio italiano pubblicato sullo European Journal of Internal Medicine, l’ondata autunnale potrebbe essere dominata da una variante indiana, la cosiddetta Centaurus , un’evoluzione di seconda generazione della variante Omicron BA.2, nome in codice BA2.75. Si tratta, pare, di una variante molto efficiente nel legarsi ai recettori umani Ace2, il che la renderebbe potenzialmente in grado di diffondersi molto velocemente.

Omoplasia e convergenza evolutiva: uccelli e pipistrelli

Arriviamo così al tema della convergenza evolutiva, recentemente affrontato da New Atlas in un pezzo sul tema del futuro di Sars-CoV-2 che ha messo insieme le ultime considerazioni di diversi virologi sulla questione. Non è si tratta di un argomento nuovo: già a giugno 2020, per esempio, uno studio pubblicato sulla rivista Infection, Genetics and Evolution da un gruppo di ricercatori guidato da Francois Belloux, dell’Istituto di Genetica alla University College di Londra, aveva suggerito che l’evoluzione di Sars-CoV-2 in diverse parti del mondo fosse caratterizzata da alti livelli di omoplasia – ossia si stesse adattando all’essere umano in modo simile. Analizzando quasi 8mila sequenze di Sars-CoV-2 provenienti da paesi di aree geografiche diverse, gli autori del lavoro avevano osservato almeno 198 mutazioni emerse in modo indipendente. “Il fenomeno a cui si fa riferimento in questo lavoro – aveva commentato all’Agi Giuseppe Novelli, genetista all’Università Tor Vergata di Roma – è ben noto, si tratta di ‘convergenza evolutiva’ ed è un comportamento comune tra i virus. L’omoplasia riguarda sostanzialmente il fatto che nell’evoluzione alcune strutture biologicamente diverse, come le ali dei mammiferi, ad esempio i pipistrelli, e le ali degli uccelli, raggiungono lo stesso scopo anche se provengono geneticamente da condizioni differenti. L’omoplasia è quindi una sorta di convergenza evolutiva di una diversa origine biologica”. Nella biologia evoluzionistica, insomma, la teoria della convergenza evolutiva spiega come e perché organismi completamente diversi tra loro possano evolvere, separatamente ma sulla spinta delle stesse pressioni ambientali, tratti simili tra loro.

A ciascuno la sua spike

Nel caso di Sars-CoV-2, lo stesso concetto si applica alla struttura della ormai famosa proteina spike: il Rbd, o dominio di legame del recettore, che si trova sulla sommità della spike e aiuta il virus ad attaccarsi a determinati recettori delle cellule umane, giocando quindi un ruolo fondamentale nell’infezione e nella replicazione del patogeno. Uno studio (ancora in pre-print su BiorXive) ha recentemente mostrato che tutte le nuove sottovarianti di Omicron presentano mutazioni sullo Rbd, il che, secondo gli esperti, indica che il virus sta cercando (e trovando) nuove strategie per evadere all’immunità umana. “L’evoluzione convergente di Rbd – ha spiegato Yunlong Cao, uno degli autori del lavoro – vuol dire che le mutazioni di Rbd che si sono evolute dai ceppi Omicron più recenti convergono tutte verso gli stessi siti. Osservare un pattern del genere vuol dire che Sars-CoV-2 evolverà mutazioni immuno-evasive molto più frequentemente che in passato, e che quindi le nuove mutazioni saranno molto più immuno-evasive”. 

Agli stessi risultati sono arrivati, in modo indipendente, anche diversi altri “cacciatori di varianti”, tanto che il fenomeno è stato soprannominato The Great Convergence. Quello che ancora non è chiaro, però, è quanto ci sia da preoccuparsi: “È possibile – dice ancora Cao – che le cellule del sistema immunitario continuino a riconoscere il virus nonostante queste mutazioni nel Rbd, dal momento che si basano anche su altre parti del virus, ancora non soggette a mutazioni. Ma potrebbero anche avvenire ulteriori evoluzioni che neutralizzano completamente l’efficacia degli anticorpi, causano alti tassi di infezione e danno luogo a malattia grave in alcuni individui”.