Il virus padano
Grazie alla disponibilità di dati aperti e di un meraviglioso servizio di analisi online delle sequenze di oltre 100 isolati di SARS-CoV-2, oggi possiamo provare a rispondere ad alcune domande.
Prima domanda: quando è arrivato il virus in Lombardia?
La risposta l’abbiamo grazie ad una idea dell’ottimo Roberto Labanti.
In database, abbiamo la sequenza del virus del primo paziente italiano identificato, il 38enne di Codogno.
Questa sequenza è molto simile ad una serie di altre sequenze, isolate su soggetti infetti in giro per il mondo. La loro similitudine può essere rappresentata in un albero filogenetico, come fareste per i vostri parenti: più simili sono due virus, più vicini sono nell’albero, più recentemente si sono separati tra loro.
L’albero ricavato da un servizio online chiamato “nextstrain” è quello nella figura in alto.
Quando – come mi ha suggerito Labanti – andiamo a verificare, scopriamo una cosa interessante: i virus di questo albero trovati in Brasile, Messico, Finlandia, Germania, Francia ed altri paesi, tutti simili al virus “italiano”, in realtà provengono tutte da isolati di pazienti arrivati nei loro vari paesi di destinazione dalla Lombardia.
Quindi, si tratta di individui che in Lombardia hanno “campionato” un solo virus (o virus molto, molto simili), e lo hanno distribuito per il mondo.
Ora, siccome è circa noto quante mutazioni si accumulano nel tempo per SARS-CoV-2 (e quindi quanto tempo deve essere trascorso da quando due rami dell’albero si sono separati, accumulando le rispettive mutazioni), possiamo guardare alla base dell’albero scopriamo che tutti questi virus sono originati da un comune antenato non più tardi di metà gennaio; inoltre, si sono separati dal virus che ha infettato un paziente tedesco (colui che ha portato il virus in Baviera) intorno al 9 gennaio.
Ne ricaviamo che un virus preso anche da un tedesco in Germania, è arrivato in Italia non più tardi della metà di gennaio ed in Lombardia ha continuato a mutare (dando origine alle “terminazioni” dell’albero che vedete sopra).
Che mutazioni ha subito questo virus?
La più importante appare essere una mutazione che caratterizza tutti i “confratelli” nella famiglia, dividendoli dal resto dei coronavirus isolati per il mondo: una mutazione nella proteina che permette di “agganciare” le cellule alveolari umane, che potrebbe aver influenzato la capacità del virus di colonizzare gli alveoli polmonari. Questo dato va confermato, e lo farò quando avrò accesso alle sequenze depositate in “nextstrain” e potrò verificare la effettiva presenza della mutazione ed il suo effetto sull’interazione proteina virale – recettore ACE2 umano, grazie alle strutture tridimensionali del complesso già disponibili; lo riporto qui come ipotesi di lavoro.
E’ questo l’unico virus circolante in Italia?
Al momento, è ragionevole ipotizzare che sia quello predominante; tuttavia, esiste un secondo gruppo di virus (non rappresentato in figura, perchè esterno al gruppo padano) che a quanto pare contiene un virus “esportato” dall’Italia molto simile ad altri di Wuhan.
In merito alla “mutazione nella proteina che permette di “agganciare” le cellule alveolari umane, che potrebbe aver influenzato la capacità del virus di colonizzare gli alveoli polmonari”: si intende una mutazione che avrebbe – sempre in linea teorica – agevolato o ridotto questa capacità?
Non lo sappiamo.
Da qualche giorno leggo i tuoi post su questo blog e li trovo estremamente precisi e interessanti. Hai pensato di tradurre i post in inglese per avere una maggiore diffusione? Ho l’impressione queste interessanti informazioni non siano riprese in giro
Non ho tempo. Però in inglese pubbluco su rivista.
Buongiorno.
Articolo interessantissimo, grazie. Una domanda, se posso. Se la variante padana è arrivata in Lombardia verso la metá di Gennaio, quale potrebbe essere il collegamento, se c’è, con il picco anomalo di polmoniti registrate a fine Dicembre a Piacenza e che citate in questo altro vostro articolo? https://cattiviscienziati.com/2020/02/28/il-virus-cera-gia-una-possibile-buona-notizia/
Grazie in anticipo.
La variante padana è arrivata in Italia NON OLTRE la metà di gennaio.
Chiaro. Quindi, se la variante padana risultasse essere uguale a quella piacentina (non so se questa ultima sia stata sequenziata e mi scuso se uso terminologie non scientificamente corrette), si potrebbe ipotizzare che il virus sia arrivato prima in Emilia Romagna e poi in Lombardia. Sempre che sia provato un collegamento tra quel picco anomalo di polmoniti e il SARS-CoV-2.
BetaCoV/Germany/BavPat1/2020 analizzato comparativamente in https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa036
https://www.linkedin.com/pulse/emergenza-coronavirus-dai-dati-alle-soluzioni-luigi-rigolio/
Mi scusi, vorrei essere sicura di aver capito bene: la mutazione che cambia la capacità di agganciare le cellule alveolari umane è quindi comune a tutte queste sequenze e potrebbe anche aver reso il virus più aggressivo.
Sì, potrebbe. Aggressivo significa però cose diverse
Analisi molto utile, grazie. Non esistono sequenze di SARS-CoV-2 identificati in altri pazienti europei (francesi, spagnoli, portoghesi, inglesi ecc)?
Esistono, sono tutte nel sito citato (nextstrain)
Se il ceppo europeo ha cominciato la sua diffusione il 9 gennaio ed ha un tempo di raddoppio di 2,36 (come hai calcolato nell’articolo “esponenziale”, basandoti sui ricoveri in terapia intensiva) ormai solo questo ceppo dovrebbe avere quasi 20 milioni di casi in europa (che diventeranno 40 milioni domenica sera…). Le autorità dunque stanno clamorosamente sottostimando il numero di infetti? Oppure te lo spieghi diversamente?
Sono settimane che sostengo che vada fatto un campionamento serio della popolazione per trovare il reale tasso di infezione, altrimenti i provvedimenti non possono essere ben calibrati.
Grazie comunque degli spunti interessanti.
Attenzione, perchè ci sono effetti di saturazione che non sappiamo quando inizieranno a manifestarsi.
Faccio solo una domanda da ignorante, scusatemi per questo. A proposito di ritmi di crescita resto legato alla legge N=2^n che descrive la scarica a valanga in un fotomoltiplicatore. 2 è il numero di elettroni che un solo elettrone libera da un dinodo, n è il numero dei salti, cioè il numero di dinodi, diciamo 10. E’ una legge semplice del tipo exp(x). La fotocorrente alla fine è cresciuta di un fattore 1000 circa. Nel caso della propagazione del virus e quindi della crescita del numero N dei contagiati, esiste qualche descrizione analitica sia pur approssimata? Un portatore sano, proprio xkè sano, va in contatto con parecchie altre prima dell’inizio isolamento, supposto che ci vada in isolamento. Perciò, la legge 2^n mi spinge a ritenere sensata l’approssimazione esponenziale, senza però sapere se la sua variabile indipendente (tempo) sia elevata a qualche potenza (positiva direi), e che il numero dei portatori sani e non sani, sia molto superiore a quanto si rileva praticamente. Come dice Massimo, il numero dei contagiati potrebbe essere diventato altissimo. L’analogia fotoelettroni-contagiati potrebbe valere? Thank.