Diversificación funcional incipiente de SARS-CoV-2 identificada a través de mapas haplotípicos de redes neuronales

Desde su introducción en la población humana, SARS-CoV-2 ha evolucionado hacia múltiples clados, pero los eventos en su diversificación intrahospedador no están bien entendidos. Aquí comparamos mapas haplotípicos neuronales autoorganizados tridimensionales (3D) de SARS-CoV-2 a partir de treinta muestras diagnósticas nasofaríngeas individuales obtenidas en un intervalo de 19 días en Madrid (España), en el momento de transición entre los clados 19 y 20. Los mapas haplotípicos neuronales se han entrenado con el repertorio haplotípico presente en los espectros mutantes de las regiones codificadoras de nsp12 y spike (S). Cada mapa consistía en una neurona dominante (que mostraba la frecuencia máxima), rodeada por una nube de neuronas de baja frecuencia. La secuencia de la neurona maestra (dominante) era idéntica a la del genoma de referencia Wuhan-Hu-1 o difería de ella en una posición de nucleótido. Se identificaron seis secuencias de haplotipos diferentes entre las neuronas maestras. Algunas de las sustituciones en las nubes neuronales afectaron sitios críticos del complejo de polimerasa nsp12-nsp8-nsp7 y resultaron en una cinética alterada de síntesis de ARN en un ensayo de extensión con cebador in vitro. Así, el análisis ha identificado mutaciones que son relevantes para la modificación de la síntesis de ARN viral, presentes en las nubes mutantes de las cuasiespecies de SARS-CoV-2. Estas mutaciones probablemente ocurrieron durante la diversificación intrahospedador en varios pacientes con COVID-19, durante una etapa inicial de la pandemia, y en un breve período de tiempo.