C¨®mo un intercambio de datos sin precedentes ha permitido una investigaci¨®n m¨¢s r¨¢pida que en cualquier caso anterior

Cuando en enero se identific¨® en China el nuevo coronavirus (formalmente conocido como SARS-CoV-2), los cient¨ªficos de todo el mundo respondieron con rapidez. A los pocos d¨ªas se public¨® en Internet toda la composici¨®n gen¨¦tica, o genoma, del virus. A modo de comparaci¨®n, durante el brote de coronavirus de 2003, el SARS, se tard¨® casi tres meses, despu¨¦s de que la enfermedad se atribuyera en un principio a clamidias.

Los avances tecnol¨®gicos han reducido significativamente el coste de la secuenciaci¨®n gen¨¦tica, y las m¨¢qu...

Cuando en enero se identific¨® en China el nuevo coronavirus (formalmente conocido como SARS-CoV-2), los cient¨ªficos de todo el mundo respondieron con rapidez. A los pocos d¨ªas se public¨® en Internet toda la composici¨®n gen¨¦tica, o genoma, del virus. A modo de comparaci¨®n, durante el brote de coronavirus de 2003, el SARS, se tard¨® casi tres meses, despu¨¦s de que la enfermedad se atribuyera en un principio a clamidias.

Los avances tecnol¨®gicos han reducido significativamente el coste de la secuenciaci¨®n gen¨¦tica, y las m¨¢quinas son ahora lo suficientemente peque?as como para caber en la palma de la mano. Esto ha permitido secuenciar gran n¨²mero de muestras en todo el mundo. ¡°A partir de las secuencias podemos ver c¨®mo se extiende el virus, la velocidad a la que se propaga y calcular el n¨²mero de personas infectadas. Cuantas m¨¢s secuencias recibimos, m¨¢s precisas son las cifras¡±, explica Anne-Miek Vandamme, profesora de la Universidad Cat¨®lica de Lovaina, en B¨¦lgica.

La secuenciaci¨®n masiva, o NGS por sus siglas en ingl¨¦s, puede generar enormes cantidades de datos, y el reto est¨¢ en encontrar formas de analizarlos adecuadamente. En 2015, la profesora Vandamme dirigi¨® un proyecto denominado Virogenesis para ayudar a analizar e interpretar los datos obtenidos de la secuenciaci¨®n, en especial para laboratorios que no estaban acostumbrados a utilizar an¨¢lisis gen¨¦ticos complejos. ¡°Cuando est¨¢bamos realizando el proyecto, solo los laboratorios de investigaci¨®n principales dispon¨ªan de NGS. Ahora todo el mundo la tiene¡±, comenta.

Una de las herramientas desarrolladas, denominada Genome Detective, puede tomar los datos en bruto de la m¨¢quina de secuenciaci¨®n, filtrar los resultados no derivados de los virus, trocear el genoma y usarlo para identificar el virus. No se basa en ninguna suposici¨®n o hip¨®tesis previa, de modo que puede incluso identificar virus no vistos antes. Esto fue lo que se utiliz¨® para confirmar el primer caso de Covid-19 en B¨¦lgica, identific¨¢ndolo como un coronavirus emparentado con el SARS.

¡°A partir de las secuencias podemos ver c¨®mo se extiende el virus, la velocidad a la que se propaga y calcular el n¨²mero de personas infectadas. Cuantas m¨¢s secuencias recibimos, m¨¢s precisas son las cifras¡±

La fuerza de la secuenciaci¨®n gen¨¦tica deriva de comparar los resultados de diferentes casos. A la profesora Vandamme le ha parecido ¡°fant¨¢stico¡± ver el nivel de colaboraci¨®n internacional: ¡°En comparaci¨®n con el pasado, en Internet se comparten muchos m¨¢s datos y secuencias, porque tenemos disponibles muchas m¨¢s herramientas para compartirlos¡±.

Una de estas herramientas es NextStrain, un recurso digital que utiliza datos gen¨®micos para controlar la evoluci¨®n de los organismos causantes de enfermedades, como los virus, en tiempo real. Ha efectuado el seguimiento de varios brotes, como el zika, el ¨¦bola y el dengue, e incluso se ha utilizado para ayudar a establecer la pol¨ªtica de la Organizaci¨®n Mundial de la Salud (OMS) en relaci¨®n con la gripe estacional.

Por lo general, los art¨ªculos de investigaci¨®n tardan meses en publicarse, mil millones de a?os en la actual carrera para superar la pandemia. La necesidad de compartir informaci¨®n con rapidez ha hecho que se compartan m¨¢s ¡°prepublicaciones¡±, borradores que no han pasado a¨²n por la revisi¨®n de pares. ¡°El impulso hacia la ciencia abierta, los datos abiertos y la prepublicaci¨®n ha cambiado realmente nuestra forma de experimentar el discurso cient¨ªfico en este brote, en comparaci¨®n con los anteriores¡±, se?ala Richard Neher, catedr¨¢tico de la Universidad de Basilea, en Suiza, y director del proyecto NextStrain.

NextStrain tiene ya m¨¢s de 700 genomas del nuevo coronavirus, que pueden emplearse para efectuar un seguimiento del brote detectando nuevas mutaciones del virus. Las mutaciones no afectan necesariamente el comportamiento del virus, pero pueden actuar como firma gen¨¦tica para detectar qu¨¦ casos est¨¢n relacionados. Ser¨ªa como determinar nuestra genealog¨ªa mediante pruebas de ADN: un virus secuenciado en Madrid, por ejemplo, podr¨ªa tener mutaciones que indiquen que procede de un brote originado en Italia.

¡°En la actual pandemia, nos proporciona un l¨ªmite inferior de la frecuencia con la que un virus ha sido introducido en una localizaci¨®n concreta¡±, explica el profesor Neher. NewStrain publica un informe de situaci¨®n semanal que analiza estas tendencias. El equipo logr¨® calcular que el brote de Ir¨¢n debi¨® de ser introducido por una sola persona, mientras que, a 13 de marzo, al menos cuatro introducciones distintas eran responsables del brote del Reino Unido.

¡°[La secuenciaci¨®n de los casos] se volver¨¢ a¨²n m¨¢s importante porque, a medida que empecemos a superarla [la pandemia], algo que esperamos conseguir, nos dir¨¢ cu¨¢ntas cadenas de transmisi¨®n siguen circulando y si el virus est¨¢ siendo transportado de una regi¨®n a otra¡±, explica Neher.

En su opini¨®n, a medida que se vaya propagando, el virus ir¨¢ acumulando m¨¢s diversidad gen¨¦tica y nos dar¨¢ m¨¢s informaci¨®n sobre c¨®mo se est¨¢ transmitiendo.

Mapa gen¨¦tico

A pesar de que el mapa gen¨¦tico del nuevo coronavirus se obtuvo con rapidez, sigue sin decirnos mucho sobre sus diferencias con otros coronavirus. Buena parte de lo que sabemos procede de observar c¨®mo se ha extendido entre la poblaci¨®n. Ahora est¨¢ claro lo diferente que es de anteriores brotes de coronavirus, como el SARS o el MERS.

¡°Ciertamente eran mucho menos f¨¢ciles de transmitir y tambi¨¦n ten¨ªan una presentaci¨®n muy distinta, puesto que hab¨ªa muy pocos pacientes asintom¨¢ticos. Uno de los muchos retos que afrontamos aqu¨ª es que personas que presentan s¨ªntomas muy leves han sido esenciales en la transmisi¨®n del virus¡±, comenta el profesor Neher. ¡°Eso es mucho m¨¢s dif¨ªcil de controlar, porque hay que convencer a alguien b¨¢sicamente sano de que se distancie de los dem¨¢s¡±. Y, sin embargo, no est¨¢ claro por qu¨¦ es as¨ª. Las caracter¨ªsticas del virus, como el riesgo de contagio y gravedad, derivan de sus prote¨ªnas, que son las responsables de invadir nuestras c¨¦lulas y reproducir el genoma viral.

A pesar de que el mapa gen¨¦tico del nuevo coronavirus se obtuvo con rapidez, sigue sin decirnos mucho sobre sus diferencias con otros coronavirus

¡°Secuenciar un genoma hoy d¨ªa es muy r¨¢pido, pero en el caso de las prote¨ªnas es distinto¡±, comenta Charlotte Uetrecht, del Heinrich Pette Institute, perteneciente al Instituto Leibniz de Virolog¨ªa Experimental, en Alemania. Uetrecht estudia prote¨ªnas de coronavirus a trav¨¦s de un proyecto llamado SPOCkS MS. ¡°En este momento mi laboratorio est¨¢ produciendo las prote¨ªnas [del nuevo coronavirus]. Lo que queremos es ver si se comportan igual [que las de otros coronavirus]. Por lo general necesitamos producir las prote¨ªnas y purificarlas hasta un punto determinado para poder observarlas. De modo que es mucho m¨¢s laborioso que la secuenciaci¨®n¡±.

Incluso peque?os cambios en las prote¨ªnas virales pueden influir significativamente en c¨®mo interact¨²an entre ellas. Uetrecht estudia estas asociaciones ef¨ªmeras, que son cruciales para que el virus se multiplique. ¡°Sabemos un poco qu¨¦ aspecto tiene, pero no conocemos realmente qu¨¦ prote¨ªnas necesitan asociarse para que se produzca un nuevo genoma¡±, dice.

Aunque el conocimiento de estos procesos podr¨ªa proporcionar nuevas dianas para los f¨¢rmacos antivirales, la doctora afirma que, tradicionalmente, ha habido poco inter¨¦s por estudiar los coronavirus, porque hasta ahora hab¨ªan tenido un impacto relativamente reducido. El n¨²mero de casos de SARS y MERS fue reducido, y el inter¨¦s decay¨® despu¨¦s de los brotes, dice. ¡°Los coronavirus causantes del resfriado com¨²n no eran (considerados) peligrosos. Hasta el SARS, no hubo apenas investigaci¨®n sobre los coronavirus. Conozco unos cuantos investigadores que trabajan en ellos desde la d¨¦cada de 1990, y no estaban muy considerados; les resultaba dif¨ªcil conseguir financiaci¨®n. Parec¨ªa un virus aburrido e irrelevante. Ahora vuelve a ser muy interesante", a?ade.

Este art¨ªculo ha sido originalmente publicado en ingl¨¦s en Horizon, la revista de investigaci¨®n e innovaci¨®n de la UE. La investigaci¨®n de este art¨ªculo fue financiada por la UE.

Traducci¨®n de NewsClips.

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