La tarde del pasado jueves, especialistas del Instituto Costarricense de Investigación y Enseñanza en Nutrición y Salud (Inciensa) revelaron un hito en la historia de la ciencia nacional: su primera secuenciación genómica de un virus, hecha en seis personas positivas por SARS-CoV-2, patógeno causante del covid-19.
Hasta el momento sabemos que la variabilidad genética de estos casos es “amplia”, según Francisco Duarte, director de laboratorio de genómica del Inciensa y que proceden principalmente de Estados Unidos y de clusters en otros países de Europa y América.
Este es el fruto de cuatro analistas que trabajaron tiempo completo durante tres semanas en la secuenciación del genoma. Y antes de eso hubo un trabajo previo de laboratorio para prepararse. Es un esfuerzo que se realiza en el marco de una coordinación con el Consejo de Bioinformática Clínica del Ministerio de Salud.
De acuerdo con Duarte, se trata de los primeros datos, es un análisis inicial. El porcentaje tomado es muy bajo, del 0,82% de los casos que se han presentado en el país y no pueden tomarse conclusiones sobre él.
No obstante, lo obtenido hasta ahora sí nos dice cosas importantes: la primera, se puede hacer el proceso completo 100% en Costa Rica (incluso los pasos previos para obtener el genoma) y compartir los datos con el mundo. La segunda: marca la pauta para el trabajo que se hará a continuación en el país.
“Esto nos indica varias cosas: saber cómo está la enfermedad en el país, es trazar la enfermedad y saber: ¿hay una transmisión muy activa? ¿cuánto evoluciona el virus?”, expresó Duarte en entrevista con La Nación.
“También nos podría ayudar en la toma de decisiones sobre eventuales futuras vacunas. Por ahora, lo estamos conociendo, no sabemos cuál vacuna va a funcionar o si va a funcionar y cómo, todo está muy reciente”, agregó.
Asimismo, esto pone en dimensión el potencial científico de Costa Rica, el Inciensa no solo contaba con personal calificado y entrenado, si no con un laboratorio con un nivel de bioseguridad suficiente que le permitiera trabajar con el virus.
“Tenemos la ventaja de que no debemos aislar el virus de la muestra para analizarlo”, indicó el especialista.
Pero es ahora cuando más retos para tener una mayor cantidad de muestras analizadas y de una variedad mayor de pacientes, para conocer a fondo cómo se comporta el virus en suelo tico.
Paso a paso: ¿qué es secuenciar el genoma de un virus?
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Se trata de conocerlo “por dentro” analizarlo gen por gen. Descubrir la totalidad de su material genético. Es conocer su “huella digital”.
“Esta es la primera pandemia que podemos monitorear en tiempo real”, evidenció Duarte.
Allan Orozco, director de Red Centroamericana de Bioinformática y miembro del Consejo de Bioinformática Clínica del Ministerio de Salud, hace una analogía de que se trata de traducir un libro en un idioma desconocido para poder leerlo.
“El nuevo coronavirus tiene un libro en forma de cadena curva y está compuesto por 30.000 letras que definen su material genético. Esta cadena está constituida por una combinación de los siguientes caracteres: A, C, G, U. Ese texto tiene una longitud de unas siete páginas tamaño carta con letra courier 10 a espacio sencillo. Debemos leer ese libro para conocer el genoma”, indicó el bioinformático.
"Los dispositivos actuales no pueden leer todo el genoma completo, pueden leer partes fraccionadas e ir poco a poco. Leen pequeños pedacitos, como si fueran piezas de rompecabezas y luego deben construirse. Una vez con el rompecabezas armado, se puede leer el libro”, añadió.
La primera vez que se secuenció el genoma del SARS-CoV-2 fue en enero, cuando científicos chinos tuvieron ese primer acercamiento cara a cara.
No obstante, ese virus no tiene exactamente la misma genética que el que tenemos en Costa Rica.
“Sí, el origen es China, pero no vino aquí de forma directa”, explica Duarte, “mientras se pasa de persona a persona va cambiando, entonces la genética que se ve en China, no es la que se ve en otros países”.
Lo más usual en un virus es cambiar su genética o mutar. Al replicarse (producir copias de sí mismo) se producen “errores” que hacen que esa copia no sea idéntica, si no que tenga cambios en su genética.
Por eso mismo, es vital que cada país haga su propio análisis. Y no que lo haga una vez, si no que sea un ejercicio periódico.
“Cada vez que un virus se replica se generan decenas de mutaciones. La mayor parte de estas ni suma ni resta a su agresividad o transmisibilidad, no la cambia, y si la cambia, usualmente los hace más débiles”, explicó en una entrevista anterior el virólogo Christian Marín.
Y añadió: “Es como hacer una fotocopia, de una fotocopia, de una fotocopia, de una fotocopia... si ves cada hoja fotocopiada tal vez entre una y otra no vayás a ver cambios, pero sí son diferentes, cuanto más distante este una copia de otra, menos van a parecerse”.
Aún más: este nuevo coronavirus tiene la particularidad de que su genética no está en el ADN si no en el ARN. En los virus ADN, hay un sistema que, hasta cierto punto “corrige” los errores que los llevan a esta mutación. Esto no ocurre con los ARN, que no tienen este modo de corrección, por lo que su genética cambia más.
Sin embargo, esto no quiere decir que haya cambios significativos de una cepa a otra. La gran mayoría de las mutaciones son “inofensivas” para la acción del virus, es decir, no lo hacen ni más agresivo ni más letal, sería muy difícil encontrarse con “súper cepas”, afirma Marín.
Además, este nuevo virus no muta tan rápido como los virus de la influenza o el VIH. Un reporte de la Universidad de Edimburgo en la revista Science explica que el SARS-CoV-2 muta entre dos y cuatro veces más lento que la influenza.
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Conocer al enemigo
No todos los virus causantes de covid-19 son genéticamente idénticos, saber cuál o cuáles circulan en Costa Rica es de mucha utilidad de cara a futuras vacunas o tratamientos muy específicos.
FUENTE: Nextstrain, Christian Marín, virólogo; Allan Orozco, bioinformático || JUAN CARLOS ALPÍZAR Y WILLIAM SÁNCHEZ,INFOGRAFÍA / LA NACIÓN.
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¿Qué nos dicen estos seis casos?
“En estos seis casos tenemos un virus variadito, de casi todo el árbol filogenético”, subrayó Duarte.
Los diferentes tipos de virus secuenciados en el mundo se ingresan a una plataforma llamada nextstrain y se ubican en una especie de árbol: un tronco común que se va separando en ramas y estas, a su vez en otras ramas según las diferencias genéticas y su origen a esto se le llama árbol de filogenia o árbol filogenético. La mañana de este domingo había 4.410 codificaciones de diferentes países del mundo.
Esto no quiere decir que en Costa Rica haya cepas más o menos agresivas que en otros países, solo que la variabilidad genética de estos seis casos sí es mucha. De los seis casos analizados, dos corresponden a un mismo origen, los restantes tienen otras diversidades genéticas. El origen principal de estas ramas genéticas coincide con las vistas en Estados Unidos, principalmente, pero también en otros países como Brasil, Holanda, Bélgica y Alemania.
Los casos analizados se tomaron de forma aleatoria. Se trata de cinco hombres y una mujer, entre los 18 y 62 años. Fueron diagnosticados entre el 16 y el 25 de marzo. Todos viven en diferentes zonas del Valle Central: dos de San Rafael y uno de Orotina (provincia de Alajuela), uno de San Rafael de Heredia, uno de La Unión (Cartago) y uno de Tibás (San José).
De momento, seis casos no bastan para una información detallada.
“El tener estos seis casos no era el fin, este es solo el comienzo del camino”, expresó Orozco.
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¿Por qué no es suficiente?
Lo analizado hasta hoy no solo se trata de una cantidad muy pequeña de casos, también, al ser una muestra aleatoria, no es representativa de la realidad nacional. Por ejemplo, no hay representación de todas las provincias, todos los analizados fueron adultos, no hay ni menores de edad. ni adultos mayores.
“Necesitamos analizar defunciones, casos graves, casos leves, casos que pasaron como asintomáticos, diferentes edades, diferentes zonas del país”, aseguró Duarte.
No se le harán secuenciaciones a todas las personas, se tomará una muestra representativa del comportamiento de la enfermedad en el territorio nacional.
“Debemos hacer un uso inteligente de los reactivos”, señaló el especialista en genómica.
Además, esto debe hacerse de forma sostenida y periódica en el tiempo.
“La vigilancia es un proceso sistemático que debe sostenerse a lo largo del tiempo, debemos estudiar cómo cambia este virus a lo largo del tiempo, cuán estable es, por ejemplo”, resaltó Duarte.
El especialista informó que aún no sabe cada cuanto se harán estos análisis, pero que sí se deberá mostrar cada cierto tiempo para ver la evolución y desarrollo del virus y ver cómo están los cambios en su estructura genética.
A esto se le debe añadir que se necesita también la parte de bioinformática para hacer comparaciones.
“Los secuenciadores te da la información genética de cada muestra, pero necesitamos otras herramientas que nos permitan comparar la cepa A con la B y la C y comenzar a ver qué nos dicen”, especificó Orozco.
Y agregó: “la bioinformática nos permite explorar, analizar, comparar casos. Necesitamos no solo analizar los casos de Costa Rica en el árbol de filogenia del mundo, también tener el nuestro y analizar lo que tenemos aquí, según regiones, según cantones, según los datos que nos interese analizar”.
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Desarmar al enemigo
Para conocer cuál cepa está en Costa Rica (o si están ambas) debe secuenciarse el genoma del virus, es decir, la totalidad de su información genética.
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¿Qué buscamos ahora?
Ahora, cuando ya se demostró que sí se puede secuenciar el genoma del virus es cuando más trabajo hay.
“Hay que ver muchísimo más: ¿cómo está la diversidad del virus en el territorio nacional? ¿cuán rápido o lento mutan las cepas? ¿hay alguna que esté relacionada con una mayor o menor severidad?”, afirmó Duarte.
“También vamos a hacer una análisis retrospectivo, ver cómo eran los primeros casos, al tiempo que se hacen de casos nuevos y vemos cómo va cambiando en el tiempo”, añadió.
Orozco añadió que ya se solicitaron equipos que utilizan nanotecnología y podrían dar resultados en una menor cantidad de tiempo.
Mientras tanto, diversos científicos continúan trabajando en el tema.
“El tener los primeros genomas es un esfuerzo de todos: del médico que desde un inicio detecta que esta persona es sospechosa y manda a hacer la prueba, de quien le toma la muestra, de quienes estudian al virus. La ciencia tica puede hacer esto, y debemos seguir estudiando. No solo ahora, esta pandemia pasará y podremos seguir utilizando el conocimiento, vendrán otras enfermedades, hasta podrían descubrirse patógenos nuevos ¿o cómo pasó en China? Vieron casos de neumonía y analizaron de dónde venían y encontraron un nuevo virus, con esta tecnología puede hacerse”, concluyó Duarte.