Cazador de variantes de coronavirus analiza su trabajo

Sharon Peacock, autora proporcionada

El Reino Unido es líder mundial en la secuenciación del SARS-CoV-2, el virus que causa la COVID-19. De todos los genomas de coronavirus que se han secuenciado en el mundo, casi la mitad ha sido secuenciado por COVID-19 Genomics UK Consortium (Cog-UK). El consorcio comenzó a funcionar el 4 de marzo cuando Sharon Peacock, profesora de salud pública y microbiología en la Universidad de Cambridge, envió un correo electrónico a un puñado de científicos y les pidió ayuda. The Conversation habló con el profesor Peacock sobre ese día y lo que sucedió después.

P: ¿Cuándo se te ocurrió por primera vez la idea de crear Cog-UK? ¿Y cómo se formó?

A fines de febrero de 2020, me di cuenta de que íbamos a necesitar capacidades de secuenciación del genoma en todo el Reino Unido para el nuevo coronavirus. Era predecible que el virus iba a desarrollar mutaciones que podrían volverse problemáticas.

El 4 de marzo, envié un correo electrónico a cinco colegas, preguntándoles si estarían interesados en ayudarme a establecer un consorcio de secuenciación en el Reino Unido. Una semana después nos reunimos en el edificio Wellcome de Euston Road en Londres con el objetivo de elaborar un plan. Buscamos atraer a personas que pudieran ayudarnos a armar un plan y una red para la secuenciación en el Reino Unido.

Había unas 20 personas en la reunión. Eran virólogos clínicos, expertos en genomas humanos y genomas de patógenos, epidemiólogos e inmunólogos. Durante ese día, analizamos lo que pensábamos que sería una canalización de secuenciación de extremo a extremo y debatimos si la secuenciación sería centralizada, distribuida o ambas, y quién haría qué. Al final del día, teníamos el plano.

Las notas de la reunión se redactaron en una propuesta formal para Sir Patrick Vallance, el principal asesor científico del gobierno del Reino Unido.

Es inusual porque si tienes cuatro agencias de salud pública y muchos investigadores de diferentes instituciones y el NHS, llevaría un año o más hacer algo así normalmente. Pero simplemente nos sentamos y lo hicimos, y así nació Cog-UK.

P: ¿Cómo conseguiste financiación?

La solicitud estuvo en el escritorio de Sir Patrick Vallance el 15 de marzo. Él y el profesor Chris Whitty, director médico de Inglaterra, tenían lo que llamaron un «fondo de lucha contra el COVID-19». Revisaron nuestra propuesta y la apoyaron firmemente.

También me comuniqué con Sir Mike Stratton, director del Instituto Wellcome Sanger en Cambridge. Le pregunté a Mike si podían ayudarnos, ya que tienen la tecnología para realizar secuenciaciones a gran escala. Dijo que sí, y desde entonces, Sanger ha contribuido mucho.

Entonces, al principio, recibimos alrededor de 14,5 millones del gobierno, además de fondos en especie de Sanger, que sumaron un total de alrededor de 20 millones.

Comenzamos el 1 de abril, pero para entonces ya habíamos hecho bastante secuenciación. Alrededor de 260 secuencias de coronavirus ya estaban en la bolsa.

P: Entonces, ¿la secuencia comenzó incluso antes de que se lanzara Cog-UK?

Debido a que muchas personas tenían instrumentos de secuenciación y experiencia, ya habían comenzado a trabajar. Hay instrumentos de secuenciación en laboratorios de todo el país. No habíamos catalogado dónde o qué en esa etapa. Y, de hecho, no fuimos particularmente prescriptivos sobre qué tipos de instrumentos de secuenciación les pedimos a los laboratorios que usaran. Las personas usaron lo que pensaron que funcionaba bien para ellos.

P: ¿Cómo reaccionaron otros científicos?

Fueron un gran apoyo. Algunas personas estaban preocupadas de que el virus no acumulara suficientes mutaciones para que valiera la pena. Significaría que terminaríamos secuenciando el mismo virus una y otra vez porque solo muta una o dos veces al mes. Todo podría haber sido una pérdida de tiempo.

Lo que no habíamos previsto eran los 100 millones de casos, pero tal vez hasta mil millones, si se incluyen los casos no diagnosticados. Y cada vez que el virus infecta a una persona tiene la oportunidad de cometer un error en su genoma.

Consideramos el riesgo de la falta de variación genética, pero seguimos adelante. Lo que hicimos fue bastante audaz en ese momento.

P: ¿Cómo funciona en la práctica, desde el momento en que se toma una muestra de alguien hasta el momento en que la secuencia se carga en la base de datos compartida de Gisaid que contiene todas las secuencias de SARS-CoV-2 del mundo?

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Las pruebas de laboratorio para COVID-19 que utilizan la llamada prueba PCR en el Reino Unido se dividen aproximadamente en dos vías de prueba. Si está hospitalizado con COVID-19, su muestra se analizará en un laboratorio local. A eso lo llamamos pilar uno.

Cog-UK recolecta muestras de alrededor de 90 laboratorios diferentes en este momento, lo cual es todo un desafío logístico. Estos se envían a centros de secuenciación regionales que se centran principalmente en la secuenciación de su región. Estas son muestras realmente importantes porque son de las personas más enfermas con COVID-19.

Las pruebas del pilar dos se realizan en los laboratorios Lighthouse, que se establecieron para analizar muestras de pruebas de la comunidad. Estos se secuencian en el Instituto Wellcome Sanger.

También proporcionamos secuenciación para importantes proyectos gubernamentales, como el estudio de la Oficina de Estadísticas Nacionales. También apoyamos el estudio React, [un importante programa de pruebas caseras de COVID-19 para rastrear el progreso de la infección en Inglaterra] y los ensayos de vacunas.

No podemos secuenciar todas las muestras positivas en este momento. Cuando empezamos, apuntábamos a un mínimo del 10%. Por el momento está por debajo del 10 %, pero esperamos llegar a alrededor del 20 % y construiremos a partir de ahí.

P: Y como total de los virus secuenciados en el mundo, ¿qué proporción es ¿Secuenciación de Cog-UK y cómo se compara con otros países?

Hemos secuenciado entre el 45 % y el 48 % de todos los genomas del SARS-CoV-2 en la base de datos de Gisaid.

P: Dada la importancia de rastrear mutaciones, ¿están otros países comenzando a aumentar sus esfuerzos de secuenciación?

Sí. El país donde creo que veremos un gran cambio es EE. UU. debido a todos los cambios que están haciendo en su respuesta a la pandemia. Anticiparía que algunos otros países también comenzarían a aparecer. Sé que Alemania está buscando aumentar su capacidad de secuenciación. Pero hay algunas lagunas realmente grandes en el mapa.

P: Se ha informado ampliamente sobre variantes preocupantes del coronavirus en los últimos meses. La llamada «variante del Reino Unido», B117, se planteó como una preocupación en noviembre, pero la muestra era de septiembre. ¿Está bien?

Sí, 20 de septiembre. Hubo muy pocos casos de B117 inicialmente, y es una de cientos de variantes diferentes. Así que no había razón para preocuparse por eso inicialmente. Estamos aprendiendo todo el tiempo sobre qué mutaciones pueden ser importantes, particularmente cuando surgen en todo el mundo. Entonces, la primera vez que la variante del Reino Unido estuvo en la base de datos, probablemente no lo pensó dos veces. Solo una vez que comienza a aprender sobre lo que realmente significan las mutaciones, o cuando ocurre un evento, comienza a acercarse a variantes específicas. Y con B117, Public Health England notó que hubo un aumento en los casos en Kent, lo cual fue extraño porque hubo un bloqueo y no hubo aumentos en otros lugares. Esa fue una observación sorprendente.

Entonces eso podría deberse al comportamiento humano, como un evento de superpropagación. Fue en ese momento, hacia principios de diciembre, que quedó claro que no solo había un aumento en los casos, sino que esos casos fueron causados por B117. Tenía un genoma realmente sorprendente ya que tenía 23 mutaciones, que eran muchas más de las que estábamos acostumbrados a ver. Fue entonces cuando los investigadores comenzaron a encontrar evidencia de que era más transmisible. Y tomó un poco más de tiempo hacer la ciencia esencial para que pudiéramos estar seguros de que esta variante de hecho estaba asociada con una mayor transmisión.

P: ¿Por qué de repente vemos todas estas mutaciones que le dan al coronavirus una ventaja ahora?

No es la primera vez que observamos mutaciones que le han dado una ventaja al virus. A fines de marzo de 2020, notamos algo por primera vez en el Reino Unido: una mutación en la proteína espiga llamada D614G. Esto no estaba en el virus original que se detectó por primera vez en China. Pero el virus con esta mutación se expandió rápidamente y reemplazó a los otros linajes virales que circulaban en ese momento.

Hablamos de esto en Sage, el grupo asesor científico del gobierno para emergencias, muy pronto. Y calculamos que provocó un aumento en el R0, que representa el número promedio de personas infectadas por un individuo infeccioso. Entonces supimos que este tipo de evento podría ocurrir, era una práctica para las variantes más serias por venir.

La mutación D614G le dio al virus un modesto aumento en la transmisibilidad. Pero se extendió por todo el mundo. Ahora está presente en casi todos los virus SARS-CoV-2.

La siguiente variante que preocupó a la gente surgió en Dinamarca y estaba relacionada con la transmisión del SARS-CoV-2 entre visones y personas, conocida como el «grupo 5 variante.» A la gente le preocupaba que la evolución se hubiera acelerado al pasar por el visón y se hubiera transmitido a los humanos. Pero solo se descubrió que 12 personas en Dinamarca tenían esa variante. Entonces eso fracasó.

Una tercera variante preocupante surgió en España en verano. Parecía estar extendiéndose muy rápidamente por Europa. Una posible razón de esto fue una mutación particular en la proteína espiga. Pero con el tiempo quedó claro que se estaba transmitiendo porque la gente se movía en sus vacaciones de verano. No hubo evidencia de que fuera más transmisible.

También informamos a Sage sobre otra mutación en la proteína Spike en octubre pasado, llamada N439K. Y ese cambio en la proteína espiga parece afectar la respuesta inmunológica del cuerpo, al menos según los experimentos de laboratorio.

Entonces la idea de que las variantes acaban de surgir no es el caso. Hemos estado hablando de variantes desde los primeros días de la pandemia, lo que podría sorprender a algunas personas.

P: ¿Todavía existe el virus original de Wuhan?

Los linajes pueden expandirse y luego extinguirse, por lo que no esperamos que el mismo linaje exista necesariamente para siempre. Esto fue demostrado por el trabajo en Gales y en Escocia, donde observaron los linajes en la primera ola y luego en la segunda ola.

En la primera ola, estos fueron importados en gran parte de Europa. En el verano a medida que caían los casos, la mayoría de esos linajes originales desaparecieron. Luego, en la segunda ola, se introdujeron numerosos linajes nuevos desde el extranjero, lo que dio inicio a la segunda ola. Así que es un proceso bastante dinámico. Dado que los linajes particulares tienen una ventaja de aptitud, entonces eso es probablemente lo que está circulando en un momento determinado.

P: ¿Hay un tipo base con el que compare los cambios? ¿Y es el virus original o la variante dominante actual?

Comparamos los cambios con el virus original secuenciado en Wuhan en enero de 2020, es el genoma de referencia. Pero es bastante confuso porque diferentes grupos usan diferentes nombres y diferentes convenciones de nombres. Espero que la Organización Mundial de la Salud nos ayude a alcanzar una nomenclatura internacional común.

Me preocupa que las personas nombren las variantes según el lugar donde se identificaron por primera vez. La evolución no es una función de la geografía, es una función de la naturaleza. Tengo muchas esperanzas de que dejemos de llamar coronavirus, la variante del Reino Unido o la variante sudafricana o la variante brasileña. Tiendo a tratar de decir la variante detectada por primera vez en Sudáfrica, o lo que sea. Porque podría ser bastante estigmatizante a largo plazo.

P: ¿Se crea cierta cantidad de presión selectiva evolutiva cuando empezamos a vacunar a mucha gente? ¿O es el mayor número de personas en las que el virus tiene la oportunidad de mutar el mayor problema de los dos?

De momento creo que es el número de casos lo importante porque la variante detectada en el Reino Unido surgió cuando aún no se estaban implementando las vacunas, pero cuando los casos eran altos. Y lo mismo ocurre en Sudáfrica y Brasil.

Algunas personas se han puesto en contacto conmigo para decirme: «¿Cree que fueron los ensayos de vacunas los que llevaron a que surgieran variantes?» Pero si compara la cantidad relativamente pequeña de personas que han estado en ensayos de vacunas con la gran cantidad de personas infectadas, 100 millones de personas infectadas. Creo que el mayor impulsor de la mutación emergente es la cantidad de oportunidades que el virus ha tenido para mutar.

Y la gente dice: «Bueno, ¿la vacuna no va a impulsar la aparición de nuevas variantes?» Puede ser una de las presiones, pero si se encuentra en una población donde, digamos, el 50 % ha sido infectado y tiene la llamada «inmunidad natural», entonces no importa cómo obtenga la inmunidad al virus, el virus intentará encontrar una grieta en esa armadura. Pero en ese caso, es una infección adquirida naturalmente en lugar de una inmunización. Así que este problema ha existido mucho antes de la vacunación.

P: Y de las variantes de preocupación que conocemos, ¿cuál es la más preocupante?

En este momento, es la variante detectada por primera vez en Sudáfrica. Ya ha sido reportada en 31 países e identificada en 750 secuencias hasta el momento. Aunque probablemente se trate de una gran subestimación porque bastantes países que rodean a Sudáfrica no tienen capacidad de secuenciación en este momento. Esta variante parece ser más transmisible en Sudáfrica y reduce la eficacia de nuestra respuesta inmunitaria, ya sea por infección natural o por vacunación.

P1 también está en la lista de vigilancia. Esta variante identificada por primera vez en Brasil tiene mutaciones asociadas con ser más transmisible y con una respuesta inmune reducida. Sin embargo, si observa la propagación global de P1, a diferencia de algunas de las otras variantes, realmente no veo que se afiance en este momento. Se ha vinculado a sólo nueve países hasta ahora.

También estoy viendo qué más podría surgir en las próximas semanas y meses. Lo que me preocupa particularmente es que ahora que B117 causa casi todos los casos de COVID-19 en el Reino Unido, ¿qué nuevas mutaciones surgirán en esto? Es probable que esta nueva variante comience a desarrollar constelaciones de diferentes mutaciones en sus descendientes. Y lo que estoy buscando es algo como E484K, la «mutación de escape», que se encuentra cada vez más en B117. Hasta ahora, esto ha surgido de forma independiente varias veces e incluye un grupo de casos en Bristol y el suroeste de Inglaterra, pero el número de casos es bajo.

P: ¿Qué tan importante es lo que hace Cog-UK para el esfuerzo de la vacuna?

La secuenciación es absolutamente integral para el desarrollo de la vacuna. Vamos a necesitar tener datos de secuencia.

Tendremos que seguir secuenciando en el futuro previsible para que podamos adaptar nuestras vacunas para mantener su eficacia. Será un trabajo a largo plazo ejecutar los dos en paralelo. Los fabricantes de vacunas ya están trabajando para modificar sus vacunas para la variante de Sudáfrica, por ejemplo, para asegurarse de que sea eficaz contra esa variante.

Van a surgir nuevas variantes en el futuro y vamos a tener que adaptar nuestra respuesta a ellas a medida que avanzamos. La secuenciación y el desarrollo de vacunas son socios clave. Sospecho que esto va a continuar a lo largo de mi vida y más allá. Lo preocupante es que no tenemos una cobertura global, por lo que no estamos vistos a nivel mundial en términos de nuevas variantes.

P: Así que será como la vacuna contra la gripe todos los años, dependiendo de cuánto tiempo dure la inmunidad. dura?

Sí, bastante similar, pero podría ser un poco menos predecible que un solo refuerzo de vacuna cada año. El SARS-CoV-2 podría aumentar sus características con el tiempo, y la diversidad de combinaciones de mutaciones en diferentes variantes podría cambiar con el tiempo. Así que podría ser más complejo que la gripe.

También sabemos que la inmunidad disminuye con el tiempo. Así que tendremos que pensar en estrategias a largo plazo con este virus.

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Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.

Cita: El cazador de variantes de coronavirus analiza el trabajo (23 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-coronavirus-variant-hunter-discusses .html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.