Una vida de virus

FLICKR, ALDEN CHADWICK

El verano pasado, el especialista en enfermedades infecciosas Gregory Poland vio a un paciente en la Clínica Mayo en Rochester, Minnesota, que tenía fiebre, sarpullido, riñón fracaso y, a pesar de ver a varios médicos, ningún diagnóstico. Solo después de hablar con la paciente durante horas y profundizar en su historial médico y de viajes, Polonia pudo generar un posible diagnóstico. Para probar su teoría, tuvo que enviar una muestra de suero a investigadores de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. en Atlanta, quienes confirmaron que su paciente tenía chikungunya.

Situaciones como esta, explicó Polonia, no son poco común. “No puedo decirle cuántas veces no sabemos qué está pasando” él dijo. Cuando las pruebas de todos los sospechosos habituales dan negativo, es difícil saber qué intentar a continuación. Además de eso, agregó, algunos agentes causantes de enfermedades son raros. “Hay virus cuyo nombre conozco, pero…

Gracias a un método descrito hoy (4 de junio) en Science, pronto será posible evaluar a los pacientes para detectar exposiciones previas a todos los virus con tropismo humano a la vez. El virólogo Stephen Elledge de la Escuela de Medicina de Harvard y el Hospital Brigham and Womens en Boston y sus colegas han creado una prueba de este tipo, llamada VirScan, a partir de un sistema de visualización basado en bacteriófagos que desarrollaron en 2011. Los científicos programaron cada fago para que exprese un péptido viral único. , produciendo colectivamente alrededor de 100 péptidos de cada una de las 206 especies virales humanas-tropicales conocidas.

El equipo combinó el fago con suero recolectado de 569 donantes en los EE. UU., Tailandia, Perú y Sudáfrica, lo que permitió que los anticuerpos en cada muestra para unirse a sus péptidos diana. Luego, los investigadores aislaron los complejos anticuerpo-péptido-fago y recolectaron y secuenciaron el ADN dentro de cada uno. Las secuencias, que se pueden leer millones a la vez, representan péptidos reconocidos por los anticuerpos, lo que revela qué virus había visto previamente el sistema inmunitario de un donante determinado.

Esto va mucho más allá de todo lo que teníamos antes con respecto al anticuerpo humano. respuesta a los virus, dijo Kristine Wylie, microbióloga de la Universidad de Washington en St. Louis que no participó en el trabajo.

Científicos como Wylie han estado catalogando los virus que viven dentro y sobre los humanos durante años, generalmente buscando para secuencias virales de ADN y ARN en sangre y tejidos. Las personas sanas portan muchos virus, de forma asintomática, dijo. El conocimiento de exposiciones virales previas puede mejorar la atención médica. Por ejemplo, es bueno saber si un paciente que va a comenzar la quimioterapia porta un virus latente que podría resurgir durante el tratamiento.

Sin embargo, la detección de un virus por la presencia de sus genes depende de que el virus esté presente en niveles lo suficientemente altos y en fluidos o tejidos de fácil acceso. La medición de los anticuerpos producidos en respuesta a los virus permite detectar una infección semanas o décadas después utilizando solo suero sanguíneo. Pero este enfoque generalmente se limita a la prueba de anticuerpos contra un virus a la vez. Según Polonia, la prueba de muchos virus a la vez es actualmente demasiado costosa y requiere demasiada sangre para ser factible de forma rutinaria.

VirScan requiere solo una gota de sangre y, por alrededor de $ 25, detecta anticuerpos contra 206 virus. , que cubre 1.000 cepas. Usando la técnica, el equipo de Elledges identificó altas tasas de exposición a virus comunes como el virus de EpsteinBarr (que se encuentra en el 87 % de los donantes adultos examinados) y el rinovirus (que se encuentra en alrededor del 70 %), muchos de los cuales, según Wylie, son consistentes con las tasas que ella y otros visto en adultos asintomáticos.

Algunos virus aparecieron con frecuencias más bajas de lo esperado. La influenza, por ejemplo, pareció afectar solo al 53 por ciento de los donantes, y la varicela, solo al 24 por ciento. Elledge señaló que estas tasas aparentemente bajas pueden ser el resultado de una posible limitación de la prueba: los péptidos de 56 aminoácidos utilizados para VirScan pueden haber sido demasiado cortos para atraer anticuerpos que solo se unen a tramos más largos de péptidos plegados llamados epítopos conformacionales. A pesar de esto, el equipo detectó respuestas de anticuerpos contra 4406 epítopos únicos, la mayoría de los cuales no se habían registrado en la base de datos de epítopos inmunes.

Inesperadamente, cada persona muestreada mostró una fuerte respuesta a solo tres o menos péptidos por virus. , haciendo que esos péptidos sean inmunodominantes. Aunque los péptidos inmunodominantes no siempre son las mejores vacunas, Elledge señaló que aún podrían ser útiles para el diseño de vacunas. Es posible que pueda aprovechar las respuestas inmunitarias preexistentes y usarlas a su favor, dijo.

Las mejoras en VirScan, como la inclusión de epítopos conformacionales y una reducción en la reactividad cruzada entre virus con proteínas similares, son en proceso, dijo Elledge. En el futuro, al equipo le gustaría ampliar su enfoque para detectar otros patógenos, como bacterias, y usar VirScan para buscar correlaciones entre infecciones virales y afecciones crónicas, como enfermedades autoinmunes.

Más adelante , Polonia ve un lugar para VirScan en la clínica. Han hecho un progreso real en lo que podría haber sido visto como un sueño imposible, dijo. Si pueden perfeccionar esto y hacer que avance, esto cambiará todo.

GJ Xu, et al. Perfiles serológicos completos de poblaciones humanas utilizando un viroma humano sintético, Science, 348:1106-1114, 2015.

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