El camino hacia las pruebas de COVID-19: el papel de un pionero canadiense de la biotecnología
La reacción en cadena de la polimerasa, o PCR, se usa para copiar hebras de ADN. Crédito: Pixabay/PixxlTeufel
Los canadienses se actualizan diariamente sobre la devastación multifacética causada por el SARS-CoV-2 y sobre los resultados de las pruebas de COVID-19 en todo el país. Pocas personas pueden saber que estas pruebas se basan en un método innovado por la primera empresa de biotecnología, Cetus, cofundada en California por Ron Cape, nacido y educado en Canadá. Fue el primer presidente de Cetus en 1971 y luego presidente y director ejecutivo.
La biotecnología no existía antes de esto. Cape obtuvo su Ph.D. en McGill en 1967 con John Spencer como su supervisor, quien fue uno de los pioneros en la bioquímica del ADN. Al mismo tiempo, Cape era presidente de la Corporación Farmacéutica Profesional en Montreal.
El método utilizado a nivel mundial para detectar la presencia del virus SARS-CoV-2 que causa el COVID-19 se conoce como polimerasa. reacción en cadena o PCR. Esta innovación revolucionaria fue desarrollada en Cetus por el científico interno Kary Mullis. Galardonado con el Premio Nobel de química en 1993, Mullis recibió el único Premio Nobel por un descubrimiento realizado por una empresa de biotecnología.
La tecnología del ADN era la estrategia clave para el plan de negocios de Cetus cuando Cape y sus colegas fundaron la empresa. socios. En 1983, Kary Mullis descubrió un método para amplificar exponencialmente secuencias específicas de ADN en el tubo de ensayo. Lo llamó la reacción en cadena de la polimerasa.
Su idea clave fue utilizar una enzima activa a altas temperaturas para copiar el ADN. Esta enzima copiadora de ADN, conocida como ADN polimerasa Taq, había sido descubierta por David Gelfand y Susanne Stoffel en Cetus.
Amplificación del ADN
El biólogo James Watson y el físico Francis Crick describieron la estructura del ADN en 1953: dos hebras que son estables en una estructura de doble hélice. Cada hebra de ADN está alineada de manera antiparalela (paralela pero en direcciones opuestas) con otra hebra complementaria, mantenida unida por lo que se conoce como enlaces de hidrógeno. Estos enlaces se rompen con el calor.
Mullis quería encontrar una manera de hacer múltiples copias de ADN que pudieran usarse para fabricar las proteínas que Cetus deseaba comercializar como terapias para el cáncer. Su idea fue diseñar un método para hacer esto utilizando la ADN polimerasa Taq.
Mullis diseñó un protocolo utilizando temperaturas variables y ciclos repetidos para amplificar el ADN. Primero usó una temperatura alta para separar las cadenas dobles de ADN. Bajar la temperatura permitió que la ADN polimerasa Taq copiara y extendiera secuencias a lo largo de las hebras de ADN. Una vez que se realizó un ciclo de copia, la temperatura se elevó nuevamente para volver a separar las hebras, lo que permitió la continuación de otro ciclo de amplificación.
Con Cetus, Mullis diseñó una máquina, el termociclador, para permitir la repetición de dichos ciclos para producir cantidades exponenciales de ADN, muy parecido a una reacción en cadena nuclear, de ahí el término reacción en cadena de la polimerasa.
Reacción en cadena de la polimerasa de transcripción (RT-PCR) en las pruebas de COVID-19.
Pruebas de PCR y SARS-CoV-2
Los genes del virus SARS-CoV-2 se almacenan como ARN, no como ADN. El protocolo de prueba estándar es tomar una muestra nasal profunda de un paciente. Para detectar el virus mediante pruebas basadas en PCR, el ARN del virus se copia en ADN usando otra enzima llamada transcriptasa inversa. Es este ADN copiado el que se utiliza para la amplificación por PCR.
La urgencia de una cura para el COVID-19 ha hecho que los descubrimientos científicos avancen a un ritmo acelerado. El 11 de enero, científicos en China pusieron a disposición abiertamente la secuencia genética del virus SARS-CoV-2. El 24 de enero, la Organización Mundial de la Salud puso a disposición protocolos basados en PCR para detectar el SARS-CoV-2.
El legado de Montraler Ron Cape y la primera empresa de biotecnología es la prueba de PCR que usamos para detectar enfermedad COVID-19.
El Laboratorio Nacional de Microbiología de Canadá en Winnipeg instaló la prueba de SARS-CoV-2 para COVID-19 con base en los datos distribuidos por la OMS en enero de 2020 para pruebas de PCR.
The Public Health Agencia de Canadá regula el Laboratorio Nacional de Microbiología. El PHAC se creó en 2004 después del brote de SARS de 2003, como consecuencia de un devastador informe escrito por David Naylor, entonces decano de medicina de la Universidad de Toronto, sobre la falta de preparación de Canadá para el brote letal de SARS.
Lamentablemente, muchas de las recomendaciones detalladas para prepararse para otro virus letal nunca se implementaron. La última oración del informe de 2003 en la página 221 es escalofriante para leer hoy: «Si no es ahora, después del SARS, ¿cuándo?» para saber quién se ha contagiado, dónde y cuándo. La falta de coherencia y estandarización de las pruebas y la comunicación de los resultados debería ser inaceptable hoy en día dadas las recomendaciones del informe Naylor de 2003 sobre el SARS.
Genome Canada alberga científicos excepcionalmente talentosos cuya experiencia es el mapeo de genomas. La agencia está realizando esfuerzos heroicos para ayudar en la respuesta de Canadá al COVID-19.
Usar la experiencia en pruebas de Genome Canada a través de sus seis centros de genoma podría ayudar a abordar la brecha en las pruebas e informes completos, precisos y permanentes para el próximo SARS esperado. -Aumento de CoV-2, o la próxima pandemia.
Si no es ahora, después de COVID-19, ¿cuándo?
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Cita: The road to COVID-19 testing: The role of a Canadian biotech pioneer (30 de julio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2020 -07-road-covid-role-canadian-biotech.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.