Por qué necesitamos más vigilancia genómica para rastrear el coronavirus y ayudar a terminar con la pandemia de COVID-19
La secuenciación del código genético de muestras de virus tomadas de pacientes con COVID-19 revela cómo el SARS-CoV-2 se está propagando y cambiando. Crédito: Nate Langer/UPMC, CC BY-ND
«No puedes arreglar lo que no mides» es una máxima en el mundo de los negocios. Y también es cierto en el mundo de la salud pública.
Al principio de la pandemia, Estados Unidos tuvo dificultades para satisfacer la demanda de pruebas de detección del SARS-CoV-2 en las personas. Esa falla significó que los funcionarios no sabían la cantidad real de personas que tenían COVID-19. Se les dejó responder a la pandemia sin saber qué tan rápido se propagaba y qué intervenciones minimizaban los riesgos.
Ahora EE. UU. enfrenta un problema similar con un tipo diferente de prueba: la secuenciación genética. A diferencia de una prueba de COVID-19 que diagnostica una infección, la secuenciación genética decodifica el genoma del virus SARS-CoV-2 en muestras de pacientes. Conocer la secuencia del genoma ayuda a los investigadores a comprender dos cosas importantes: cómo el virus está mutando en variantes y cómo viaja de persona a persona.
Antes de la pandemia de COVID-19, este tipo de vigilancia genómica se reservaba principalmente para realizar pequeños estudios de bacterias resistentes a los antibióticos, investigando brotes y monitoreando cepas de influenza. Como epidemiólogos genómicos y expertos en enfermedades infecciosas, realizamos este tipo de pruebas todos los días en nuestros laboratorios, trabajando para descifrar cómo evoluciona el coronavirus y cómo se mueve entre la población.
Especialmente ahora, como nuevas variantes de coronavirus de siguen surgiendo preocupaciones, la vigilancia genómica tiene un papel importante que desempeñar para ayudar a controlar la pandemia.
Rastrear los viajes y cambios del virus
La secuenciación del genoma implica descifrar el orden de las moléculas de nucleótidos que explican el código genético de un virus en particular. Para el coronavirus, ese genoma contiene una cadena de alrededor de 30.000 nucleótidos. Cada vez que el virus se replica, se cometen errores. Estos errores en el código genético se denominan mutaciones.
Los científicos cargan muestras de pacientes en un manipulador de líquidos robótico para prepararlas para la secuenciación. Crédito: Nate Langer/UPMC, CC BY-ND
La mayoría de las mutaciones no cambian significativamente la función del virus. Otros pueden ser importantes, particularmente cuando codifican elementos vitales, como la proteína de punta del coronavirus que actúa como una llave para ingresar a las células humanas y causar infección. Las mutaciones en pico pueden influir en la infecciosidad del virus, la gravedad de la infección y la eficacia de la protección de las vacunas actuales.
Los investigadores están especialmente atentos a cualquier mutación que distinga a las muestras de virus de otras o que coincida con ellas. variantes conocidas.
Los científicos pueden usar las secuencias genéticas para rastrear cómo se transmite el virus en la comunidad y en los centros de atención médica. Por ejemplo, si dos personas tienen secuencias virales con cero o muy pocas diferencias entre ellas, sugiere que el virus se transmitió de una a otra o de una fuente común. Por otro lado, si hay muchas diferencias entre las secuencias, estos dos individuos no se contagiaron el virus uno del otro.
Este tipo de información permite a los funcionarios de salud pública adaptar las intervenciones y recomendaciones para el público. . La vigilancia genómica también puede ser importante en entornos de atención médica. Nuestro hospital, por ejemplo, utiliza la vigilancia genómica para detectar brotes que, de otro modo, los métodos tradicionales pasarían por alto.
La vigilancia puede proporcionar una advertencia
Pero, ¿cómo saben los investigadores si están surgiendo variantes y si la gente debería preocuparse?
Tomemos como ejemplo la variante B.1.1.7, detectada por primera vez en el Reino Unido, que cuenta con una sólida vigilancia genómica. Los investigadores de salud pública descubrieron que una determinada secuencia con múltiples cambios, incluida la proteína espiga, estaba aumentando en el Reino Unido Incluso en medio de un cierre nacional, esta versión del virus se estaba propagando rápidamente, más que sus predecesores.
Investigadores puede construir lo que son esencialmente árboles genealógicos para el SARS-CoV-2, llamados árboles filogenéticos, que trazan un mapa de cuán estrechamente relacionadas están varias muestras de virus. Los puntos rojos aquí indican pacientes que son parte de un solo brote, mientras que los otros son pacientes con COVID-19 con cepas no relacionadas. Crédito: Lee Harrison, CC BY-ND
Los científicos estudiaron más a fondo el genoma de esta variante para determinar cómo superaba las recomendaciones de distanciamiento y otras intervenciones de salud pública. Encontraron mutaciones particulares en la proteína espiga con nombres como 69-70 y N501Y que facilitaron que el virus infectara las células humanas. La investigación preliminar sugiere que estas mutaciones se tradujeron en una mayor tasa de transmisión, lo que significa que se propagan mucho más fácilmente de persona a persona que las cepas anteriores.
Los desarrolladores de vacunas y otros científicos luego usaron esta información genética para probar si la nueva las variantes cambian qué tan bien funcionan las vacunas. Afortunadamente, la investigación preliminar que aún no ha sido revisada por pares encontró que la variante B.1.1.7 sigue siendo susceptible a las vacunas actuales. Más preocupantes son otras variantes como la P.1. y B.1.351, descubiertos por primera vez en Brasil y Sudáfrica, respectivamente, que pueden evadir algunos anticuerpos producidos por las vacunas.
Establecer un sistema de vigilancia genómica
Detectar variantes de preocupación y desarrollar una respuesta de salud pública a ellas requiere un programa sólido de vigilancia genómica. Eso se traduce en que los científicos secuencian muestras de virus de aproximadamente el 5% del número total de pacientes con COVID-19, seleccionados para ser representativos de las poblaciones con mayor riesgo de contraer la enfermedad. Sin esta información genómica, las nuevas variantes pueden propagarse desenfrenadamente y sin ser detectadas por todo el país y el mundo.
Entonces, ¿cómo se está desempeñando EE. UU. en el área de la vigilancia genómica? No muy bien, y muy por detrás de otros países desarrollados, ocupando el puesto 34 en la cantidad de genomas de SARS-CoV-2 secuenciados por número de casos. Incluso dentro de los EE. UU., existe una gran variación entre los estados para los genomas secuenciados por número de casos, desde Tennessee con un 0,09 % hasta Wyoming con un 5,82 %.
Pero esto está a punto de cambiar. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, junto con otras agencias del gobierno federal, se están asociando con laboratorios privados, laboratorios de salud pública estatales y locales, instituciones académicas y otros para aumentar la capacidad de vigilancia genómica en los EE. UU.
Alcanzando Sin embargo, la nueva meta nacional del 5% establecida por la Casa Blanca no es tan simple como pagar una fuerte factura para que un laboratorio realice las pruebas. Los laboratorios deben recolectar las muestras, a menudo de diferentes fuentes: laboratorios de salud pública, hospitales, clínicas, laboratorios de pruebas privados. Una vez que se realiza la prueba de secuenciación, los bioinformáticos utilizan programas avanzados para identificar mutaciones importantes. Luego, los profesionales de la salud pública fusionan los datos genómicos con los datos epidemiológicos para determinar cómo se propaga el virus. Todo esto requiere invertir en capacitar a las personas para que realicen estas tareas en equipo.
En última instancia, para ser útil, un programa de vigilancia genómica exitoso debe ser rápido y los datos deben estar disponibles públicamente de inmediato para informar -tiempo de toma de decisiones por parte de los funcionarios de salud pública y los fabricantes de vacunas. Dicho programa es una de las herramientas de salud pública que ayudará a controlar la pandemia actual y preparará a los EE. UU. para que pueda responder a futuras pandemias.
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El experto analiza las ‘variantes preocupantes’ del coronavirus Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Por qué necesitamos más vigilancia genómica para rastrear el coronavirus y ayudar a poner fin a la pandemia de COVID-19 (31 de marzo de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/ news/2021-03-genomic-surveillance-track-coronavirus-covid-.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.