Bioinformática: Dilucidar los misterios del coronavirus
Dentro del genoma del coronavirus se encuentran todos sus misterios. Ya se conocen 58 mil genomas de todo el mundo, y 37 de los que circulan por el país. Lo que ha permitido saber, por ejemplo, que el virus muta 4 veces más lento que la gripe, o que en Argentina circula la cepa más virulenta, mientras que en Uruguay la más tranquila. Investigadores de la UBA están desentrañando las cepas locales.
Conocer cómo funcionan cada uno de los genes del SARS-CoV-2permite saber muchas cosas, entre ellas el impacto de ciertos genes en la evolución clínica y en los síntomas de la enfermedadCOVID19. Este conocimiento permite que los test de diagnóstico se adecúen a las cepas que circulan por el país, lo que los vuelve más eficientes. Lo mismo podrá hacerse a futuro con los antivirales y las vacunas que se desarrollen.
A pesar de haber infectado a más de 13 millones de personas en todo el mundo, los científicos siguen intentando dilucidarlos misterios del SARS-CoV-2. Que sea una pandemia cuenta con el beneficio de que son cientos de miles los científicos de todo el planetaque se han volcado a estudiar cada uno de los genes del virus.
La Universidad de Buenos Aires se ha unido a la carrera mundial por descifrarlos misterios que encierra el genoma del coronavirus. En el área de Bioinformática, del Instituto de Cálculo de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, funcionan tres grupos de investigadores coordinados por Darío Fernández Do Porto, Adrián Turjanski y Marcelo Martí.
Los investigadores de la UBA, a la vez, se han unido al Consorcio Argentino de Genómica de SARS-CoV-2, constituido por más de 100 investigadores de 30 instituciones de todo el país. Este Consorcio diseñó el Proyecto Argentino Interinstitucional de genómica de SARS-CoV-2 (PAIS), cuyo objetivo es estudiar el origen y dispersión del virus en Argentina, comparando las cepas locales con las de otras partes del mundo, como así también analizar las mutaciones que pudieran afectar el diagnóstico, la transmisión y la virulencia del SARS-CoV-2.
Cada letra con su función
“El Coronavirus debe su nombre al hecho de tener una forma esférica de la que sobresalen unas espículas que les dan la apariencia de una corona”, explicó el biólogo Darío Fernández Do Porto, docente de la UBA, e investigador UBA/CONICET, especializado en bioinformática.
“Esta corona encierra las instrucciones genéticas para hacer millones de copias de sí misma, información codificada en 30.000 “letras” de ARN. Esta información es la que conocemos como genoma. El virus, una vez que infecta la célula hospedadora, utiliza la maquinaria de la célula infectada “obligándola” a “fabricar” los distintos tipos de proteínas virales”, aclaró el experto.
Pensemos que cada célula que el virus infecta libera a millones de nuevos coronavirus. Cada uno de ellos una copia del original. Pero no una copia perfecta, ya que cuando la célula infectada replica el genoma del virus suele cometer errores, llamados mutaciones o variantes.
“Estas mutaciones son las que utilizan los investigadores para rastrear la propagación del virus por el mundo. Las nuevas mutaciones se acumulan en los virus a un ritmo más o menos regular, por lo que a partir de la tasa de mutación viral se pudo inferir que el origen del brote fue alrededor del 27 noviembre de 2019 en Wuhan, China”, explicó Fernández Do Porto.
Derrotero geográfico del Coronavirus
Para enero de 2020 científicos chinos ya habían logrado la secuenciación, secuencia de letras,del ARN de SARS-CoV-2, aislado de un hombre que trabajaba en el mercado de Wuhan. Ese primer genoma se convirtió en la referencia contra la cual se contrastan todos los genomas secuenciados de SARS-CoV-2. Ya se conocen 58 mil genomas del virus, a razón de unos 10000 nuevos por mes.
Tener tantos genomas diferentes de cada región del planeta permite a los científicos conocer el derrotero de contagio, cómo se fue moviendo geográficamente. De este modo, los investigadores pueden medir qué cepas están emparentadas, y de cuál son descendientes. Por ejemplo, las cepas que circulan por la Argentina, provendrían de Europa y de Estados Unidos.
Aquí en el país se obtuvo la primera secuenciación a principios de abril, actualmente ya se cuenta con 37, y aumentando cada semana, ya que se aspira a lograr 1000 de todas las provincias, en corto plazo, para poder caracterizar y predecir el origen y la dispersión de la pandemia en nuestro territorio.
“Casi a la par de los brotes que se fueron sucediendo en el mundo, fueron obtenidas las secuencias genómicas de decenas de miles de aislamientos clínicos de los cinco continentes”, contó Fernández Do Porto. “El hecho de que las secuencias del genoma se obtengan sincrónicamente con el desarrollo de la pandemia permite estudiar el proceso evolutivo de manera casi simultánea al desarrollo de la misma”.
“Esto representa un evento sin precedentes para la historia científica de la humanidad”, continuó el biólogo, “dado que nos permite realizar el trazado geográfico de las cepas en circulación en tiempo real. Esto significa que se pueden trazar mapas de dispersión viral casi al mismo tiempo que ésta ocurre. En este sentido, la secuenciación de genomas es una herramienta fundamental para analizar la entrada y circulación del virus”.
Hasta la fecha, el SARS-CoV-2 ha sido clasificado en dos grandes familias, a las que los científicos denominan A y B, con linajes internos que llevan número, por ejemplo A.2 o B.5. Es el linaje B el que más circula por el mundo.
Las secuencias de genoma del virus que se han obtenido en Argentina son todas del linaje B.1, que es uno de los causantes de los brotes de Europa y Estados Unidos. Como pudieron ver los expertos, en países vecinos como Chile, circula una gran cantidad de linajes A y B, lo que indica que allí el virus habría llegado desde diversos puntos del planeta.
“Todavía no se cuenta con mucha información acerca de qué variantes impactan en lasintomatología y la evolución clínica de la enfermedad”, contó el Fernández Do Porto. “Una variante que merece serdestacada por sus impactos en la virulencia de SARS-CoV-2 es la mutante D614G en la proteína Spike, variante que la haría la más virulenta del mundo, ya que se ha convertido en el genotipo más abundante. De las 37 cepas secuenciadas en la Argentina contienen esta variante más virulenta. En el otro extremo se encuentra Uruguay que no contiene esta variante en ninguna de las cepas secuenciadas”.
Adecuando vacunas y antivirales
Todo ese conocimiento permite establecer políticas de control de la circulación del virus, pero lo más interesante es la posibilidad que genera de adecuar los diagnósticos y las futuras vacunas y antivirales, para que sean más eficientes combatiendo las cepas que circulan en nuestro país.
“Como se sabe, la vacuna contra la influenza debe actualizarse todos los años dado que los virus que provocan esta enfermedad cambian constantemente. Es decir, cambian las “letras” que componen su genoma”, explicó Fernández Do Porto. “Para conocer qué vacunas aplicar en nuestro país se debe analizar qué variantes son predominantes en el hemisferio norte en el invierno anterior, ya que serán las que circularán en invierno en nuestro país. De esta manera el conocer qué variantes virales circulan en nuestro país resulta fundamental”.
“Cabe aclarar que lo que sabemos hasta ahora de este nuevo virus es que mutaría entre dos y cuatro veces más lento que la gripe, lo cual es una buena noticia porque sugiere que las posibles vacunas que se desarrollen para este virus serían capaces de generar inmunidad por varios años y no deberían aplicarse anualmente”, dijo el biólogo.
También para los antivirales es importante conocer las variantes del virus. Estos fármacos suelen trabajar bloqueando ciertas proteínas que permiten que el virus se replique. Algunas variantes podrán ser diferentes, por lo que los investigadores deben poder ser capaces de predecir esas variantes, para prever la eficacia de las terapias.
“El contar con un número importante de secuencias genómicas de los virus que circulan es nuestro país resulta fundamental”, concluyó Fernández Do Porto, “a fin de aplicar estos conocimientos en pensar políticas de salud pública exitosas en el marco de la pandemia de SARS-CoV-2”.