A medida que muchos países alivian sus bloqueos, los científicos están dispuestos a utilizar la secuenciación del genoma para evitar la esperada segunda ola de infecciones por COVID-19.
Desde que la primera secuencia del nuevo coronavirus, el SARS-CoV-2, se publicó en línea el 11 de enero, los científicos han secuenciado y distribuido unos 32.000 genomas virales de todo el mundo. Esta enorme cantidad de datos permitió a los científicos rastrear los orígenes de los brotes de la COVID-19 en sus países y determinar cuándo se transmitió la infección desde la comunidad.
Los países que han logrado suprimir la infección están entrando ahora en la siguiente fase de la pandemia de COVID-19, en la que existe el riesgo de que se produzcan nuevos casos a medida que disminuyen las limitaciones sociales. Los científicos dicen que la genómica será fundamental para la rápida vigilancia y control de estos brotes. Las investigaciones ya han demostrado que cuando se utiliza la genómica para detectar el contacto, los brotes tienden a ser cada vez más cortos.
“Cuando hay pocos casos, la genómica puede decirnos muy rápidamente con qué estamos tratando y, por lo tanto, orientarnos para actuar con precisión”, dice Gitis Dudas, consultor en bioinformática del Centro Mundial de Biodiversidad de Gotemburgo (Suecia).
Varios sitios están particularmente bien situados para hacerlo porque invirtieron en la secuenciación del genoma al comienzo de la pandemia y tienen relativamente pocos casos. Los científicos de Nueva Zelandia y de al menos un Estado de Australia han decidido que se esforzarán por secuenciar la mayoría de los genomas de los coronavirus de su país o estado.
A medida que el SARS-CoV-2 se propagó por todo el mundo, comenzaron a formarse diferentes cepas a medida que se desarrollaban gradualmente los virus que circulaban en diferentes regiones. Al comparar las secuencias, los investigadores pueden eliminar rápidamente las posibles líneas de transmisión si dos secuencias no coinciden, o vincular los casos que coinciden.
Los científicos del Reino Unido, los Estados Unidos y otros países también están secuenciando el SARS-CoV-2 a partir de un gran número de casos, pero como su epidemia sigue en curso y el número de casos es grande, se utiliza la genómica para vigilar la propagación, lo que ayuda a identificar la fuente de algunos casos en los que no se puede detectar el contacto. Pero esas intervenciones dependen de una muestra amplia, por lo que también habrá lagunas en los datos genómicos cuando las pruebas de diagnóstico sean limitadas.
Antes de la llegada del primer caso notificado en Australia procedente de Wuhan (China), el 19 de enero, los investigadores de un laboratorio de Melbourne, que suele investigar los brotes de enfermedades transmitidas por los alimentos, comenzaron a prepararse para la secuenciación del gen del SARS-CoV-2 en el Estado de Victoria.
“Dijimos que secuenciaríamos todos los casos positivos”, dijo Thorsten Seeman, bioinformático de la Unidad de Diagnóstico Microbiológico del Instituto Peter Doherty de Salud Pública de Infecciones e Inmunidad de Melbourne.
Hasta ahora, el equipo de Simann ha rastreado tres cuartas partes de casi 1.700 casos, lo que se considera la cobertura consistente más completa del mundo de los brotes de enfermedades infecciosas. En comparación, los científicos que trabajan en la epidemia del Ébola en África Occidental en 2014-16 siguieron el 5% (1.610 muestras) de todos los casos infectados en menos de 3 años.
Los datos de la secuencia han ayudado a resolver la verdadera fuente de exposición de un trabajador de la salud, demostrando que contrajo el virus en un evento social y no de un paciente en el hospital. “Sin la genómica, y sólo con entrevistas, nunca serías capaz de decir cuál fue la fuente de contagio”, dice Seemann. La información evitó la necesidad de una investigación sobre un posible brote en el hospital, dice.
Las fronteras se reabren
El equipo de Seemann se está preparando para utilizar los datos genómicos para ayudar a identificar el probable origen de los nuevos casos que surjan a medida que se alivien las restricciones sociales en Victoria. Los funcionarios de salud pública podrán tomar decisiones para controlar los brotes mucho más rápido de lo que fue posible en las primeras semanas de la pandemia, cuando había menos genomas para comparar, dice.
Los datos genómicos serán especialmente importantes cuando se reanuden los viajes regionales. Las fronteras de todos los estados de Australia han estado cerradas desde marzo, pero se espera que se produzcan nuevas infecciones cuando se vuelvan a abrir. En los últimos dos meses, los genomas virales habrán mutado lo suficiente como para saber si vienen de fuera del estado, dicen los investigadores. “Tan pronto como obtengamos la secuencia, podremos decir si vino a través de la frontera o no”, dice Seemann.
Los científicos de Nueva Zelanda han secuenciado hasta ahora el 25% de los 1.154 casos reportados en el país. Están apuntando a más del 70% para obtener el cuadro más completo posible, dice Joep de Ligt, bioinformático principal del Instituto de Ciencia e Investigación Ambiental de Nueva Zelanda cerca de Wellington, que está secuenciando los casos del país. Con cada secuencia añadida, es más probable que los investigadores sean capaces de señalar dónde encaja el siguiente caso.
Pero los datos de la secuencia ya están demostrando ser útiles para responder a los brotes, dice. Los datos genómicos han identificado vínculos entre los casos que se pasaron por alto en el rastreo tradicional de contactos y han desenredado dos grupos que se pensaba que eran uno solo.
Propagación comunitaria
En el Reino Unido, con un número mucho mayor de casos, se formó en marzo el Consorcio COVID-19 Genomics UK, que incluye centros de investigación y laboratorios universitarios. Hasta ahora ha secuenciado 20.000 genomas virales, lo que representa casi el 10% de los casos confirmados por laboratorio en el país, dice Nick Loman, bioinformático de la Universidad de Birmingham que forma parte del consorcio. Fue uno de los equipos pioneros en el uso de herramientas de vigilancia genómica rápida durante el brote del Ébola, que ahora se están utilizando durante la pandemia de COVID-19.
El equipo no ha establecido un objetivo como Nueva Zelanda, dice Loman, en parte porque el Reino Unido tiene muchos casos, cerca de 265.000 infecciones confirmadas hasta el 27 de mayo. En su lugar, su objetivo es generar una muestra representativa de secuencias de todo el Reino Unido que pueda apoyar las investigaciones epidemiológicas.
“Se desliza a través de las grietas”
Pero el uso de la genómica como parte de la respuesta a un brote tiene limitaciones, dice de Ligt. Con el SARS-CoV-2, es poco probable que las personas que experimentan infecciones asintomáticas se hagan la prueba, dice. “Existe ese riesgo real de que algo se deslice a través de las grietas”.
La vigilancia genómica también se basa en pruebas diagnósticas generalizadas para capturar secuencias en primer lugar, dice Loman. El Reino Unido estaba inundado de casos y fue lento en aumentar las pruebas de diagnóstico. “Siempre existe la posibilidad de que no se hayan tomado muestras de algunos casos”, dice.
Loman señala que la vigilancia genómica mundial será importante cuando se reanuden los viajes internacionales.
Pero el uso del análisis genómico para ayudar al rastreo de contactos está en gran medida restringido a los países de altos ingresos, dice Meru Sheel, epidemiólogo de la Universidad Nacional Australiana en Canberra. Le gustaría que la genómica se considerara una herramienta para responder a los brotes en los países de recursos limitados de la región de Asia y el Pacífico, como lo fue en la República Democrática del Congo, Sierra Leona y Guinea durante el brote del Ébola.