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Cómo funciona el test para COVID-19: ¿puede mejorarse?

La detección temprana del virus permite optimizar recursos para garantizar el aislamiento de las personas infectadas y disminuir su propagación. A su vez, posibilita monitorear la dinámica que va desarrollando la infección, información esencial para toda investigación y política sanitaria.

Constanza Rossi

Licenciada en Biología (UBA) @ConstanzaRossi5

Jueves 19 de marzo | 12:10

A partir de la crisis sanitaria en China y en varios países de Europa, conocer qué es el covid-19, cómo se contagia, qué diferencias hay frente a otras gripes, si se puede desarrollar una vacuna, y cómo funciona el test se volvió un interés y derecho de todes. Frente al discurso de los gobiernos y sus medios de comunicación amigos de que necesitamos un Estado fuerte y un pueblo que cumpla, desde la izquierda decimos que necesitamos que se liberen nuestros recursos materiales y humanos. Producir y administrar bienes y saberes no bajo la dirección de los mercados y el lucro, sino bajo valores de cooperación y solidaridad que cuestionen las lógicas de un sistema capitalista que está demostrando estar en el eje central del problema. Para empezar, entonces, veamos ¿cómo funciona el test para el virus SARS-CoV-2, que da lugar a la enfermedad, la covid-19? ¿qué diferencias tiene con otros test y cómo se podrían mejorar los diagnósticos y el monitoreo de la infección?

Existen diversos tipos de tests (pruebas) de detección química, es decir, procedimientos que sirven para saber si en el cuerpo hay presencia de algún compuesto con ciertas características químicas, como hormonas, medicamentos, drogas o virus, como el caso que nos interesa. ¿Cómo se detecta una sustancia química o componente biológico que no podemos ver ni siquiera con un microscopio? Algunos parásitos como el Trypanosoma (el que causa el Mal de Chagas), parásitos intestinales o Trichomonas (infección de transmisión sexual) debido a su tamaño sí pueden observarse al microscopio óptico común, aunque existen también test más prácticos y eficientes. Para las infecciones bacterianas, a partir del hisopado, se hace multiplicar las bacterias en un cultivo de laboratorio en diversas condiciones y se las puede observar e identificar. En el caso de los virus, si bien pueden observarse en microscopio más complejos (Microscopio Electrónico de Barrido) esto sería muy costoso y poco eficiente, algo así como buscar el ARA San Juan buceando.

Imágenes al microscopio óptico con técnica de tinción.
Imágenes al microscopio óptico con técnica de tinción. Trichomonas vaginalis.
Imágenes al microscopio óptico con técnica de tinción.
Imágenes al microscopio óptico con técnica de tinción. Trypanosoma cruzi.

¿Por qué no sirven los test rápidos y caseros tipo embarazo para el SARS-CoV-2?

Los virus son mucho más pequeños por lo que no pueden ser observados al microscopio, ni se multiplican con el método de cultivo de bacterias. Para la detección de muchas sustancias químicas mencionadas en la introducción suelen ser muy útiles los anticuerpos. ¿Qué son los anticuerpos? Son unas proteínas que fabrica nuestro sistema de defensas, circulan por todo el cuerpo dentro de la sangre y se unen a “compuestos extraños”, los dejan “marcados” para que otras células especializadas actúen. (Sí, parecido a lo que hace la policía en las manifestaciones; lamentable analogía, pero sirve para entender el mecanismo). Nuestro cuerpo está fabricando permanentemente diferentes anticuerpos al azar, eliminando los que se unirían a partes propias del cuerpo y liberando en sangre a todos los demás. El científico argentino César Milstein fue quien en la década del 60’ y 70’, exiliado en Inglaterra por la dictadura militar de Onganía, desarrolló junto a su equipo de investigación una técnica para producir anticuerpos monoclonales, es decir muchos anticuerpos todos iguales. Estos trabajos le propiciaron la entrega del Premio Nobel en Química en 1983. Los comienzos de la carrera de Milstein en la década del 50’ fueron en el Instituto Malbrán, al que en breve llegaremos para contar cómo es la técnica de PCR tiempo real que realizan para detectar el SARS-CoV-2.

César Milstein en su laboratorio de Inglaterra.

Existen diversidad de técnicas para saber si los anticuerpos se están uniendo al compuesto que estamos buscando, por ejemplo algunos cambian de color. Los test con anticuerpos son prácticos cuando lo que queremos detectar se encuentra en altas cantidades ya sea en sangre, saliva u orina, como la hormona que se produce a partir de la tercera semana de embarazo, la glucosa en sangre, cocaína, otros psicoactivos. En el caso de virus, se podría desarrollar un anticuerpo para alguna parte específica de su envoltura. Algunos laboratorios están desarrollando este tipo de investigaciones. Otra forma de hacer test con anticuerpos es consiste en buscar si nuestro cuerpo en presencia del virus produjo anticuerpos, es decir, usamos anticuerpos producidos en laboratorio para detectar anticuerpos producidos por mi cuerpo en presencia del virus. Así funcionan los test de HIV, Hepatitis y otras de infecciones. En el caso de COVID-19 un laboratorio de Corea ha anunciado el desarrollo un test de estas características, lo que es importante aclarar sobre dicho test es que dará positivo en personas que ya se han curado. Por otro lado, el laboratorio no ha informado dato sobre “tiempo ventana” y “sensibilidad”, es decir, el tiempo que demora el cuerpo en producir las cantidades de anticuerpos que el test de positivo. Los tests con anticuerpos suelen usarse como primera fuente de información, más económica y de aplicación más simple, para luego hacer análisis más directos.

Técnicas genéticas moleculares

Técnicas de genética molecular es el nombre que se le da a las que trabajan con secuencias de ADN/ARN, es decir, con las moléculas del material genético y componentes relacionados. En el caso de covid-19, cuando el gobierno chino tomó magnitud de lo que estaba pasando, en cuestión de semanas grupos de investigación tuvieron la secuencia completa del nuevo virus y comenzaron los análisis para diseñar un test. Esto consiste en elegir partes de su secuencia genética que no varían en las sucesivas replicaciones del virus y que no pueden hallarse en otros virus o células. En muchos casos, estos diseños terminan en patentes, en otros existen bancos públicos de datos genéticos, dependiendo de cuánto “cotice en bolsa” la secuencia o técnica hallada. Debido al impacto social-global la secuencia del virus, así como las secuencias elegidas en el diseño del test, en este caso fueron entregadas a la OMS que las distribuyó por los diferentes países.

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Trabajar con secuencias de ADN/ARN implica mayores insumos y equipamiento. Se comienza con la toma de la muestra, en el caso de covid-19 un hisopado de mucosa donde podría estar alojado el virus. Se “rompen” las cápsulas, envolturas, de los virus y se separa el material genético del virus de sus proteínas. Vamos a explicar cómo sería una PCR común que será más sencillo de comprender, aclarando que en el caso de covid-19 el test que se viene desarrollando en todos los países incluido Argentina es una RT-PCR en tiempo real. Esta variante de PCR presenta algunas complejidades extras, pero da información más fiable y permite estimar la cantidad de virus en la muestra, lo que es información muy importante para hacer un seguimiento de la infección. El material genético se lo mezcla con los “primers”(en castellano cebadores o iniciadores), que son pequeñas secuencias de ADN que se pegan en los extremos de las zonas que queremos detectar, también se agrega una enzima, que cuando reconozca los primers va a hacer copias de esa zona, y todo lo necesario para que dicha enzima actúe (principalmente los componentes del ADN para que pueda hacer las copias). ¿Y se mezcla todo y listo? No. Se requiere que los tubos con ADN estén a tiempos y temperaturas alternadas, alrededor de 55°C para que se unan los primers, 72°C para que la enzima haga copias, y unos 95°C para que se separen las nuevas copias y quede libre el ADN viral para que el proceso vuelva a empezar. Los tubos se ponen en Termocicladores que se programan para que hagan esos cambios. Luego de varios ciclos existen diferentes técnicas para detectar el ADN amplificado. El proceso completo demora unas 3 a 4 horas sin considerar repeticiones de todo el proceso para aumentar la certeza de los resultados.

Esquema de los elementos esenciales de la técnica PCR y sus ciclos de temperatura. A 94-98°C se separan las cadenas de ADN, a 50-68°C se unen los primers en la zona que se desea amplificar y a 72°C se copia la zona de ADN de interés. Cada nueva copia sirve de molde para generar más copias en los ciclos sucesivos

El material genético del SARS-CoV-2 es ARN, lo que agrega algunos pasos extras al proceso antes explicado, y a su vez la técnica utilizada para detectar infecciones virales es una RT-PCR tiempo real que requiere equipos de mayor complejidad.

¿Se puede mejorar la técnica de detección?

Se vienen publicando noticias sobre investigaciones exitosas en el diseño de pruebas rápidas de detección y a menor costo. Estas investigaciones están tratando de diseñar un test con la técnica CRISPR que también debe realizarse en laboratorios pero sin equipamientos costosos y en tiempos de entre 30’ y 1 hora. Esta técnica utiliza un sistema descubierto en bacterias que consiste en enzimas que cortan el ADN o el ARN en secuencias específicas y a su vez lo amplifican, sin necesidad de la alternancia de temperaturas ni la repetición de ciclos. En las bacterias es un sistema para detectar y “destruir” material genético viral, un “sistema inmune bacteriano” le dicen algunos. Laboratorios como Mammoth Biosciences o Bayer vienen desarrollando y vendiendo la técnica para pruebas de detección de virus, edición de genes, producción de transgénicos, entre otras aplicaciones. Las investigaciones con CRISPR para covid-19 consisten en diseñar los lugares de “corte”, para que produzcan tamaños y cantidades específicas de ARN que solo puedan ocurrir con el material genético de SARS-CoV-2.

¿Cuántas muestras se están analizando en Argentina? ¿se podrían analizar más?

Desde que se declaró la pandemia, luego de años de abandono y recorte el Instituto Malbrán pasó a ser el foco de las miradas de un montón de medios. Por ser miembro de la OMS, recibió el protocolo y los primers para hacer los test de SARS-CoV-2. Sus 11 trabajadores capacitados para trabajar con niveles de seguridad 2 y 3, con sueldos de entre 24.000 y 37.000 pesos y excepcionalmente 40.000 pesos, vienen haciendo unos 60-70 pruebas por día para lo casos sospechosos de Argentina. Los funcionarios del gobierno nacional declaran que están equipando otros centros en CABA, provincia de Buenos Aires, Córdoba, Chaco y tres provincias más con áreas de seguridad para el manejo que muestras virales, equipos e insumos para desarrollar los test.

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La envergadura de la crisis sanitaria por coronavirus hace necesario que cuestionemos todo, por ejemplo que los equipamientos e insumos de laboratorio estén en manos privadas, determinando qué, cuándo y cómo se investiga. Se hace más visible que nunca la necesidad de unificar todos los recursos científicos, públicos y privados, dirigido por los propios trabajadores de la ciencia y la comunidad, potenciando así nuestro sistema de investigación y permitiendo, en este caso, mejorar las pruebas de detección de covid-19 para que se realicen de forma masiva. Así como también desarrollar prontamente una vacuna.






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