Especialistas en genética de todo el mundo trabajan sin descanso para seguir los pasos del coronavirus SARS-CoV-2 a medida que se expande por el mundo. Su trabajo consiste en tomar muestras de los pacientes y analizar el genoma del virus en cada lugar, para ver cómo ha ido mutando. Este enorme árbol filogenético se está subiendo a la base de datos de GISAID y la información se comparte en abierto para todos los científicos del mundo a través de la plataforma Nextstrain, una herramienta de visualización que está revelando algunos de los aspectos más interesantes del avance de la pandemia. En España hay varios grupos trabajando en este análisis. Uno de ellos es el del catedrático de genética Fernando González-Candelas quien, a través de una unidad mixta de investigación entre FISABIO y la Universitat de València, ha estado aportando los primeros datos tomados a partir de casos españoles a esta plataforma. Ahora, él y su equipo acaban de crear NextSpain (NextSpain.uv.es), la primera herramienta que permite compartir y visualizar únicamente los datos recogidos en España, que de momento se encuentra en pruebas.
“Estamos poniendo a punto una plataforma que es una especie de Nextstrain de España”, explica González-Candelas a Vozpópuli. “Y ahí lo que estamos exponiendo son los aislados incorporados a Nextstrain desde nuestro país, dedicado a quienes están interesados en mirar lo que pasa aquí”. De momento, su equipo ha analizado los genomas de 40 muestras del virus en pacientes españoles (18 de ellos de Madrid, 9 de la Comunidad Valenciana y el resto de otras seis comunidades autónomas), pero pronto se incorporarán los genomas analizados por otros equipos. La dinámica de trabajo consiste en que los centros de microbiología que realizan pruebas diagnósticas les envían parte del material genético que sobra de estos tests y con ellas el equipo analiza el ARN de cada variante del virus. “Ese ARN lo utilizamos para introducirlo en otro procedimiento de biología molecular que al cabo de unas horas o un día acaba dándonos la secuencia del genoma completo del virus. Después subimos eso a GISAID, que es de donde extrae los datos Nextstrain”, explica.
De momento, cuarenta muestras “son pocas”, reconoce el investigador, pero su objetivo es tener miles dentro de unas semanas, de tal manera que se pueda entender mejor qué evolución ha tenido el virus en nuestro país y cuáles son las vías de entrada y de contagio. En comparación con otros países, aún estamos lejos de las 474 muestras de Estados Unidos, seguido de las 422 del Reino Unido e Islandia, que tiene 301 (el mayor en proporción). “Ya tenemos un proyecto solicitado que ha empezado a recibir financiación del CSIC”, indica González-Candelas. “También tenemos 40 hospitales, algún centro de investigación y hay interés por muchas instituciones”.
Trabajo colaborativo
El equipo de González-Candelas no está solo en este rastreo genético del coronavirus. Este mismo martes el equipo de María Iglesias, del Laboratorio de Virus Respiratorios del Centro Nacional de Microbiología (CNM) del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), ha presentado el análisis del genoma completo del virus a partir de varias decenas de muestras respiratorias de pacientes procedentes de diferentes áreas geográficas de España. “Hemos publicado 14, mañana añadimos ocho más y están para salir 24 más”, explica Iglesias a Vozpópuli. Se trata de muestras diferentes que se añadirán al mapa de NextSpain a través de GISAID, donde se suben todos los análisis. Lo prometedor en este caso es que el ISCIII, al ser centro de referencia, tiene capacidad para acceder a miles de muestras. El equipo de Iglesias espera ir incorporando próximamente entre 24 y 48 análisis de genomas del virus cada semana.
“El cierre de fronteras no ha servido de nada a la hora evitar la expansión de la pandemia”
¿Qué sabemos ya sobre la evolución del coronavirus en España a partir de estos genomas? Basándose en las ocho primeras muestras tomadas en la Comunidad Valenciana que analizó su equipo, González-Candelas indica que ya se veían tres vías de entrada distintas del virus. “Aunque las tres estaban ligadas a Italia”, explica, “dos son del norte de Italia y otra está en Roma, en la Ciudad del Vaticano”. Si se mira el árbol filogenético de Nextstrain a nivel global, explica el investigador, se observa que “en todos los países en los que hay más de una secuencia se ve que hay más de una vía de entrada del virus en el país, es decir que el cierre de fronteras no ha servido de nada a la hora evitar la expansión de la pandemia”. Eso se ve en cómo se van dispersando los casos, añade. “El virus va en personas asintomáticas y esa capacidad es lo que lo hace tan endiabladamente difícil de controlar”.
“Nosotros lo que vemos es que los virus circulantes en España vienen de muchísimos sitios”, explica María Iglesias. “Es verdad que fundamentalmente son procedentes de Italia, pero luego vemos que las que hemos secuenciado de Andalucía se agrupan filogenéticamente con muestras procedentes de pacientes ingleses, o sea que creemos que ha circulado por todas partes y nosotros hemos sido receptores del virus por varias vías diferentes”. De acuerdo al conocimiento actual del virus, las secuencias del SARS-CoV-2 se agrupan en 9 ‘clados’ distintos en todo el mundo, que explican cómo actúa y se comporta. Según los investigadores del CNM, las secuencias españolas del SARS-CoV-2 se han relacionado en 3 clados diferentes, denominados S, G y V.
“El virus ha circulado por todas partes, hemos sido receptores por varias vías diferentes”
Todos estos datos contribuirán a tener una imagen más precisa de qué comportamiento ha tenido el virus en nuestro país y en el mundo entero. “Lo que nos dice Nextstrain es que hay muchísima circulación del virus”, explica González-Candelas. “En algunos casos, como Estados Unidos, se ve una línea roja que indica la presencia de un montón de secuencias que han entrado una vez y uno de los clados se ha extendido tremendamente, que corresponde con uno de los primeros que entró, y entronca directamente con secuencias de China”. El mapa genético indica que el virus ha circulado por el planeta en todas direcciones, también entró en Estados Unidos de varios sitios y se lo pasaron a muchos otros. En cuanto a Europa, añade el científico, “tenemos obviamente una conexión con China y una conexión en el centro de Europa, que ha sido un poco el centro de dispersión del virus por todo el continente”. En concreto, dos de los focos identificados, uno en Alemania y otra en una estación de esquí en Francia, se observa que han actuado como nodo de interconexión de muchos casos.
Detectives de patógenos
La historia de Fernando González-Candelas como detective del genoma se remonta al año 1998 y al conocido como caso Maeso, en el que un anestesista de un hospital militar en Valencia contagió de hepatitis C a más de 275 pacientes a los que pinchaba con las jeringuillas que él había usado previamente. “En aquel momento se sospechaba del anestesista pero quedaba la duda de si había otros focos”, recuerda, “así que hicimos la secuenciación que permitió vincular los virus que tenía el anestesista con los de los pacientes y demostramos que compartían un mismo origen”. Hasta entonces González-Candelas había trabajado en evolución molecular, pero aquel problema de salud pública marcó un antes y un después y llevó a la Generalitat valenciana a crear un sistema de vigilancia en el que González-Candelas ha participado todos estos años. Analizar el genoma de los patógenos le ha permitido identificar brotes de Legionella como los que tuvieron lugar en Alcoy durante varios años o estudiar diferentes brotes y resistencias a los antibióticos en distintos lugares de España. El pasado 10 de marzo, él y su equipo recibieron las primeras muestras de pacientes de Covid-19 infectados en la Comunidad Valenciana y desde entonces no han dejado de trabajar en caracterizar la evolución de este virus durante la pandemia.
“Nosotros catalogamos cada linaje”, explica González-Candelas a Vozpópuli. “Es como si hicieses la genealogía de los reyes, en cada generación vas acumulando nuevas mutaciones. Al año encuentras unas 20-25 mutaciones, que es muy poco para un virus de unos 30.000 nucleótidos”. Normalmente cada mutación es el cambio de un solo nucleótido, una sola de las “letras” del ARN del coronavirus. “Como en los humanos, a veces te puedes encontrar mutaciones que afectan a muchas cosas pero que en el individuo no cambia nada, y otras veces con mutaciones de un único nucleótido, una sola base, el individuo puede morir, porque dependiendo de en qué afecta puede ser letal”, relata. “Y en los virus también puede ser así”.
Lo que sabemos de este coronavirus es que, como los otros miembros de su familia, tiende a mutar poco (lo que ayudará a que las vacunas duren más tiempo) y que la evolución tenderá a atenuarlo. La genética permitirá conocer también en qué momento dio el salto de especie y en qué posible reservorio natural continúa agazapado. “Una simple mutación lee puede permitir acomodarte a un receptor celular propio de una especie y eso te permite invadir e infectar a individuos que hasta ese momento no eran huésped tuyo, con lo cual de repente tienes millones de individuos y posibilidades de evolucionar en un nicho ecológico completamente nuevo”, explica el genetista. “Esto es lo que pasó, no sabemos cuándo, pero poco antes de saltar a los humanos en Wuhan en todo caso. Un cambio que ha permitido al virus abrir una cerradura que hasta ese momento no podía abrir porque no tenía la combinación adecuada de variantes, que es la del receptor celular ACE2”, prosigue. “Si en ese momento puedes entrar en unas células y resulta que están un organismo del cual hay 7.000 millones, y te permite transportarse por todo el mundo en menos de 24 horas, tienes una explosión adaptativa”.
Los trabajos de filogenética del virus servirán también para diseñar y afinar los posibles tratamientos. “Aportan una información de base muy importante de la que tirar a la hora de diseñar vacunas y antivirales”, resume María Iglesias. “Y también conocer cómo va evolucionando el virus, conocer su historia y desarrollar herramientas para luchar mejor contra la enfermedad”. “No podemos anticipar qué mutaciones se van a producir, pero podemos vigilar para identificarlas temprano y ver si se asocian con un cambio que sea relevante para la epidemiología”, concluye González-Candelas. “Si se produce una vacuna podemos buscar si se han producido mutaciones que provoquen un posible escape vacunal o si hay una terapia específica ver si hay alguna mutación de resistencia a la terapia. Se trata de tener una señal temprana de alerta que, como hemos visto, es muy importante a la hora de controlar y evitar la dispersión de los patógenos”.
