El actual brote de ébola en África occidental ha causado más de 11.000 víctimas de los 26.500 casos notificados. Esta epidemia dejará secuelas —psicológicas, médicas, sociales y económicas— que tardarán muchos años en sanar. El brote acaba de ser declarado terminado en Liberia, pero continúa en Guinea y Sierra Leona, y es importante que estemos mejor preparados por si vuelve esta cepa.
Un avance prometedor reciente en el control de los brotes ha sido el desarrollo de la vigilancia genómica, que permite secuenciar el código genético completo de un microbio o patógeno causante de enfermedades. Esta información ofrece una perspectiva sin precedentes de cómo evolucionan los genomas, de sus posibles orígenes y de los genes que codifican las proteínas necesarias para infectar a los seres humanos.
Hasta hace poco, la vigilancia genómica se limitaba a los entornos académicos convencionales, que solían utilizar instrumentos de secuenciación cuyo coste ascendía a cientos de miles de libras y dependían de laboratorios moleculares bien equipados. Hasta el año pasado, la única forma práctica de secuenciar genomas del ébola era exportar las muestras a laboratorios especializados, lo que provocaba demoras para obtener permisos locales y grandes dificultades para conseguir permisos de exportación y contratar un envío costoso para transportar las muestras. Las muestras llegaban en mal estado y, una vez recibidas, generar las secuencias del genoma podía llevar semanas o meses.
En la Universidad de Birmingham, nos hemos centrado en una nueva técnica prometedora para la vigilancia genómica portátil y en tiempo real. El objetivo es mejorar nuestra capacidad para reaccionar ante brotes como el del ébola e incluso ante patógenos nuevos, reduciendo el tiempo necesario para llevar a cabo la secuenciación genómica. Ahora hemos demostrado que puede hacerse en menos de 48 horas desde la recepción de una muestra de un paciente.
Un equipo portátil
El mes pasado, Josh Quick, bioinformático y estudiante de doctorado que trabaja en mi grupo en el Instituto de Microbiología e Infección, viajó al epicentro del brote en Guinea. Llevó consigo un sistema portátil de vigilancia genómica en su equipaje facturado. El sistema contenía varios MinION: secuenciadores portátiles del tamaño de una memoria USB, desarrollados por la empresa británica Oxford Nanopore, además de todos los productos químicos, las pipetas y los tubos de plástico necesarios para generar secuencias del virus del ébola.
Este equipo se instaló en el Laboratorio Móvil Europeo (EML), un laboratorio móvil que presta servicios de diagnóstico en muchas regiones de Guinea y Sierra Leona afectadas por el ébola. En dos semanas, Josh había generado 14 secuencias del genoma del ébola. Las secuencias se obtuvieron en tan solo 48 horas desde la extracción de una muestra de sangre de un paciente y pueden ser utilizadas por epidemiólogos que tratan de detener una mayor propagación del virus.
Al comparar muestras de pacientes, es posible determinar si probablemente forman parte de una cadena de transmisión o si existen redes desconocidas que aún no se han descubierto. Esto funciona porque el virus cambia o muta a un ritmo constante: unas 20 diferencias al año.
Josh dejó atrás un laboratorio de vigilancia plenamente operativo, que ahora gestiona el EML en Coyah, al oeste de Guinea, para proporcionar información sobre secuencias genómicas en tiempo real.
Secuenciación genómica y vacunas
Un avance positivo durante este brote ha sido el rápido desarrollo de vacunas y ensayos de vacunas. La vigilancia genómica es importante para comprobar si el virus puede evolucionar y eludir una vacuna de este tipo, así como para desarrollar tratamientos tempranos que interfieran directamente con el genoma viral. Los cambios en las regiones a las que se dirige el tratamiento podrían provocar resistencia; por ello, los datos de vigilancia genómica son de gran utilidad para quienes participan en estos esfuerzos.
La vigilancia genómica también puede utilizarse para rastrear patógenos transmitidos por los alimentos. En 2011, un brote de E. coli en Alemania fue uno de los primeros para los que se publicaron datos genómicos mientras estaba en curso. Analizamos datos genómicos de este brote y demostramos que la cepa causante de la enfermedad era de un tipo que no se había visto antes en brotes de este tipo, y rastreamos su probable origen hasta una cepa que circulaba entre seres humanos, y no entre animales.
Es posible que, gracias a la vigilancia genómica portátil, los brotes transmitidos por los alimentos puedan rastrearse hasta su origen mucho más rápidamente. En el futuro, los productores podrían vigilar la calidad de los alimentos en el lugar de producción mediante la genómica.
Incluso más cerca de casa, la secuenciación genómica se está generalizando con el Proyecto de los 100.000 genomas. Y, con las nuevas tecnologías, pronto podría ser posible que las personas secuenciaran sus propios genomas y que los patógenos infecciosos se secuenciaran en casa o en la consulta de un médico de cabecera. En lo que respecta al ébola, esperamos que la capacidad de ofrecer secuenciación portátil en tiempo real mejore nuestra capacidad de respuesta en el futuro.
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Nick Loman es becario de formación especial del MRC en informática biomédica en la Universidad de Birmingham.
Imagen: Un investigador de inspección sanitaria y cuarentena muestra a policías de aduanas los síntomas del ébola. REUTERS/China Daily
