Genomas para una pandemia

La epidemiología molecular aporta herramientas potentes de anticipación e investigación ante los agentes infecciosos

ilustración mujeres mascarillas pandemia coronavirus

Ahora, finalmente, da gusto vivir en Cataluña. La unanimidad es completa. Todo el mundo está de acuerdo. Todos hemos tenido, tenemos o tendremos, indefectiblemente, la gripe.

Josep Pla, El cuaderno gris (Narcís Garolera, Ed.) Ediciones Destino, Barcelona (2013).

Hay un argumento químico fundamental detrás de la recomendación unánime y perpetua de lavarnos las manos con jabón, pero más todavía en tiempo de coronavirus. Podemos asimilar el SARS-CoV-2 a una esfera de 120 nm de diámetro (cabrían holgadamente más de 8.000 en el espacio de 1 mm). Su material genético, constituido por un ARN de cadena simple, está envuelto por una membrana de naturaleza lipídica, aceitosa, podríamos decir. Y, por eso, una manera tan humilde como eficaz de destruir el virus consiste en mezclarlo con jabón. Las moléculas del jabón dispersan los lípidos en el agua y, por lo tanto, consuman la desorganización completa del virus.

«El virus gana tiempo de sobra para extenderse a una velocidad sin precedentes, a caballo de los infectados asintomáticos que, además, se pueden embarcar en un avión»

Pero antes de recordar con insistencia esta medida profiláctica, y otros más drásticas como el distanciamiento social, cuando los políticos todavía no han asimilado del todo la magnitud del problema o tratan inicialmente de minimizarlo para no alarmarnos, el virus gana tiempo de sobra para extenderse a una velocidad sin precedentes, a caballo de los infectados asintomáticos que, además, se pueden embarcar en un avión. El inicio de la actual pandemia se ha localizado: el mercado mayorista de marisco de Wuhan. Puesto que el SARS-CoV-2 parece muy bien dotado para la infección de persona a persona, la movilidad de la gente en contacto con el primer infectado hizo el resto del trabajo. Esto ocurría a finales de noviembre del 2019 y, pocas semanas después, se iniciaba la que se considera la mayor migración humana del mundo: la celebración del Año Nuevo chino. Una coincidencia fatídica. A finales de enero del 2020 había inóculos del virus por los cinco continentes. Sin duda, esta crisis sanitaria global causa –y causará todavía por mucho tiempo– dolores inmensos. Las consecuencias a escala individual, con la pérdida de familiares o de amigos, o a escala global, con un impacto profundo sobre la economía mundial, son evidentes. Pero desde una perspectiva evolucionista, estamos viviendo un momento fascinante. Hoy secuenciar un genoma –obtener el orden exacto de todos los nucleótidos– es una tarea rutinaria en muchos laboratorios. Más todavía si se trata de genomas tan cortos como el del SARS-CoV-2. El nuevo coronavirus tiene un genoma de poco menos de 30.000 nucleótidos (unas 100.000 veces más pequeño que el genoma haploide humano).

«Un equipo pluridisciplinar valenciano ha sido el primero en conseguir secuencias del SARS-CoV-2»

Un equipo pluridisciplinar del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas I2SysBio (centro mixto de la Universitat de València y el CSIC) y de la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica (FISABIO) de la Generalitat Valenciana (en particular, de su Servicio de Secuenciación y Bioinformàtica), liderado por el catedrático de Genética de la Universitat de València Fernando González-Candelas, ha sido el primero en conseguir secuencias del SARS-CoV-2 de pacientes ingresados en el Hospital Clínico Universitario de València. Por ahora (el 26 de marzo) son ocho los genomas publicados. Técnicamente es rápido y barato obtener secuencias y compartirlas con el resto de la comunidad científica. Una base de datos abierta como NextStrain permite la visualización, en el espacio y el tiempo, del avance de la pandemia y la genealogía de los brotes epidémicos a través de la filogenia de los virus secuenciados en todo el mundo. Hace pocos años, una colaboración internacional de esta dimensión, que nos permite seguir la pandemia en directo, era impensable. Un genoma es, literalmente, un documento histórico, un registro de las vicisitudes experimentadas por los antepasados de su portador. Todas las entidades biológicas se caracterizan por la capacidad de reproducirse pero no generaron una descendencia idéntica: siempre hay un mayor o menor grado de cambio o mutación. Esta diversidad es la materia prima de la selección natural, un hecho que fue reconocido muy temprano por Darwin, cuando en 1838 anotaba en su cuaderno que, al reproducirse, los seres vivos tienen una «tendencia al cambio». Pues el rasgo más idiosincrásico de un virus seria precisamente una tendencia al cambio desorbitada: en cada ciclo reproductivo generan una gran diversidad, pero sin pasarse. Los virus se mueven sobre la línea finísima que separa el éxito evolutivo de la catástrofe de los errores acumulados y la extinción. Y como se presentan en poblaciones tan grandes, juegan a la ruleta rusa: unos miembros de la población desaparecerán, ahogados en un mar de mutaciones, y otros desplegarán su diversidad a una velocidad obscena. Esto les permite, entre otras cosas, explorar nuevas identidades: ensayar la infección de huéspedes nuevos (la zoonosis es el fenómeno asociado a la invasión de las poblaciones humanas desde otros huéspedes animales) o eludir o subvertir las defensas inmunitarias de los huéspedes.

«Los genomas nos ayudan a comprender quién es, que hace, como lo hace y hacia donde va el SARS-CoV-2»

Conocer los genomas de los virus y sus filogenias al detalle genómico –la epidemiología molecular– nos permite entender el origen del brote –¿ha sido una zoonosis desde los murciélaos o hay otros huéspedes implicados? ¿Dónde se localiza geográficamente esta transición fatal?– y medir el ritmo de cambio del virus. Todo indica que el SARS-CoV-2 muta a un ritmo más pausado que el del virus de la gripe estacional, cosa que podría ayudar a hacer más duradera la inmunización inducida por las futuras vacunas. Los genomas nos ayudan a comprender quién es, qué hace, cómo lo hace y hacia dónde va el SARS-CoV-2. En todo caso, la gran pregunta que nos tenemos que hacer desde ahora mismo es qué paisaje social y político quedará después de esta pandemia nada imprevista. Hasta qué punto la experiencia directa del poder de los agentes infecciosos sobre nosotros y nuestra civilización, la constatación –con toda la crudeza– de su fabulosa capacidad evolutiva, nos hará o no más sensibles a los valores de un sistema público de salud robusto y a la necesidad de dotarse de herramientas potentes de anticipación y de investigación, como las que aporta la epidemiología molecular. Son cuestiones inexorables para los supervivientes de la COVID-19. Porque indefectiblemente, como diría Pla, todos hemos tenido, tenemos o tendremos el SARS-CoV-2 o cualquiera de sus evolucionados descendientes.

© Mètode 2020

Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universitat de València (España), vicedirector del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas I2SysBio (Universitat de València – CSIC), miembro numerario del Institut d’Estudis Catalans y socio fundador de Darwin Bioprospecting Excellence, SL (Parque Científico de la Universitat de València). Explica metabolismo a los estudiantes de biotecnología y, como miembro del grupo de Biotecnología y Biología Sintética, sus intereses investigadores incluyen la bioprospección, la modelización metabólica y la historia de las ideas sobre el origen natural y la síntesis artificial de vida.