El viaje evolutivo de la COVID-19 ha sido funesto e impresionante

La pandemia de COVID-19 ha sido una lección de velocidad:

la velocidad con la que un nuevo virus puede propagarse entre humanos; la velocidad con la que puede acumular muertes y paralizar economías; la velocidad a la que se pueden desarrollar y producir vacunas, y la velocidad a la que la información errónea puede dañar la salud pública.

En medio de toda esta velocidad hay una velocidad diferente, que impulsa a las demás, como el motor que hace girar vertiginosamente las cabinas de las ferias: la velocidad del evolución viral.

El coronavirus, como muchos otros virus de su clase (virus de ARN con genomas muy variables), evoluciona rápidamente.

Se ha adaptado inmediatamente a nosotros.

Ahora surge la pregunta fundamental de si el ser humano y su ingenio pueden adaptarse más rápido.

A menos que la respuesta sea afirmativa, nos enfrentamos a un largo y lamentable futuro de continuo sufrimiento.

Algunos expertos estiman que el número de muertos por COVID-19 endémico podría estar entre 100.000 y 250.000 por añosolo en los Estados Unidos.

Millones de vidas dependen de que la ciencia humana, la gobernanza y la sabiduría sean capaces de superar al SARS-CoV-2, un agente relativamente simple pero emprendedor compuesto por cuatro proteínas y un genoma de ARN.

charles darwin Dijo que los mecanismos de la evolución nunca actúan rápidamente, pero Darwin no sabía nada acerca de los virus.

«Admitimos plenamente que la selección natural generalmente funciona de manera extremadamente lenta», escribió en El origen de las especies, publicado en 1859.

El primer virus descubierto de todos, el virus del mosaico del tabaco, no fue notado por los científicos hasta décadas después.

Cuando se desarrolló la teoría de la evolución a partir del trabajo de Darwin y durante gran parte del siglo XX, se basó principalmente en evidencia de campos como la paleontología, la biogeografía, la embriología y la anatomía comparada:

patrones visibles que pueden revelar cambios lentos durante largos períodos de tiempo.

Estos datos, en general, son mucho Menos útil para medir la evolución cuando sucede muy rápido.

Sin embargo, tenemos un nuevo tipo de evidencia científica para estudiar la evolución:

Secuenciación y comparación del genoma.

Máquinas asombrosas hacen la secuencia, leyendo el código genético, letra por letra, y poderosas computadoras ayudan a cotejarlo, y todo es mucho más rápido y más barato que nunca.

Los científicos ahora pueden rastrear cambios, mutación por mutación, en el ADN o ARN que codifica las instrucciones genéticas de cada criatura, observarlos y medirlos a medida que algunas de esas mutaciones, las que son útiles para el virus, se propagan entre ellos. una población.

Pueden componer un retrato en vivo incluso de las criaturas que evolucionan más rápido, como bacterias y virus.

Cuando estas bacterias o virus son patógenos que pueden infectar a los humanos, esta disciplina se denomina epidemiología genómica.

Una de las pioneras de la epidemiología genómica es Sharon Peacock, profesora de salud pública y microbiología en la Universidad de Cambridge y directora ejecutiva del COVID-19 Genomics UK Consortium.

Es un grupo de agencias de salud pública e institutos de investigación fundado en abril de 2020 para secuenciar y analizar los genomas del nuevo coronavirus.

En este momento, la contribución de los laboratorios del Reino Unido asciende a casi 2,8 millones de las secuencias de SARS-CoV-2 reportadas a nivel mundial, casi el 23 por ciento del total.

Peacock y quienes la ayudaron a crear y financiar esta iniciativa supieron desde el principio que la información genética podría ser fundamental para la respuesta a la pandemia.

Sin embargo, no basta con recopilar secuencias y ponerlas a disposición de otros científicos.

Eso sería genómica sin epidemiología:

la aplicación del conocimiento de la población a la salud pública.

“Cuando se trata de velocidad, la clave es pensar en toda la cadena, de un extremo al otro”, me dijo Peacock recientemente.

La “cadena” a la que se refería es una serie de pasos físicos (como tomar muestras de un paciente), procesos de laboratorio (como extraer material genético viral y secuenciar el genoma de ese virus) y análisis (interpretar las diferencias entre un genoma y otros).

Obtienen datos que pueden ayudar a orientar las terapias y proteger a la población.

Las herramientas de hardware son importantes para ese trabajo.

El software también es fundamental.

Durante el primer año de la pandemia de COVID-19, una joven estudiante universitaria llamada Áine O’Toole, junto con otros miembros del laboratorio de Andrew Rambaut en la Universidad de Edimburgo, desarrollaron una herramienta llamada PANGOLÍN (Acrónimo de Phylogenetic Assignment of Named Global Outbreak Lineages).

Se convirtió en uno de los sistemas de referencia para ubicar los nuevos genomas en el árbol genealógico del SARS-CoV-2, asignarles etiquetas racionales, aunque imposibles de recordar (como B.1.1.7), y contextualizar las nuevas variantes del virus para como aparecieron.

Fueron Rambaut, O’Toole y sus compañeros de laboratorio quienes ayudaron a detectar y localizar el primera variante importante, ahora llamado alfa, cuando apareció en el sureste de Inglaterra y se extendió hacia Londres en el otoño de 2020.

Un año después, otros científicos en Sudáfrica y Botswana que estaban secuenciando las muestras de los viajeros detectaron otra variante en aumento, llamada omicrón

Esta detección rápida de variantes es invaluable, pero solo si los datos se transforman rápidamente en una guía clara que se pueda aplicar en la práctica.

«Todavía nos faltan algunas cosas para poder llevarlos al ámbito clínico», dijo Peacock.

Estos incluyen facilitar que el personal médico y de salud pública sin habilidades de secuenciación use los datos y que las instalaciones de atención médica, como hospitales, financien dicho trabajo.

«Por el momento, la mayoría de las secuencias más allá de la COVID-19 están siendo financiadas por agencias de salud pública y fondos de investigación», dijo Peacock.

Esto no ha cambiado desde 2014, cuando Pardis Sabeti, genetista computacional de la Universidad de Harvard, dirigió un equipo de científicos para responder al terrible brote del virus del Ébola en África Occidental.

Secuenciaron 99 genomas de virus a partir de muestras tomadas de pacientes en un hospital de Sierra Leona.

Una coincidencia de las secuencias reveló que todos los casos probablemente se debieron a una contagio de persona a personay no a un desbordamiento de una hueste del mundo animal.

El brote de África occidental terminó después de 28.000 casos de ébola y 11.000 muertes, momento en el que la epidemiología había demostrado su valor para revelar cómo se estaba propagando el virus.

Con COVID-19, ha habido 589 millones de casos conocidos y más de 6 millones de muertes hasta la fecha.

La nueva disciplina apenas puede mantenerse al día con el virus, y mucho menos adelantarse a él.

Sarah Cobey, bióloga evolutiva de la Universidad de Chicago que trabaja en la intersección de la inmunología, la evolución viral y la epidemiología, ve «grandes agujeros» en la vigilancia genética de la COVID-19.

“Aunque tenemos montones, montones de secuencias, corresponden a muy pocos lugares”, me dijo Cobey.

Durante el primer año de la pandemia, el Reino Unido, Nueva Zelanda, Australia e Islandia estuvieron entre los primeros países en secuenciar una alta proporción de casos.

Holanda y la República Democrática del Congo también destacaron por su rapidez en la secuenciación.

A medida que avanzaba la pandemia, los científicos de Sudáfrica montaron una importante iniciativa de secuenciación, como se refleja en la detección de la variante beta y, más tarde, la omicron, y también mejoró la cobertura en Canadá y Escandinavia.

Otras partes del mundo siguen siendo «puntos ciegos», dijo Cobey.

Un hecho desafortunado, aunque no sorprendente, es que los países de altos ingresos secuenciaron una proporción de genomas de coronavirus en relación con los casos. 16 veces mayor que los países de bajos y medianos ingresos.

El dinero es un factor limitante, pero no el único.

«Creo que el problema fundamental es una falta real de liderazgo científico para coordinar este tipo de recopilación de datos», dijo Cobey.

Pocos países tienen a su Sharon Peacock, o líderes que presten atención y apoyo a los líderes científicos.

El mundo necesita eso liderazgoque se expande y paga la vigilancia mediante la secuenciación de este coronavirus y sus cambios, dondequiera que vaya el virus.

Pero necesitamos mucho más, como advierten Cobey, Peacock y otros científicos.

Necesitamos estudios ambiciosos sobre la seroprevalencia —verificar muestras de sangre en busca de signos de infecciones previas— que ayudan a los científicos a saber cuántas infecciones no detectadas han ocurrido.

¿Cuál es el verdadero total de casos en un país y en todo el mundo?

Necesitamos una investigación con visión de futuro y bien financiada sobre plataformas de vacunas que puedan adaptarse rápidamente para su uso contra nuevos patógenos, no solo el desarrollo apresurado de dosis de refuerzo para la variante recién surgida.

Necesitamos una vacuna universal contra el coronavirus y una vacuna universal contra la gripe, aunque ninguna de las dos se puede conseguir dada la tremenda capacidad evolutiva de estos virus.

Más simple: necesitamos vacunas termoestables y administrado sin agujas que pueden reducir los problemas de rechazo en los países de altos ingresos y la escasez en los países cálidos y de bajos ingresos.

Necesitamos mejores medicamentos antivirales, incluso para virus raros pero peligrosos (como el virus Nipah), lo que implica esfuerzos de desarrollo que quizás nunca valgan la pena para las compañías farmacéuticas.

Aún más simple, como señaló Cobey:

Necesitamos invertir en mejores sistemas de ventilación y filtración de aire en nuestros edificios públicos y reducir la propagación del coronavirus y otros patógenos en el aire.

Eso no es muy emocionante desde un punto de vista científico, admitió; sólo es importante y eficaz en relación con su coste.

El viaje evolutivo de este coronavirus ha sido ominoso e impresionante.

Podría decirse que las transformaciones del SARS-CoV-2 medidas durante los últimos 31 meses, desde la cepa original hasta las subvariantes omicron, brindan una de las imágenes más precisas de la evolución global extremadamente rápida en la naturaleza. .

En la naturaleza: es decir, no en vasos de precipitados y matraces, no en laboratorios, sino en nosotros.

Negadores de la evolución: tomen nota.

Todos deberíamos tomar nota.

Tenemos 12 millones de instantáneas de esta cosa en movimiento, lo cual es suficiente, a la velocidad estándar de 24 cuadros por segundo, para hacer una película sobre la evolución del SARS-CoV-2 desde 138 horas de duración.

Dado que la biología evolutiva es una ciencia descriptiva, no predictiva, todavía no sabemos cómo podría terminar la historia.

Probablemente no terminará.

Y los epidemiólogos genómicos, por inteligentes que sean, no pueden salvarnos de lo que sigue viniendo.

Tenemos que salvarnos a nosotros mismos.

c.2022 The New York Times Company