Frente a quienes luchan por frenar al anteriormente conocido como coronavirus, un laboratorio de la Universidad de Carolina del Norte (UNC, en EE. UU.) está haciendo justo lo contrario: los investigadores tratan de crear una copia del virus desde cero. Dirigido por el experto en coronavirus (cuyo nombre original viene de la forma de corona que usa para entrar en las células humanas) Ralph Baric, el equipo de la UNC está intentando recrear el virus a partir de su secuencia genética publicada online el mes pasado por laboratorios chinos.
nLas empresas que producen moléculas de ADN por encargo, como Integrated DNA Technology, Twist Bioscience y Atum, hacen posible la increíble capacidad de "poner en marcha" los virus a partir de sus instrucciones genéticas. Al encargar los genes adecuados, que cuestan unos pocos miles de euros, y unirlos para crear una copia del genoma del coronavirus, este material genético puede inyectarse en células para 'dar vida' al virus.
nLa posibilidad de crear un virus letal a partir de su ADN, creado por encargo y recibido por correo, fue descubierta hace 20 años. Pero la preocupación por el bioterrorismo es tal, que estas compañías controlan con mucho cuidado quién encarga qué genes. Pero también representa una importante estrategia para responder a un brote repentino, ya que los virus sintéticos ofrecen a los investigadores poderosas maneras de estudiar posibles tratamientos y vacunas y entender cómo las mutaciones pueden volverlos más peligrosos.
nVentajas del virus sintético
nEl laboratorio de Baric en la UCN está especializado en la creación de virus y ya había colaborado previamente con agencias del país para sintetizar otros nuevos modelos de coronavirus que afectan a los ratones. Pero en 2014, los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. dejaron de financiar varios laboratorios, incluido el de Baric, por miedo a que dicha investigación resultara demasiado arriesgada. La financiación se restableció más tarde.
nEn una entrevista telefónica, Baric explicó que su equipo encargó los genes necesarios para sintetizar el SARS-CoV-2 el mes pasado. Para ello, el primer paso fue conectarse a inte et para analizar las secuencias genéticas del virus. Luego compararon varias secuencias disponibles, que difieren ligeramente, y eligieron una versión de "consenso" para reproducirla. Cuando Baric consiga replicar todo su ADN (algo que podría tardar un mes), planea inyectar dichas instrucciones genéticas en células. Si todo sale según lo planeado, las células deberían empezar a producir partículas virales contagiosas.
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Foto: Una imagen de los coronavirus presentes en las células del primer caso estadounidense de esta nueva enfermedad que causa neumonía. Créditos: CDC
nGracias a este enfoque, los científicos pueden disponer de copias del virus incluso cuando no pueden recibirlos directamente de un país, especialmente si se trata de una epidemia. Baric afirma que, hasta ahora, las muestras de virus vivos procedentes de pacientes no están disponibles de forma generalizada. "Este es el futuro sobre cómo la comunidad de investigación médica responde a una nueva amenaza", asegura Baric.
nEl virus real y el sintético deberían ser básicamente idénticos. Pero el investigador de UNC que trabaja con Baric Timothy Sheahan matiza: "[Con el sintético] tenemos una copia de ADN a la que podemos volver una y otra vez para crear más virus genéticamente idénticos". A partir de estas copias, los científicos pueden eliminar genes, añadir otros y descubrir, por ejemplo, qué provoca que el microorganismo se propague y cómo penetra en las células humanas. El plan de Sheahan consiste en infectar a ratones y administrarles varios medicamentos para ver cuáles pueden detenerlo.
nLas copias artificiales también pueden ayudar a los científicos a mantenerse al día con la impredecible evolución del brote. El microbiólogo especializado en coronavirus en la Universidad de Iowa (EE. UU.) Stanley Perlman afirma: "Me preocupa que este virus mute durante la epidemia, porque entonces habría que estudiar qué efectos tienen esas mutaciones. El virus sintético es solo un sustituto del virus real, pero este clon de ADN puede ser manipulado para encontrar sus puntos débiles y desarrollar una terapia".
nDurante los brotes anteriores, los científicos tenían que esperar meses o años para estudiar el germen responsable. Pero con el SARS-CoV-2, su secuencia genética se publicó online solo unas semanas después de que apareciera. Inmediatamente, algunos científicos empezaron a analizar sus datos genéticos, comparándolos con virus de murciélagos, serpientes y pangolines. Así fue como llegaron a la conclusión de que el microorganismo pudo haber empezado a transmitirse el pasado noviembre.
nRápidamente, las compañías de biotecnología, los gobie os y las universidades también empezaron a encargar copias físicas de los genes encontrados en el virus. Los fabricantes de ADN afirman que han recibido un aluvión de encargos de distintas partes del virus, incluidas las que sirven para verificar las pruebas de diagnóstico y otras necesarias para fabricar posibles vacunas. "Desde la publicación del genoma, el repunte ha sido bastante dramático. Es la mayor prioridad. Hay varias instituciones que se dedican casi en exclusiva a la detección o a las vacunas", afirma el director técnico de biología sintética de IDT (uno de los mayores vendedores de ADN del mundo), Adam Clore.
nPero, la mayoría de los investigadores solo necesitan uno o dos genes del virus para llevar a cabo su trabajo de pruebas y vacunas. El laboratorio de Baric es el único en EE. UU. que intenta recrear el virus por completo a partir de las partes de ADN encargadas.
n¿Y si cae en las manos equivocadas?
nA principios de la década de 2000 la ciencia demostró por primera vez que se pueden usar cadenas de ADN sintético para "resucitar" virus a partir de su código genético. Un equipo de Nueva York (EE. UU.) lo logró con el virus del polio, es decir, logró crear material contagioso a partir de ADN encargado online.
nInmediatamente, la tecnología hizo saltar las alarmas sobre las armas biológicas. ¿Qué pasaría si la técnica cayera en manos de terroristas interesados en resucitar la viruela? Aunque nada parecido ha sucedido, sí significa que esas lacras como la poliomielitis, la viruela, y ahora el coronavirus chino, no pueden ser totalmente erradicadas. Los investigadores de los Centros de EE. UU. para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) lo demostraron claramente en 2005 cuando resucitaron el virus de la gripe H1N1, que entre 1918 y 1919 mató a decenas de millones de personas, convirtiéndose en la pandemia más grave de la historia reciente.
nPara mantener esta tecnología fuera del alcance de los malhechores, las compañías responsables de fabricar ADN se reunieron hace unos años para limitar el acceso a los genes peligrosos. Todos los grandes representantes acordaron comparar los encargos de ADN que recibieran con una base de datos de aproximadamente 60 gérmenes y toxinas letales llamados "agentes selectos" para que solo los laboratorios autorizados pudieran obtener el ADN necesario para resucitarlos.
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Foto: Un microbiólogo del personal de CDC analiza un reconstruido virus de la pandemia de gripe de 1918. Créditos: CDC
nA petición nuestra, Battelle, la compañía científica de I+D cuyo software ThreatSEQ puede hacer esas comparaciones, recreó el escenario en el que un cliente encarga una copia de SARS-CoV-2. Según el científico principal de Battelle, Craig Bartling, el software identificó tanto el virus completo como la mayoría de sus genes de forma individual, "como el más alto nivel de amenaza". Bartling asegura que las alertas se activaron porque este virus es muy similar al SARS original, que en 2002 inició un brote a nivel global.
nLa investigación sobre el nuevo virus se considera tan arriesgada que los fabricantes de ADN no han tardado en reunirse para diseñar una normativa sobre quién debería poder comprar las versiones completas del genoma de este nuevo germen. En un comunicado publicado el 11 de febrero, el grupo comercial Consorcio Inte acional de Síntesis Genética tomó una posición cautelosa. Afirmó que trataría el nuevo virus chino como si fuera SARS, que se añadió a la lista de los agentes selectos en 2012 y cuya posesión está estrictamente controlada por el Gobie o de Estados Unidos.
nEso significa que cualquiera que quiera una copia sintética completa del SARS-CoV-2 tendrá que someterse a una "investigación específica y detallada" y deberá demostrar su anterior permiso por parte de CDC para trabajar con el SARS, como es el caso de los investigadores de Carolina del Norte.
nNo obstante, las empresas que fabrican ADN aún mantienen discreción sobre lo que venden y a quién, y no todas están de acuerdo en que haya que replicar el genoma entero del virus. El fundador y director comercial del proveedor de ADN Atum, Claes Gustaffson, asegura que recibió encargos de ocho compañías para distintas partes del genoma del virus y que personalmente aprobó la solicitud de una agencia del Gobie o de EE. UU. para producir el 90 % de sus genes, probablemente para crear una versión más suave (es decir, inofensiva) del mismo. El responsable señala: "Probablemente quieran descubrir una vacuna lo más rápido posible. Pero si alguien quisiera el ADN completo, yo no lo haría. Algunas cosas, como la poliomielitis, no hay que hacerlas, no importa quién lo pida".
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Foto: Ralph Baric
nPero no todo el mundo piensa lo mismo. El investigador que estudia biotratamientos en la Universidad de Massachusetts en Lowell (EE. UU.) Nicholas G. Evans afirma: Realmente no veo tanto riesgo. En este momento, muchas personas están dedicando mucho tiempo a intentar descubrir cómo funciona este coronavirus. Creo que los riesgos no son tan altos en comparación con los beneficios".
nHasta el 14 de febrero, el brote, que parece haber empezado en un mercado de animales vivos en la ciudad de Wuhan (China), ya había causado más de 64.000 casos y 1.350 muertes en China, unas cifras que sitúan su gravedad por encima de la del SARS, que se llevó la vida de 774 personas. Aun así, Estados Unidos todavía no ha catalogado al SARS-CoV-2como un agente selecto. Según Baric, la decisión de añadir un nuevo virus a esa lista "no se toma durante el brote, porque ralentiza la investigación".
nNo asustar a la gente
nPor ahora, solo un puñado de sofisticados centros son capaces de reactivar un virus. Es imposible que un loco lo haga desde su garaje. Evans confirma: "Estamos en el punto en el que los mejores expertos pueden empezar a sintetizar este nuevo virus simultáneamente con el brote. Pero se trata solo de un puñado de laboratorios. Afortunadamente, aún falta mucho para que haya mucha gente capaz de sintetizar lo que quiera".
nResulta inevitable que el avanzado estado de la investigación sobre virus sintéticos y la capacidad de diseñar gérmenes genéticamente estén generando temores y alimentado conspiranoias. Las redes sociales y algunos blogs están llenos de especulaciones infundadas de que el nuevo virus fue liberado accidentalmente de un laboratorio chino de armas biológicas ubicado fuera de Wuhan. Y aunque no hay ninguna prueba que lo demuestre, ni evidencia sustancial, el rumor causó una brecha diplomática con China después de que el senador de EE. UU. Tom Cotton lo mecionara en el Congreso de Estados Unidos.
nBaric cree que en esta etapa del brote no hay ningún riesgo concreto asociado a la síntesis del virus, especialmente porque todavía está circulando por la naturaleza. Lo importante es descubrir qué es lo que hace y detenerlo. "Da igual si se consigue a partir de una célula o de una síntesis, el resultado es el mismo", concluye Baric.
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