El análisis predictivo de cepas de Covid, primera misión del Centro de Secuenciación

El Servicio de Microbiología Clínica del Complejo Hospitalario de Navarra (CHN) y la empresa pública Nasertic han comenzado a analizar las secuencias genómicas de SARS-CoV-2 a partir de muestras de pacientes. El objetivo es tratar de conseguir la mayor información posible sobre las diferentes cepas del virus.

De esta forma, gracias a la combinación de una plataforma de secuenciación de gran capacidad y a unos protocolos optimizados, la Comunidad Foral dispone, según el gobierno regional, de la mayor capacidad de secuenciación de Covid en toda España.

Este programa supone el estreno en su uso clínico del Centro de Secuenciación Masiva de Navarra, el segundo de carácter público de estas capacidades en toda España e inaugurado el pasado mes de noviembre.

El consejero de Universidad, Innovación y Transformación Digital, Juan Cruz Cigudosa, se ha mostrado orgulloso de "que Navarra sea la primera comunidad que integra un protocolo ya establecido (COVIDSeq) con una plataforma que permite procesar cientos o miles de muestras simultáneamente (Illumina NovaSeq 6000)".

"Este proceso de secuenciación del genoma del virus es fundamental para obtener la mayor cantidad de información sobre cada variante que se pueda presentar, actualmente y en el futuro", ha señalado.

"Conocer la secuencia del genoma del virus nos va a permitir asociar el comportamiento biológico y médico de cada una de las cepas, saber cómo reacciona a cada vacuna, etc." ha indicado, tras subrayar que la Comunidad Foral cuenta "con voluntad y capacidad de proveer de recursos de secuenciación al resto de España".

Tras destacar que este procedimiento supone el primer uso clínico del Centro de Secuenciación Masiva de Navarra, el consejero lo ha calificado como un ejemplo de colaboración público-privada, pues la empresa Illumina ha proporcionado la formación correspondiente al personal de los laboratorios, además de su tecnología de secuenciación y sus kits para preparar las muestras.

Colaboración

La consejera de Salud, Santos Induráin, ha resaltado el componente transversal de colaboración que subyace en este proceso, que se enmarca dentro de una "apuesta estratégica y decidida por un sistema integral y potente de detección de la Covid-19".

Además, considera que, el acuerdo que permite este uso clínico del centro de Nasertic, "marca de nuevo un hito en la trayectoria de Navarra en relación con la pandemia en el último año, en el que, por diferentes razones, ha tenido una posición destacada dentro del contexto estatal, especialmente en lo referente a la detección precoz".

En este sentido, Induráin recuerda que el CHN fue uno de los primeros hospitales, fuera del ámbito de las grandes capitales, que pudo realizar PCR en su propia red hospitalaria y que, en una colaboración fundamental con Atención Primaria y con el liderazgo técnico de Salud Pública, ha permitido desplegar un gran dispositivo de detección, con diferentes instrumentos y ámbitos, que ha sido fundamental para contener y monitorizar la pandemia. 

"El centro de secuenciación refuerza así esta apuesta, cerrando un círculo iniciado hace un año y abriendo hacia el futuro muchas potencialidades de la Comunidad Foral en lo que a colaboración con otras autonomías se refiere, en éste y otros campos", recalca.

De hecho, "Navarra ya destacaba en el chequeo de nuevas cepas en el CHN mediante reactivos, algo que ahora se complementa con esta nueva técnica", ha concluido la consejera.

La jefa del servicio de Microbiología Clínica del CHN, Carmen Ezpeleta, considera, en esta línea, que la secuenciación "nos permitirá conocer los linajes del virus que circulan en Navarra y las variantes que circulan en nuestro medio".

Admite que "lo esperable es que en la primera y segunda oleada predomine la cepa B.1.177, que es un virus circulante en Europa cuyo origen es español. A partir de la tercera ola, poco a poco, va predominando la cepa británica, la B.1.1.7".

Este proceso de secuenciación "permitirá, asimismo, conocer mutaciones como la E484K o la N 501Y, o la presencia de la cepa sudafricana, linaje B.1.351, o la brasileña P1".

"A lo largo de la pandemia, se han descrito numerosas variantes que muestran diferencias genéticas con la secuencia original del virus", ha explicado la Dra. Ezpeleta.

"Estas variantes pueden tener impacto en la salud pública a través del incremento de la transmisibilidad, aumento en la gravedad de la infección y escape a la respuesta inmune adquirida tras una infección natural o generada por algunas vacunas", ha precisado.

El director de Medicina Personalizada y Laboratorios de Nasertic, Gonzalo R. Ordóñez, ha señalado, por su parte, que el procedimiento de secuenciación de genoma completo puesto en marcha "permite identificar cualquier cepa de SARS-CoV-2, incluso las que aún no han surgido y aparecerán en el futuro, en lugar de necesitar pruebas de laboratorio específicas para cada variante del virus".

De esta forma, se facilita la identificación precoz de las variantes y de sus efectos.

"Ser capaces de utilizar una plataforma que está pensada para genomas humanos para el estudio de virus nos da la oportunidad de poder secuenciar simultáneamente miles de muestras si llegáramos a necesitarlo", ha indicado.

Además, según explica, "automatizar el análisis bioinformático de las variantes posibilita compartir los resultados de forma rápida y segura con los organismos nacionales e internacionales encargados del control epidemiológico de la enfermedad".

¿Cómo funciona?

A partir de la muestra del paciente, en el Servicio de Microbiología Clínica del CHN se extrae el ARN (ácido ribonucleico) y se procesa para poder hacer una prueba PCR que, en caso de ser positiva, indica la presencia de material genético del virus.

Para conocer la secuencia completa del genoma del virus en los casos positivos hay que llevar a cabo una serie de procedimientos que también son realizados en el propio Servicio de Microbiología Clínica: a partir del ARN, se genera un ADN copia (retrotranscripción) y, posteriormente, el ADN es amplificado y se generan las librerías genómicas.

Este último proceso consiste en la unión de unos fragmentos denominados adaptadores e índices que permiten que la información biológica sea leída en el secuenciador y mantener la trazabilidad de las diferentes muestras desde su origen, ya que en el proceso de secuenciación es posible juntar cientos o miles de muestras.

Una vez obtenidas las librerías genómicas, éstas se llevan al Centro de Secuenciación Masiva de Nasertic, donde se realiza el proceso propiamente dicho de secuenciación masiva y posterior análisis bioinformático, con el fin de poder identificar las variantes presentes en los genomas de SARS-CoV-2 de cada paciente.

Cientos de miles de muestras

Las plataformas de secuenciación disponibles en Nasertic son las mismas que se utilizan para la secuenciación de genomas humanos y su capacidad permite procesar simultáneamente cientos o miles de muestras de pacientes.

El genoma del SARS-CoV-2, como cualquier virus, sufre cambios (mutaciones o variantes) de manera habitual. Algunas de estas mutaciones pueden hacer que el virus tenga más transmisibilidad, mayor virulencia o mayor resistencia al sistema inmune del huésped o persona infectada.

Por tanto, es importante conocer cómo evolucionan temporal y geográficamente las diferentes variantes o cepas conocidas del virus e identificar las nuevas cepas que podrían surgir y contar con características diferentes.

Ambos objetivos epidemiológicos se pueden alcanzar empleando las tecnologías de secuenciación genómica.

El SARS-CoV-2 cuenta con un genoma de 30.000 bases o unidades de ARN de cadena simple, unas 200.000 veces menos que el genoma humano, que está codificado por una cadena doble de ADN.