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Con un secuenciador portátil, científicos monitorean la evolución del virus del Zika

El objetivo de su trabajo es monitorear la evolución del genoma viral

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo

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IMAGE: Article in Nature describing the analysis of 54 new whole genomes suggests that Zika virus arrived in Brazil in February 2014 and spread silently through the Americas for at least... view more 

Credit: Project ZiBRA

A bordo de un laboratorio móvil y munidos de una tecnología innovadora de secuenciación genética que cabe en la palma de la mano, científicos que integran un grupo internacional vienen investigando la trayectoria del virus del Zika desde que éste desembarcó en Brasil y empezó a propagarse por América.

De acuerdo con dichos científicos, el objetivo de su trabajo consiste en monitorear la evolución del genoma viral, tanto para entender qué sucedió como para prever brotes futuros y mantener los métodos de diagnóstico actualizados.

Los primeros resultados del proyecto ZiBRA (El Zika en Brasil, análisis en tiempo real, por sus siglas en inglés) -que cuenta con el apoyo del Ministerio de Salud, la FAPESP y varias otras entidades- se dieron a conocer en la revista Nature.

"La combinación de datos epidemiológicos y genéticos nos permitió percatarnos de que hubo una circulación silenciosa del virus del Zika en todas las regiones del continente americano al menos un año antes de la primera confirmación de la presencia del microorganismo, en mayo de 2015", dijo Nuno Faria, investigador del Departamento de Zoología de la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, y primer autor del artículo.

Según Faria, el virus del Zika habría ingresado al nordeste brasileño en febrero de 2014. Es probable que ese año haya existido trasmisión en alguna medida en dicha zona, pero no muy acentuada.

"El gran brote se produjo más que probablemente en 2015, en simultáneo con el de dengue. Desde el nordeste de Brasil, el virus del Zika se habría propagado hacia la región sudeste del país [de entrada, por Río de Janeiro] y también hacia el Caribe y otros países de América del Sur y Central, para llegar hasta Florida", dijo.

Estas conclusiones se basan en el análisis de 254 genomas completos del patógeno, de los cuales 54 se secuenciaron para este estudio. Estos nuevos datos genéticos se obtuvieron en buena medida con un secuenciador portátil conocido como MinION, fabricado por Oxford Nanopore Technologies, que pesa menos de 100 gramos.

Los protocolos que permitieron usar esa tecnología en la secuenciación del virus del Zika se desarrollaron en el ámbito del proyecto ZiBRA y redundaron en un segundo artículo, publicado en la revista Nature Protocols.

"Este test se utilizó por primera vez en 2015 en África, durante la epidemia de ébola. La gran ventaja reside en que puede aplicárselo en el lugar donde se notifica el caso, lo cual permite efectuar un seguimiento de la trayectoria del virus en tiempo real. El aparato es menor que un teléfono celular y con él se pueden secuenciar los genomas completos de microorganismos; y dentro de poco, también podrá hacerse lo propio con organismos mayores", dijo Ester Sabino, investigadora del Instituto de Medicina Tropical de São Paulo (IMT), dependiente de la Universidad de São Paulo (USP), en Brasil, y coautora del artículo.

Cuanto mayor es la cantidad de secuencias generadas, añadió Sabino, más fácil resulta entender cuándo ingresó el virus al país, cómo se propagó por el continente y, fundamentalmente, de qué manera está evolucionando.

Este análisis es posible gracias a una técnica conocida como reloj molecular, con la cual se evalúan las sustituciones en las secuencias de determinados genes. Estas modificaciones ocurren a una tasa relativamente constante, y los genes funcionan como si fuesen cronómetros que indican el tiempo de divergencia entre distintos aislados virales.

"La idea de este proyecto surgió en 2016, cuando parte del grupo publicó en la revista Science los primeros hallazgos epidemiológicos y genéticos del virus del Zika en América. Para entonces habíamos secuenciado siete aislados virales. La cantidad de muestras era aún insuficiente como para tener una noción amplia acerca de la diversidad del virus en el continente", dijo Luiz Carlos Alcântara, de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz) con sede en el estado brasileño de Bahía.

El proyecto ZiBRA fue aprobado en el marco de una convocatoria a la presentación de propuestas emitida conjuntamente por las agencias de fomento británicas Medical Research Council, Newton Fund y Wellcome Trust. A estos esfuerzos se sumaron investigadores financiados por el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), la FAPESP, la Fiocruz, el Instituto Evandro Chagas, el Ministerio de Salud y la USP, de Brasil, y la Universidad de Birminghan y la Universidad de Oxford, del Reino Unido.

Se montó laboratorio móvil en un autobús que visitó los Laboratorios Centrales de Salud Pública (Lacen) de los estados brasileños Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco y Alagoas a lo largo del año 2016. Además de Alcântara, Faria y Sabino, también coordinaron esta iniciativa los investigadores Nicholas Loman, de la Escuela de Biociencias de la Universidad de Birmingham, Oliver Pybus, del Departamento de Zoología de la University of Oxford, y Marcio Nunes, del Instituto Evandro Chagas, del estado de Pará (Brasil).

"En cada Lacen analizamos entre 300 y 400 muestras de sangre de pacientes con sospecha de zika, lo cual totalizó 1.330 exámenes. Realizábamos el diagnóstico con PCR en tiempo real [un método capaz de detectar el ARN viral en la muestra] y, cuando daba positivo, se secuenciaba el material genético del virus", comentó Alcântara.

Con el apoyo de otros dos laboratorios fijos en la Fiocruz de Bahía, en la ciudad de Salvador, y en el IMT-USP, en São Paulo, también se secuenciaron aislados de la región sudeste y del estado de Tocantins.

También en el marco del proyecto ZiBRA, se analizaron los genomas de cuatro aislados virales de México y cinco de Colombia, cuya secuenciación estuvo a cargo de colaboradores del grupo y se concretó en Estados Unidos.

"Los análisis mostraron que los virus hallados en las distintas regiones brasileñas y en los países vecinos de Latinoamérica aún no presentan una gran diversidad. Fueron pocas las mutaciones sufridas hasta ahora. Sin embargo, con base en lo que se ha observado en el continente asiático, la tendencia indica que pasado algún tiempo el virus se modificará bastante; por ende, el monitoreo debe mantenerse. De no seguir el ritmo de la evolución viral, los test utilizados en el diagnóstico pueden perder su eficacia", dijo Alcântara.

De acuerdo con el investigador, el virus originario de África habría llegado a Asia un poco antes de 2007, cuando causó la primera gran epidemia en Micronesia. Posteriormente se registraron nuevos brotes en Filipinas (2012) y en la Polinesia Francesa (2013 y 2014). Se estima que luego de ello habría llegado a Brasil, donde se ha registrado la mayor cantidad de casos hasta ahora (de acuerdo con el artículo, pasaban de 200 mil en diciembre de 2016).

"Desde el momento en que salió del continente africano, el virus se ha modificado bastante. Probablemente, dentro de siete o diez años, su diversidad acá en América será mucho mayor. Debemos mantener el monitoreo genómico a los efectos de estar preparados por si surge un nuevo brote", dijo Alcântara.

Aparte de brindar ayuda a los Lacen en el diagnóstico de centenas de casos sospechosos a lo largo de 2016, los investigadores del ZiBRA también capacitaron a los equipos que participaron en el transcurso del viaje en lo concerniente al monitoreo genómico mediante el empleo del secuenciador portátil MinION.

Ahora, con la coordinación de Alcântara, se ha dado inicio a una segunda etapa del proyecto, en la cual, además del virus del Zika, se monitorearán también los virus del dengue, del chikunguña y de la fiebre amarilla.

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