Cambridge, Inglaterra (CNN) — Casi un mes después de un tercer cierre a nivel nacional, la mayor parte de Inglaterra parece estar en hibernación: las tiendas están cerradas, las calles principales están desiertas y los trenes están casi vacíos. Pero en un pequeño pueblo en el campo cerca de Cambridge, en el este de Inglaterra, hay un hervidero de actividad.
Con batas blancas de laboratorio y máscaras quirúrgicas, el personal aquí corre de máquina en máquina: robots y computadoras gigantes que son tan pesadas que están sobre placas de acero sólido para soportar su peso.
El personal del Instituto Sanger es mucho más que trabajadores esenciales; en este momento, están haciendo algunos de los trabajos más importantes de la Tierra: secuenciar genéticamente el coronavirus. Internamente, se llama «Proyecto Heron».
El proyecto de trabajo intensivo, que involucra a cientos de personas, se está llevando a cabo justo al final de la calle del pub de Cambridge al que Francis Crick entró en 1953 para declarar que había «encontrado el secreto de la vida»: la estructura del ADN.
Hoy, ese descubrimiento está permitiendo a los científicos detectar mutaciones peligrosas en el código genético del coronavirus que podrían hacer que la pandemia sea peor de lo que ya es.
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Secuenciación a escala industrial
Todos los días, las camionetas llegan al Instituto Sanger con cajas llenas de muestras de virus de todo el Reino Unido. Las cajas verdes se cargan en un congelador sin cita de tamaño industrial, instalado en el estacionamiento.
En este punto, no hay más hisopos de algodón. Las muestras, tanto positivas como negativas, están en una solución de lo que queda después de la prueba inicial. Los científicos no necesitan mucho.
Dentro del laboratorio, un robot está programado para tomar solo las muestras positivas de un plato pequeño de plástico parecido a una lata de muffins y consolidarlas en una bandeja separada que se sella a mano.
Cientos de muestras terminan consolidadas en un solo vial. En otro laboratorio, se agregan productos químicos y se agitan con una pequeña máquina, luego se presionan entre dos piezas de vidrio. La placa de vidrio se coloca en uno de los secuenciadores gigantes, una máquina ruidosa que parece una fotocopiadora de alta tecnología.
Uno de los congeladores que se organizaron temporalmente en el parqueadero del Instituto Sanger para almacenar las miles de muestras de pruebas de covid-19 que llegan de todo el Reino Unido cada semana.
Quince horas más tarde, la computadora escupe tantos datos genéticos que se han construido granjas de servidores enteras fuera del sitio para albergarlos. De principio a fin, el proceso dura unos cinco días. Se secuencian alrededor de 10.000 muestras cada semana solo en este laboratorio, alrededor de una cuarta parte del número total secuenciado a nivel mundial.
Luego viene la parte difícil: revisar todos esos datos.
Un científico del Instituto Sanger prepara muestras de covid-19 para secuenciarlas. Más de 700 muestras positivas son secuenciadas en una sola máquina, lo que toma unos 5 días.
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«Estamos buscando mutaciones que puedan permitir que el virus sea más transmisible o que cause una enfermedad más grave, y en particular ahora que las vacunas están comenzando a implementarse a nivel mundial, estamos buscando mutaciones potenciales que pensamos que podrían afectar la capacidad de las vacunas para proteger a las personas», dijo Ewan Harrison, un microbiólogo que está ayudando a coordinar la red de científicos que trabajan en la operación del genoma del covid-19 en el Reino Unido.
Harrison explica que si se secuencia una cantidad suficiente de la población, se puede ver cómo el virus se ha movido a través de la comunidad y dónde ha habido grupos de infecciones, incluidos los eventos de súper propagación. «Eso es realmente poderoso… eso es realmente la esencia de la secuenciación viral», dijo.
Harrison ha desempeñado un papel de liderazgo en el Consorcio del Genoma de Covid-19 del Reino Unido (COG-UK), un equipo de cientos de científicos en universidades y laboratorios de todo el país que surgió al comienzo de la pandemia, que trabajan al unísono para crear y hacer sentido de la secuenciación de los datos genéticos.
Encontrar la variante del Reino Unido
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Hace menos de dos meses, esa red de científicos y la creciente montaña de datos genéticos de Gran Bretaña ayudaron a identificar y rastrear la propagación de la variante que ahora se ha vuelto dominante en el Reino Unido. Fue vista por primera vez en Kent, un condado rural que también tiene algunas de las comunidades más desfavorecidas del sureste de Inglaterra.
«No todas las personas en Kent estaban celebrando fiestas en casa y yendo al mismo supermercado», dijo a CNN el portavoz de Salud Pública de Inglaterra, Ruairidh Villar. Sus colegas científicos rápidamente descartaron el mal comportamiento.
Y, sin embargo, los recuentos diarios de casos continuaron aumentando en todo el condado, incluso mientras disminuían en la mayoría de las otras partes del Reino Unido, que estaba bajo confinamiento nacional.
Encontraron al culpable en la base de datos genómica del Reino Unido, que en ese momento cubría aproximadamente una de cada 10 muestras positivas de covid-19 en el país.
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La cepa rebelde del virus, llamada B.1.1.7, había estado circulando en Kent desde al menos septiembre. Se propaga entre un 30% y un 70% más fácilmente que el virus original, según el asesor científico principal de Gran Bretaña Patrick Vallance.
No pasó mucho tiempo para que B.1.1.7 se detectara en la capital y en todo el país. Ahora se ha detectado en al menos 70 países y en la mayoría de los estados de EE.UU. Los CDC dicen que podría convertirse en la cepa dominante de coronavirus en EE.UU. en marzo.
El profesor de la Universidad de Cambridge, Ravi Gupta, dijo que, basándose en la rapidez con que se propagó en el Reino Unido, «es probable que suceda lo mismo en Estados Unidos».
Dentro de su laboratorio, Gupta le mostró a CNN un «árbol genealógico filogenético», el equivalente de ancestry.com para el covid-19. En este árbol, B.1.1.7 parece un primo segundo, sacado dos veces, del coronavirus original identificado por primera vez en Wuhan, China. La diferencia genética son 23 mutaciones, pero la verdadera rareza es que B.1.1.7 tiene muy pocos «parientes» cercanos.
«Encontramos muy pocas, prácticamente ninguna secuencia que esté altamente relacionada con la variante B.1.1.7. En otras palabras, surgió de la nada», dijo Gupta.
El profesor Ravindra Gupta, junto con colegas de la Universidad de Cambridge, fue uno de los primeros en identificar la variante británica del covid.
Es poco probable que los científicos encuentren al «paciente cero» de la nueva variante, pero tienen una teoría.
El año pasado, Gupta estaba estudiando a un paciente de covid-19 con un sistema inmunológico comprometido que no pudo eliminar el virus durante más de tres meses. Dentro de un cuerpo que no podía defenderse, el virus tuvo tiempo de mutar mucho más rápido de lo que pasaría de persona a persona en la población.
Gupta comparó el virus de su paciente, que finalmente murió, con la base de datos de secuenciación y descubrió que ya circulaba un virus que compartía una mutación clave con su paciente: B.1.1.7.
«Fue realmente sorprendente verlo», dijo. El paciente no tenía B.1.1.7, pero el volumen de mutaciones dentro de su cuerpo ilustraba a Gupta que es «muy, muy probable» que si hubiera un «paciente cero» de B.11.7, sería una persona inmunodeprimida. Harrison también cree eso.
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Vacunas para un virus cambiante
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La investigación de laboratorio prepublicada de Gupta indica que la vacuna Pfizer/BioNTech sigue siendo eficaz para vencer a la variante del Reino Unido después de una dosis, aunque un poco menos en sangre extraída de pacientes mayores de 80 años.
Otros estudios sobre diferentes vacunas han mostrado resultados similares. Pero puede que no ocurra lo mismo con todas las variantes que se presenten.
Ya existen preocupaciones sobre la disminución de la efectividad de la vacuna en la variante sudafricana, lo que llevó a los fabricantes de vacunas como Pfizer y Moderna a comenzar a trabajar en vacunas de refuerzo para mantenerse al día con un virus cambiante.
Esta semana, Salud Pública de Inglaterra dijo que se ha encontrado que una pequeña muestra de casos B.1.1.7 del Reino Unido contiene una nueva mutación también presente en la variante sudafricana. Las primeras investigaciones de laboratorio sugieren que el llamado «mutante de escape» puede ayudar al virus a evadir los anticuerpos producidos por las vacunas, lo que potencialmente las hace menos efectivas.
Gupta cree que la preocupación por estas variantes es bien merecida. «Estos virus ya están en camino de volverse más resistentes al sistema inmunológico y a las vacunas», dijo.
La variante del Reino Unido, como otras, tiene cambios en la llamada «proteína de pico», la parte del virus que la ayuda a invadir una célula humana. Los científicos piensan que esta podría ser la razón por la que es más transmisible que las cepas anteriores y también causa preocupaciones para la vacuna, ya que las que están desarrolladas actualmente trabajan utilizando la proteína de pico.
Antes de que las vacunas puedan adaptarse al virus cambiante, es necesario secuenciar las muestras. El Instituto Sanger, junto con 16 laboratorios británicos más pequeños, representa alrededor de la mitad del esfuerzo total de secuenciación del mundo. Muchos países no tienen la capacidad de secuenciar ninguna muestra de covid-19.
«Hablamos de la variante del Reino Unido, la variante sudafricana y la variante de Brasil, pero la ironía es que probablemente estos son los países que tienen una capacidad de secuenciación avanzada y [las variantes] pueden haber surgido en otros lugares, pero simplemente no lo sabremos. Y puede que haya otras», dijo Villar.
Líneas de secuenciación en el Instituto Sanger. Cada máquina cuesta alrededor de un millón de libras (unos US$ 1,37 millones) y debe estar ubicada sobre placas de metal reforzado debido a su peso.
Gupta y Harrison creen que es probable que ya existan variantes peligrosas de la propagación del virus en países donde los científicos no podrán detectar nuevas variantes a medida que surjan.
«Estos individuos inmunodeprimidos están esparcidos por todo el mundo», dijo Gupta. «Por lo tanto, es muy probable que existan variantes no detectadas».
El gobierno británico ha anunciado planes para expandir su trabajo de secuenciación a países que no pueden hacer el suyo. Los detalles exactos aún se están resolviendo.
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«Está tratando de encontrar aquellos países que no tienen la capacidad de secuenciar ellos mismos, [o tienen] una capacidad muy baja, para mejorar nuestra conciencia global de las mutaciones que podrían tener impactos absolutamente devastadores en la salud pública», dijo Villar. «Obviamente, eso trae beneficios increíbles a nivel mundial, pero también protege al Reino Unido de variantes que también pueden poner en peligro a la gente aquí».
Villar dice que está seguro de que el Instituto Sanger participará en el esfuerzo y que el gobierno británico está planeando un «aumento significativo en la capacidad tanto de secuenciación como de análisis» para ayudar en la lucha global contra el covid-19.
El Dr. Ewan Harrison coordina COG-UK, un consorcio de científicos que se unieron en marzo de 2020 para conformar la operación más grande del mundo de secuenciación del genoma de covid-19.
Harrison no está seguro de cuál será exactamente su función o cuándo volverá a su trabajo anterior. Hace un año, estaba estudiando por qué las personas están colonizadas con Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA), una cepa de bacterias peligrosa y resistente a los antibióticos, antes de ser desviado al «Proyecto Heron».
Otros estaban secuenciando genomas humanos, plantas, parásitos o células cancerosas. Todo eso ha quedado en suspenso por algo mucho más urgente.
«Ha sido un año muy, muy largo», dijo. «Pero, sabes, creo que todos estamos muy orgullosos de lo que hemos logrado en términos del programa de genoma».
Martin Bourke, Luis Graham-Yooll, Tim Lewis, John Bonifield, Maggie Fox y Peter Wilkinson de CNN contribuyeron a esta historia.
