La carrera científica por recrear un coronavirus de laboratorio desde su ADN

El mundo está mirando con estupor la expansión del coronavirus o Covid-19 mientras China lucha por contener su nuevo virus, poniendo en cuarentena a ciudades enteras y tomando todas la medidas sanitarias necesarias para que no se propague y que se atiendan los casos positivos detectados. En tanto, los científicos y funcionarios de salud mundial están luchando por tratar de comprender cómo se transmite el virus y cuál es el mejor tratamientos para los afectados.

En ese arduo trabajo, un laboratorio de la Universidad de Carolina del Norte, busca crear una copia del virus desde su ADN. Dirigido por Ralph Baric, un experto en coronavirus, el equipo de científicos espera recrear el virus a partir de las lecturas de su secuencia genética publicadas en Internet por los laboratorios chinos.

Las empresas que fabrican moléculas de ADN personalizadas, como Integrated DNA Technology, Twist Bioscience y Atum, hacen posible la notable capacidad de “arrancar” un virus a partir de brindarle determinadas instrucciones genéticas. Al ordenar los genes correctos y luego unirlos para crear una copia del genoma del coronavirus, es posible inyectar el material genético en las células y poner en marcha el virus.

La capacidad de hacer un virus letal a partir del ADN se demostró por primera vez hace 20 años, lo que despertó en la comunidad científica internacional una notable preocupación por el surgimiento del bioterrorismo en otros niveles, alertando a los laboratorios que controlen cuidadosamente quién y cómo se está ordenando los diferentes genes. Por el lado positivo, las recetas de virus sintéticos brindan a los investigadores formas poderosas de estudiar tratamientos, vacunas y cómo las mutaciones podrían hacerlo más peligroso.

Cuando un virus sintético es mejor que el verdadero

Un ejemplo claro de la especialización en la ingeniería de un virus, es el laboratorio de Baric en Carolina del Norte, que ha incluido la síntesis de nuevos coronavirus nunca antes vistos que podían infectar a ratones. En 2014, los Institutos Nacionales de Salud congelaron la financiación de varios laboratorios, incluido el de Baric, por la preocupación de que dicha investigación fuera demasiado arriesgada. Una vez aclarados todos los protocolos de acción, la financiación se restableció más tarde.

Al conocerse este nuevo virus, esta compañía comenzó a estudiar y observar las secuencias genéticas del virus. Luego compararon varias secuencias disponibles, que difieren ligeramente, y eligieron una versión de “consenso” para comenzar a fabricar. Una vez que Baric obtenga su ADN, algo que podría tomar un mes, la empresa planea inyectar las instrucciones genéticas en las células. Si las cosas salen según lo planeado, las células deberían comenzar a producir partículas virales infecciosas reales.

Al experimentar con sus propios gérmenes, los científicos podrían obtener virus en laboratorio, sin necesidad de obtenerlos directamente de una persona infectada, especialmente en el contexto de una epidemia. Los expertos afirman que hasta ahora las muestras de virus vivos de pacientes no se han puesto a disposición.

El virus real y el sintético deberían ser básicamente idénticos. Pero con el sintético, “tenemos una copia de ADN a la que podemos volver una y otra vez para crear virus genéticamente idénticos”, explicó Timothy Sheahan, investigador de UNC que trabaja con Baric. A partir de estas copias, los científicos pueden eliminar genes, agregar otros y descubrir cosas como qué hace que el germen se propague y cómo obtiene acceso a las células humanas. Sheahan quiere tratar de infectar a los ratones con el virus y administrarles varios medicamentos para ver qué lo detiene.

Las copias artificiales también pueden ayudar a los científicos a mantenerse al día con la agenda impredecible del brote. “Me preocupa que este virus mute en el curso de la epidemia, y esto me permitiría estudiar qué efectos tienen esas mutaciones”, precisó Stanley Perlman, un microbiólogo que trabaja en coronavirus en la Universidad de Iowa. “El virus sintético es solo un sustituto del virus real, pero con el clon de ADN podés manipularlo y encontrar los puntos débiles para desarrollar una terapia efectiva”.

Durante brotes pasados, los científicos habrían tenido que esperar meses o años para observar el germen detrás de un brote. Pero con el coronavirus pasaron solo unas semanas hasta que su secuencia genética se publicó en forma abierta a la comunidad científica. Inmediatamente, algunos expertos comenzaron a analizar los datos genéticos, comparándolos con virus de murciélagos, serpientes y pangolines. Llegaron a la conclusión de que podría haber comenzado a circular en noviembre pasado.

Las compañías de biotecnología, los gobiernos y las universidades también comenzaron a ordenar rápidamente copias físicas de genes particulares encontrados en el virus. Los fabricantes de ADN afirman que han sido inundados con pedidos de partes de virus, incluidos aquellos útiles para verificar las pruebas de diagnóstico y otros necesarios para fabricar posibles vacunas.

"Ha sido un repunte bastante dramático, comenzando con la publicación del genoma", recordó Adam Clore, director técnico de biología sintética en IDT, con sede en Iowa, y uno de los mayores "vendedores" de ADN del mundo. "Es de alta prioridad. Hay varias instituciones que están dedicando casi toda su energía a la detección o las vacunas”.

Aún así, la mayoría de los investigadores necesitan solo uno o dos genes del virus para llevar a cabo el trabajo de pruebas y vacunas. El laboratorio de Baric en Carolina del Norte es el único en los EEUU que intenta recrear el virus por completo a partir de partes de ADN ordenadas.

Cómo mantener los virus mortales fuera de las manos equivocadas

Fue a principios de la década de 2000 que los científicos mostraron por primera vez que las cadenas de ADN sintético podían usarse para “resucitar” virus simplemente a partir de su código genético. Un equipo científico en el estado de Nueva York lo hizo con la Polio, produciendo material infeccioso a partir de ADN.

La tecnología creó inmediatamente preocupaciones sobre el potencial uso de armas biológicas. ¿Qué pasaría si los terroristas usaran la técnica para resucitar la viruela? Eso no ha sucedido, pero significa que flagelos como la poliomielitis, la viruela, y ahora el coronavirus chino, no pueden ser realmente eliminados.

Investigadores de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EEUU Llegaron a ese punto en 2005 cuando resucitaron el virus de la gripe que mató a decenas de millones en 1918-1919.

Para mantener la tecnología fuera del alcance de los terroristas biológicos, las compañías que fabrican ADN se unieron hace unos años para limitar el acceso a los genes peligrosos. Todos los grandes jugadores de EEUU acordaron comparar las órdenes de ADN entrantes con una base de datos de aproximadamente 60 gérmenes y toxinas letales llamados “agentes seleccionados” para que solo los laboratorios autorizados puedan obtener el ADN necesario para resucitarlos.

La investigación sobre el nuevo coronavirus se considera tan arriesgada que los fabricantes de ADN se apresuraron la semana pasada a cumplir y formular una política sobre quién debería poder comprar versiones completas del genoma del nuevo germen. En un comunicado publicado el 11 de febrero, el Consorcio Internacional de Síntesis Genética, un grupo comercial, tomó una posición cautelosa. Dijo que trataría al nuevo virus chino como si fuera SARS, un germen agregado a la lista de agentes seleccionados en 2012 y cuya posesión es monitoreada estrictamente por el gobierno de Estados Unidos.

Eso significa que cualquiera que quiera una copia sintética completa del SARS-CoV-2 necesitaría someterse a una "investigación específica y detallada" y demostrar que ya están registrados por los CDC para trabajar con el SARS, como lo están haciendo los investigadores de Carolina del Norte.

Sin embargo, las empresas que fabrican ADN aún tienen discreción sobre lo que venden y a quién, y no todas piensan que deberían fabricar todo el genoma de este virus. Claes Gustaffson, fundador y director comercial de Atum, un proveedor de ADN en California, dice que recibió pedidos de ocho compañías para partes del genoma del virus y que personalmente aprobó una solicitud de una agencia del gobierno de los EEUU para producir el 90% de sus genes, probablemente para crear una versión atenuada (es decir, inofensiva) de la misma.

“Probablemente quieran descubrir cómo hacer una vacuna lo más rápido posible”, dice Gustaffson. “Pero si alguien quisiera todo, no lo lograría. Algunas cosas, como la poliomielitis, no quieres hacerlas, sin importar quién pregunte”.

No todos piensan que sintetizar el nuevo coronavirus es particularmente peligroso. "Realmente no veo una gran cantidad de riesgo", dice Nicholas G. Evans, quien estudia biotratamientos en la Universidad de Massachusetts, Lowell. “En este momento, muchas personas pasan mucho tiempo en cómo funciona este coronavirus. Creo que los riesgos son mayores que los beneficios”.

El brote, que parece haber comenzado en un mercado de animales vivos en la ciudad de Wuhan, ha causado más de 80000 contagios y 3000 muertes en China, por lo que es aún peor que el SARS, que mató a 774 personas.

Con información del MIT

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