{"id":132571,"date":"2020-04-07T17:33:41","date_gmt":"2020-04-07T16:33:41","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/?p=132571"},"modified":"2020-04-07T17:33:41","modified_gmt":"2020-04-07T16:33:41","slug":"cazando-virus-en-busca-de-tests-universales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/microbiologia\/2020\/04\/07\/132571","title":{"rendered":"Cazando virus: en busca de tests universales"},"content":{"rendered":"

En plena pandemia de SARS-CoV-2 se est\u00e1 hablando y escribiendo mucho acerca de las diferentes pruebas que se utilizan para detectar los virus en los laboratorios de diagn\u00f3stico: los tests r\u00e1pidos, la PCR\u2026 Resumidamente hay dos tipos de pruebas, las basadas en amplificaci\u00f3n de fragmentos del material gen\u00e9tico del virus mediante PCR, o las que utilizan el reconocimiento de las part\u00edculas virales por anticuerpos. Cada una tiene sus aplicaciones, sus ventajas y sus limitaciones (aqu\u00ed<\/a> una explicaci\u00f3n clara y detallada, y aqu\u00ed<\/a> una m\u00e1s orientada a profesionales). Algo que todas tienen en com\u00fan es que van dirigidas a especies concretas, cada prueba es capaz de detectar uno o varios virus, pero s\u00f3lo puede detectar aquello para lo que est\u00e1 dise\u00f1ada. Sin embargo, el test ideal deber\u00eda ser universal<\/strong>, capaz de detectar e identificar cualquier virus<\/strong> presente en una muestra.<\/p>\n

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Dr. Tedros Adhanom Ghebreyesus, Director General de la OMS. 16 de Marzo de 2020. Tenemos un mensaje muy sencillo para todos los pa\u00edses: Test, test, test.<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n


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Desde los inicios de la virolog\u00eda, ha habido muchos intentos de conseguir pruebas gen\u00e9ricas capaces de reconocer cualquier virus que pueda haber en una muestra cl\u00ednica, pero no ha resultado f\u00e1cil. En este momento la tecnolog\u00eda m\u00e1s prometedora es la metagen\u00f3mica<\/strong>, la secuenciaci\u00f3n de todo<\/strong> el material gen\u00e9tico que se encuentre en la muestra. Te\u00f3ricamente puede detectar cualquier<\/strong> microorganismo presente, incluso si se trata de un organismo previamente desconocido. No es una tecnolog\u00eda r\u00e1pida, y a\u00fan es algo compleja, pero ya est\u00e1 a nuestro alcance (por ejemplo: L\u00e1zaro-Perona et al., 2020) y se est\u00e1 avanzando mucho y muy deprisa.<\/p>\n

La alternativa a los m\u00e9todos gen\u00e9ticos son los m\u00e9todos biof\u00edsicos<\/strong>. Una propiedad importante de los virus es que todas las part\u00edculas de un determinado virus (viriones) son iguales<\/strong>. A diferencia de bacterias, hongos o par\u00e1sitos, los viriones no crecen. Se producen y se ensamblan dentro de las c\u00e9lulas del hospedador, y salen ya formados. En los virus sin envuelta todos los viriones son iguales, est\u00e1n formados por el mismo n\u00famero de componentes ensamblados en la misma disposici\u00f3n, y por tanto son id\u00e9nticos entre s\u00ed, y diferentes a los de otros virus. En los virus con envuelta lip\u00eddica (que arrastran un fragmento de membrana celular al salir de la c\u00e9lula) puede haber una cierta heterogeneidad, pero aun as\u00ed todos los viriones son muy, muy parecidos (\u2026de acuerdo\u2026en Biolog\u00eda las cosas nunca son tan sencillas y puede haber subpoblaciones diferentes, pero podemos considerar lo dicho una buena aproximaci\u00f3n). Esto quiere decir que si pudi\u00e9ramos medir las propiedades f\u00edsicas de las part\u00edculas virales presentes en una muestra podr\u00edamos identificarlas porque cada especie viral tiene unas propiedades caracter\u00edsticas. Propiedades f\u00edsicas de los viriones pueden ser la forma, la masa, el tama\u00f1o o la rigidez (stiffness<\/em>, grado de deformabilidad de las part\u00edculas). La forma y el tama\u00f1o de los viriones pueden estudiarse por microscop\u00eda electr\u00f3nica, y la rigidez puede medirse mediante microscop\u00eda de fuerza at\u00f3mica, pero no son tecnolog\u00edas r\u00e1pidas, ni permiten identificar especies de manera inequ\u00edvoca. Por el contrario, las masas moleculares se miden mediante espectrometr\u00eda de masas<\/strong>, que es un conjunto de t\u00e9cnicas de gran precisi\u00f3n que se utilizan de manera rutinaria para identificar mol\u00e9culas. Aunque las masas de los virus se encuentran en un rango de 10 a 1000 MDa (megadaltons), que est\u00e1 muy por encima del rango de trabajo de la mayor\u00eda de los sistemas, t\u00e9cnicamente es posible alcanzar el rango de masas virales y, de hecho, se ha conseguido medir por espectrometr\u00eda de masas un bacteri\u00f3fago de 50 MDa (Keifer et al., 2016). Como comparaci\u00f3n, los coronavirus tienen masas en torno a los 400 MDa. Sin duda, es una de las grandes apuestas del futuro.<\/p>\n

Una tecnolog\u00eda alternativa que se est\u00e1 desarrollando en la actualidad son los sensores mecano-\u00f3pticos<\/strong>, sensores cuyas propiedades \u00f3pticas dependen de sus caracter\u00edsticas f\u00edsicas. Desde hace tres a\u00f1os, en el Hospital La Paz tenemos la suerte de colaborar, junto con nuestros compa\u00f1eros del Hospital Doce de Octubre, en Viruscan<\/a>, un proyecto europeo coordinado por Montserrat Calleja y Javier Tamayo, del Instituto de Micro y Nanotecnolog\u00eda<\/a> del CSIC. En el proyecto participan grupos de Francia, Holanda, Alemania y Grecia, expertos en diferentes aspectos del sistema. El objetivo de Viruscan es construir un detector universal de virus que utilizar\u00e1 sensores mecano-\u00f3pticos. El principio es que cuando un viri\u00f3n cae sobre el sensor cambia sus propiedades mec\u00e1nicas y eso se traslada a sus propiedades \u00f3pticas, la manera en la que el sensor transmite un rayo de luz. Este cambio depende muy fuertemente de la masa y la rigidez de la part\u00edcula que ha ca\u00eddo sobre el sensor, lo que te\u00f3ricamente permite medirlas con gran precisi\u00f3n y compararlas con una base de datos de propiedades de los diferentes virus. Un sistema similar se utiliz\u00f3 con \u00e9xito para pesar c\u00e9lulas de Escherichia coli<\/em> (Malvar et al., 2016), aunque el reto de Viruscan es mayor, porque las masas de las part\u00edculas son mucho menores. El primer prototipo deber\u00eda estar listo a finales del pr\u00f3ximo a\u00f1o, y aunque sabemos que a\u00fan ser\u00e1 una tecnolog\u00eda embrionaria, estamos deseando tenerlo en el hospital y probarlo con muestras reales.<\/p>\n

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Imagen en falso color obtenida mediante microscop\u00eda de barrido de un sensor optomec\u00e1nico como el que se utiliza en Viruscan. El disco tiene unas frecuencias de vibraci\u00f3n caracter\u00edsticas, cuando una part\u00edcula (en este caso una bacteria, Staphylococcus epidermidis<\/em>, en azul) cae sobre el disco esas frecuencias se modifican en funci\u00f3n de la masa y la rigidez de la part\u00edcula y esos cambios pueden medirse \u00f3pticamente y utilizarse para calcular las propiedades de la part\u00edcula. La c\u00e9lula de la imagen tiene un di\u00e1metro de 650 nm, los virus humanos tienen tama\u00f1os entre 20 y 400 nm. Imagen: Javier Tamayo.<\/figcaption><\/figure>\n

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La pandemia de SARS-CoV-2 impulsar\u00e1 el desarrollo de \u00e9stas y de otras propuestas, que probablemente ser\u00e1n tan fascinantes como Viruscan y tal vez muy diferentes. La tecnolog\u00eda actual es muy poderosa y la necesidad agudiza el ingenio, pronto tendremos nuevas herramientas.<\/p>\n

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REFERENCIAS<\/strong><\/span><\/p>\n

Keifer et al. Measurement of the accurate mass of a 50 MDa infectious virus. Rapid Commun Mass Spectrom. 2016, 15;30(17):1957-62. doi: 10.1002\/rcm.7673<\/a>.<\/p>\n

L\u00e1zaro-Perona et al. Metagenomic Detection of Two Vientoviruses in a Human Sputum Sample. Viruses. 2020, 18;12(3). pii: E327. doi: 10.3390\/v12030327<\/a>.<\/p>\n

Malvar et al. Mass and stiffness spectrometry of nanoparticles and whole intact bacteria by multimode nanomechanical resonators. Nat Commun. 2016; 7: 13452.\u00a0 doi: 10.1038\/ncomms13452<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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