Se rastrean en tiempo real arbovirus, mosquitos y huéspedes potenciales en la ciudad de São Paulo
4 de abril de 2024
La tecnología utilizada para secuenciar rápidamente las primeras infecciones por SARS-CoV-2 en Brasil fue probada con éxito en el seguimiento de virus transmitidos por vectores, como el dengue, el zika, el chikungunya y la fiebre amarilla
María Fernanda Ziegler | Agência FAPESP – La misma tecnología utilizada para secuenciar el virus SARS-CoV-2 en tiempo récord al inicio de la pandemia de COVID-19 fue probada con éxito en el seguimiento de arbovirus, es decir, enfermedades transmitidas principalmente por mosquitos.
En un artículo publicado en la revista Microbiology Society , investigadores del Instituto Pasteur (ex Superintendencia de Control de Enfermedades Endémicas – Sucen) y colegas de la Universidad de São Paulo (USP) y de la Universidad de Birmingham (Reino Unido) describieron el uso de un Tecnología para secuenciar ARN y ADN de virus de mosquitos hinchados (llenos de sangre) recolectados en la ciudad de São Paulo. De esta manera, según los autores, es posible comprender cómo circulan los arbovirus y obtener evidencias de futuros brotes de dengue, zika, chikungunya y fiebre amarilla, entre otras enfermedades.
“Este estudio fue una prueba de concepto de que es posible utilizar esta tecnología metagenómica [que permite secuenciar el material genético de todos los organismos presentes en una muestra al mismo tiempo, sin aislarlos] para muestras de invertebrados. Se estaba utilizando más en muestras de vertebrados [humanos y otros primates, por ejemplo]. Es un protocolo que puede revelar simultáneamente la diversidad viral, las especies de mosquitos y los hábitos alimentarios de estos insectos. También tiene el potencial de aumentar la comprensión de la diversidad genética de los insectos y de la dinámica de transmisión de los arbovirus”, afirma Karin Kirchgatter , investigadora del Instituto Pasteur que coordinó el estudio junto con Nicholas J. Loman, de Birmingham.
El protocolo fue desarrollado por investigadores del Centro Conjunto Brasil-Reino Unido de Descubrimiento, Diagnóstico, Genómica y Epidemiología de Arbovirus ( CADDE ), con el apoyo de la FAPESP. El rastreo de arbovirus fue posible gracias a la adaptación de una técnica de metagenómica rápida desarrollada durante el doctorado de Ingra Morales Claro , becaria de la FAPESP .
El trabajo contó con la colaboración de la profesora de la USP Ester Sabino , quien también estuvo a cargo de la primera secuenciación del SARS-CoV-2 en el país, en marzo de 2020, y de los primeros casos de la nueva variante gamma, surgida en Manaos (AM). alrededor de un año después ( lea más en: agencia.fapesp.br/35290 ).
“La realización de esta prueba de detección es importante, ya que el uso de esta tecnología también ha demostrado ser rápido y eficaz para la investigación de arbovirus. La prueba que realizamos no es la vigilancia en sí, sino una parte importante. Esto lo combinamos con información diversa, como datos epidemiológicos, que permiten predecir la situación ante posibles nuevos brotes de la enfermedad”, dice Sabino.
Como funciona
La tecnología denominada secuenciación de nanoporos permite el análisis directo y en tiempo real de largos fragmentos de ADN o ARN. Funciona monitoreando los cambios en una corriente eléctrica a medida que los ácidos nucleicos (las moléculas que componen el material genético) pasan a través de un nanoporo de proteína. La señal resultante se decodifica para proporcionar la secuencia de ADN o ARN específica. El resultado se puede comparar inmediatamente con una base de datos de secuenciación genética, identificando información diversa, como, por ejemplo, qué especie corresponde al material estudiado.
“Todavía no es una técnica barata, ya que hasta ahora ninguna tecnología genética puede considerarse barata. Pero, con el tiempo y un mayor uso, la expectativa es que los costos de la tecnología bajen”, dice Jeremy Mirza , investigador de la Universidad de Birmingham, miembro de CADDE y coautor del estudio.
La metagenómica en tiempo real se puede utilizar para detectar virus emergentes o en muestras de pacientes infectados por patógenos desconocidos, sin requerir el uso de reactivos desarrollados específicamente para un determinado microorganismo, como ocurre en las pruebas convencionales.
Utilizando este protocolo desarrollado para arbovirus, fue posible, de inmediato, identificar vectores, patógenos virales y sus huéspedes mediante un dispositivo portátil que, en el futuro, podría usarse para monitorear patógenos en áreas remotas. Por primera vez, se monitorearon estos virus en mosquitos y, paralelamente, se identificó la especie de mosquito y la fuente de alimentación de sangre (organismo del que se alimentaba la hembra).
“Probamos la tecnología con muestras recolectadas en el Zoológico de São Paulo, un hotspot de biodiversidad y, por tanto, un área interesante para este tipo de estudio. La diversidad de vectores y fuentes de alimentación de sangre es enorme. Tiene una gran circulación humana y es zona de migración de muchas aves. Sin mencionar que es un lugar controlado, donde sabes qué animales están presentes. Esto permite seguir el movimiento del mosquito dentro del parque en función de la sangre detectada”, explica Kirchgatter.
En el trabajo, los investigadores utilizaron muestras de mosquitos ingurgitados recolectadas en 2015 en el Zoológico de São Paulo y que ya habían sido analizadas con técnicas tradicionales. “Con esto se pudo comparar los resultados y el tiempo empleado en cada etapa del proceso. Los análisis que realizamos en 2015 se realizaron individualmente en cada mosquito. Después de la identificación mediante taxonomía clásica, se secuenciaron regiones específicas de cada espécimen y luego las secuencias se compararon manualmente. Esto tomó semanas. Con la nueva metodología es posible realizar la identificación molecular en tiempo real. Esto permite detectar y correlacionar las especies de mosquitos, sus preferencias alimentarias e identificar los virus presentes en el insecto”, dice Lilian de Oliveira Guimarães , investigadora del Instituto Pasteur y becaria postdoctoral en la FAPESP.
Según los autores, los buenos resultados de las pruebas de la tecnología de seguimiento de arbovirus en mosquitos abren el camino a nuevos estudios y descubrimientos. En el artículo, destacan que la combinación de información brinda una oportunidad única de vincular nuevos arbovirus con los mosquitos que son vectores de estos patógenos.
“Además, permite identificar animales con potencial de ser infectados por estos virus, midiendo el riesgo de propagación a poblaciones humanas. Al tratarse de una tecnología portátil, puede permitir el descubrimiento de arbovirus desconocidos en entornos remotos. Finalmente, el método puede formar la base de un sistema de detección de alerta temprana, identificando arbovirus antes de que se propaguen a las poblaciones humanas, y puede usarse como herramienta en sistemas centinela para prevenir futuros brotes de arbovirus”, evalúan los investigadores.
El artículo Seguimiento de arbovirus, sus vectores de transmisión y huéspedes potenciales mediante secuenciación de nanoporos de mosquitos se puede leer en: www.microbiologyresearch.org/content/journal/mgen/10.1099/mgen.0.001184