Laboratorio de genómica de la UA: a la caza de las variantes del coronavirus

El recinto es el primero de la Macrozona Norte que adoptó la sofisticada técnica del nanoporo, la que permite secuenciar al SARS-CoV-2 y así identificar sus mutaciones. La directora del laboratorio, la doctora Alexandra Galetovic comenta en qué consiste y cómo es el trabajo clave para pesquisar esta nueva amenaza de la pandemia.

Diario La Estrella de Antofagasta, autor Ricardo Muñoz Espinoza

A mediados de agosto pasado el Instituto de Salud Pública (ISP) certificó al Laboratorio de Genómica de la Universidad de Antofagasta (UA) para así sumarse a la red de recintos que están efectuando la vigilancia genómica, esto con el objetivo de detectar las variantes del coronavirus que están circulando, como es el caso de la preocupante Delta.

Esa es la tarea del equipo que comanda la directora del laboratorio, la bioquímica y doctora Alexandra Galetovic Carabantes, quien asumió el desafío de encabezar la pesquisa de la nueva amenaza de la pandemia. Para ello, los científicos antofagastinos adoptaron el nanoporo, una sofisticada técnica de última tecnología.

Tras la autorización del ISP para la vigilancia genómica en la región ¿Cómo se ha concentrado el trabajo?
Hemos asumido el trabajo de vigilancia genómica del SARS-CoV-2 como un desafío y gran compromiso. Como universidad y como grupo de investigadores nuestro objetivo es contribuir con el trabajo que hemos venido desarrollando en la secuenciación genómica en la región. Somos el primer grupo de investigación en la Macrozona Norte, desde Arica a Copiapó, en implementar esta tecnología para ser utilizada en diagnóstico y vigilancia genómica del SARSCoV-2.

Es un trabajo que hemos venido realizando por más de un año. Ha sido arduo, pero que lo hemos asumido con mucha responsabilidad, compromiso y estamos muy contentos con lo que hemos logrado hasta ahora.
Nuestro trabajo ahora está centrado en procesar muestras que deriven de la Seremi de Salud de Antofagasta. La semana pasada recibimos siete muestras de la Seremi y el Servicio de Salud de Antofagasta, las que ya fueron secuenciadas, depositadas en GISAID (base de datos internacional de genomas de virus) y los datos enviados al Minsal e ISP.

¿Cuántos investigadores conforman el equipo?
Lo conforman el doctor Jorge Araya del Departamento de Tecnología Médica, el doctor Benito Gómez del Departamento Biomédico, Camila Salazar magíster del Depto. Biomédico y alumnos de pregrado y postgrado de nuestra universidad.

¿En qué consiste la técnica del nanoporo?
El virus SARS-CoV-2 es un virus de ARN. Lo que hacemos en primer lugar es extraer de las muestras nasofaríngeas el ARN lo más intacto posible, porque para esta técnica es primordial que el material esté íntegro, en muy buena calidad. Eso es importante también, la preservación de la muestra, no romper la cadena de frío, porque si la muestra está a una temperatura no adecuada puede deteriorar el material.
Luego de extraer el ARN, lo que se hace es un ADN complementario, utilizando una enzima llamada transcriptasa reversa y basándose en el ARN existente se trabaja con ese tipo de ácido nucleico: con ADN complementario.
Ahora, ¿en qué consiste la técnica de secuenciación propiamente tal? Esta es una tecnología que ha sido comercializada por Oxoford Nanopore Technologies. Se denomina también secuenciadores de tercera generación. Por efectos de la pandemia esta tecnología es más conocida y tiene aplicaciones en diferentes ámbitos.
En el norte del país no teníamos a ningún grupo de investigación trabajando con esta tecnología de secuenciación. Es la primera universidad, el primer grupo de investigación en el norte de Chile que logra implementar en corto tiempo la técnica de secuenciación con la tecnología del nanoporo.
La técnica propiamente tal consiste en el paso por poros de la molécula del ácido nucleico que se quiere secuenciar. Todo este proceso del paso del ácido nucleico a tan y ayudan en el mismo.
La molécula de ADN, al pasar por el nanoporo, produce una variación en el flujo de iones, generando un descenso en la corriente eléctrica. La magnitud del descenso en la corriente eléctrica dependerá del tamaño de la molécula y el tiempo de retención en el canal. Las bases nitrogenadas, tienen diferente estructura química y tamaño molecular. Así, cada base nitrogenada, produce un cambio particular, en la corriente eléctrica al pasar por el nanoporo, lo cual permite identificar el orden o secuencia en que ellas se encuentran en la cadena de ADN.
Antes de eso se debe mencionar que el ácido nucleico está compuesto por lo que se denominan nucleótidos, que es la estructura básica de la que componen los ácidos nucleicos. Así como en las proteínas las unidades básicas son los aminoácidos, en los ácidos nucleicos la unidad básica son los nucleótidos. Cada nucleótido está compuesto por una base nitrogenada, un azúcar y fosfato.
Las bases nitrogenadas reciben una denominación en letras mayúsculas (AGCT) y a menudo solamente se indica la letra para referirse al nucleótido correspondiente. Entonces, al informar las letras nos referimos a la secuencia en nucleótidos.
Como el ácido nucleico, el genoma del virus va a estar compuesto por nucleótidos, cada uno de estos va a tener una base nitrogenada diferente y esas se diferencian entre sí por el tamaño y algunas características químicas. Entonces, cuando cada una de estas bases va pasando a través del poro va a generar un cambio de corriente particular y característico de cada base ¿Por qué? Porque de acuerdo al tamaño puede que el tiempo de retención que tengan al pasar por poro va a ser diferente respecto a la otra.
El cambio que genere la corriente va a ser propio de cada una de las bases nitrogenadas y ese cambio se va a traducir en una señal eléctrica y va a poder determinar la posición de cada base a medida que va pasando la cadena a través del poro.
Finalmente se obtiene la secuencia, el genoma del virus que tiene alrededor de 30 mil nucleótidos. Esto nos va a permitir conocer si hay cambios (mutaciones) en la secuencia y al comparar las secuencias con bases de datos podemos identificar la variante del virus.

¿Cuánto tarda el proceso?
El proceso desde la extracción del ácido nucleico hasta que informamos la variante, es de alrededor de cuatro a cinco días. Además del trabajo en biología molecular, hay procesamiento informático para ensamblar el genoma del virus.

¿Cuál es la capacidad que tienen como laboratorio?
Nuestra capacidad es de 24 muestras semanales ampliable a 48 muestras semanales en un corto plazo.

Anteriormente el peso de esta vigilancia lo tenía el ISP, pero después se fue ampliando a la red de laboratorios ¿Eso significa que la vigilancia genómica va a hacer más expedita? ¿Todo lo van a concentrar en la región?
La red de secuenciación genómica en la que participan las universidades y centros del país buscan justamente eso, apoyar al ISP y Minsal porque son los organismos encargados de la vigilancia genómica en el país. De hecho, todos los resultados que tengan las universidades a lo largo del país, se envían directamente al ISP y al ministerio. Esperamos contribuir a aumentar el número de secuencias realizadas semanalmente en la región de Antofagasta.

Ustedes también están elaborando un estudio con la población migrantre en conjunto con la Centro de Control de Enfermedades de Estados Unidos (CDC) ¿cuándo comenzarían con las muestras?
Recibimos la visita de la CDC hace tres semanas, junto a miembros del Minsal y el ISP. El Ministerio de Ciencias y de Salud están impulsando el fortalecimiento de los laboratorios de secuenciación genómica en la Macrozona Norte. Como Universidad de Antofagasta nos hemos comprometido a secuenciar muestras de la Macrozona Norte, porque en Arica tampoco existe la implementación de esta técnica. Nuestro compromiso es también ayudar a implementar la técnica a la Universidad de Tarapacá.
La idea es que los laboratorios en la Macrozona Norte puedan realizar la vigilancia genómica, no solamente por la contingencia del SARS-CoV-2, sino que por lo que se pudiese venir en el futuro y pensar que regiones como Arica o Antofagasta tienen fronteras con diferentes países, somos ciudades muy conectadas, entonces es relevante contar con esta herramienta.
El trabajo de vigilancia nos permite conocer qué variantes están circulando y esto ayuda a la toma oportuna de decisiones en salud, lo que es una de las contribuciones del trabajo.
“Es importante mencionar que hemos recibido la colaboración y apoyo del Proyecto ANID-Covid N°0625, Plan aceleración impulsado por el Ministerio de Ciencias con fondos de BHP, Rectoría de la Universidad de Antofagasta, Consorcio de Genomas CoV-2, que incluye a la U. de Chile en especial al grupo del doctor Miguel Allende, a la PUC y la UMAG, a la doctora Daniela Barría Seremi de Ciencias, para la implementación de la vigilancia genómica de SARS-CoV-2 en nuestra región”, agrega la doctora Galetovic como forma de agradecimiento a los que han hecho posible esta importante tarea.