El 10 de enero de 2020, el Profesor Edward Holmes de la Universidad de Sídney, Australia, miembro del consorcio para el estudio del nuevo coronavirus, liderado por el Dr. Yong-Zhen Zhang del Centro de Salud Pública de Shanghái, publicó en su cuenta de twitter la noticia del primer draft/bosquejo del genoma del nuevo coronavirus, que fue compartido en el sitio público denominado Virological (publicación en Nature).
Posteriormente, el 17 de enero 2020, el Hospital Universitario Charité de Berlín, Alemania hizo referencia al draft del genoma y publicó el primer protocolo para la detección del nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) mediante la técnica de qPCR.
En esta entrada de Blog hacemos una revisión del impacto que han tenido los programas de vigilancia epidemiológica genómica en la etapa actual de la pandemia por COVID-19.
El pasado 8 de enero de 2021, la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó la Guía para la implementación de la secuenciación genómica de SARS-CoV-2, argumentando que, conforme más naciones adoptan la secuenciación del genoma del virus, “a gran escala está contribuyendo a comprender la dinámica de la epidemia y a evaluar la eficacia de las medidas de control”.
Figura 1. Guía para la implementación de la secuenciación genómica de SARS-CoV-2
De acuerdo con la OMS, vigilancia epidemiológica (surveillance, en inglés) se define como el proceso continuo y sistemático de “recopilación, análisis e interpretación de datos relacionados con la salud y que son esenciales para la planificación, implementación y evaluación en la práctica de la salud pública”. El objetivo principal es la prevención de una enfermedad y la adopción de medidas de control.
Actualmente, con la implementación de las tecnologías de secuenciación de siguiente generación (NGS) en la vigilancia de enfermedades infecciosas, la epidemiología genómica permite construir modelos epidemiológicos con base en la evolución del genoma del patógeno relacionado.
Así, en junio 2020, el protocolo COVID-Seq de illumina para la vigilancia por epidemiología genómica recibió la primera autorización para uso de emergencia por parte de la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA, por sus siglas en inglés. El flujo de trabajo permite analizar hasta 3,072 muestras por ciclo en un secuenciador NovaSeq e incluye desde la extracción de ARN viral, la preparación del cDNA, la reacción PCR y la preparación de genotecas, hasta la secuenciación y la generación de reportes.
Programas nacionales de vigilancia epidemiológica con base genómica
El acceso al genoma del nuevo coronavirus y a un protocolo de detección validado para apoyar el diagnóstico de COVID-19 permitió iniciar los esfuerzos de reacción primaria, buscando atender la detección específica y sensible mediante qPCR. Sin embargo, las acciones de respuesta secundaria para el seguimiento de la evolución del virus fueron tomadas sólo por los países que destinaron recursos federales para este fin.
Aunque en México un grupo de Instituciones públicas reportó en junio 2020 la secuenciación del primer caso de SARS-CoV-2 en el país, la creación de un programa nacional de vigilancia por secuenciación genómica no formó parte de las respuestas de seguimiento.
El ejemplo de mayor impacto corresponde al programa de Reino Unido mediante el Coronavirus Genomics Consortium que se formó en marzo 2020 con la intención de proporcionar servicios de secuenciación genómica a los centros pertenecientes al Servicio Nacional de Salud (NHS). Con esto, Reino Unido se posicionó como el primer país en conformar un protocolo de vigilancia por epidemiología genómica para dar seguimiento a la evolución del virus en su país.
Hasta la fecha, en la plataforma de la iniciativa científica global GISAID, el Reino Unido contribuye con el 45% de lo genomas secuenciados en muestras clínicas, mientras que Dinamarca es el segundo país a nivel global, con el 7% de la contribución. Por otro lado,Australia reporta el 60% de los casos confirmados de COVID-19 seguido por Nueva Zelandia y Taiwán.
Actualmente, los países que cuentan con un programa nacional de vigilancia por epidemiología genómica para SARS-CoV-2 son:
- Estados Unidos de América: SPHERES Consortium (SARS-CoV-2 Sequencing for Public Health Emergency Response, Epidemiology and Surveillance)
- Canadá: CanCOGeN (Canadian COVID-19 Genomics Network)
- Sudáfrica: NGS-SA (Network for Genomic Surveillance in South Africa)
Cabe destacar que, a través de la Organización Panamericana de la Salud (PAHO, por sus siglas en inglés), América Latina cuenta con la red COVID-19 Genomic Surveillance Regional Network, para fortalecer las capacidades en secuenciación de los laboratorios participantes. México forma parte de esta red a través del Instituto de Diagnóstico y Referencia Epidemiológicos (InDRE). Cabe señalar que Brasil y Chile son los países que mayor cantidad de secuencias han reportado.
El impacto de un Programa Nacional de vigilancia por epidemiología genómica ante SARS-CoV-2
El 15 de enero de 2021, la revista Nature publicó en su sección de noticias el artículo titulado: Alarming COVID variants show vital role of genomic surveillance, haciendo énfasis en el papel que está jugando la secuenciación genómica en la identificación de variantes genéticas de SARS-CoV-2:
“La clave para una buena vigilancia es la secuenciación y el intercambio de suficientes genomas para rastrear mutaciones y variantes de interés a medida que surgen”.
También, se hace mención de las brechas existentes en las regiones que no han implementado un programa nacional de vigilancia, mencionando a Estados Unidos de América como ejemplo, que aún con las capacidades tecnológicas, no ha articulado un protocolo nacional.
De igual forma, se explica que la capacidad de secuenciación y el número de muestras secuenciadas no son un impedimento, pues a través de un pequeño programa implementado en Sudáfrica que contempla entre 50 y 100 muestras semanales, en noviembre 2020 se logró detectar la variante que se ha extendido en el país (501Y.V2).
A este reporte le seguiría el de Reino Unido, mediante la caracterización de la variante B.1.1.7, que se ha presentado en los casos más recientes.
Con esto, se puede concluir que:
La implementación de un programa nacional en regiones con acceso a tecnologías de secuenciación genómica es imperante para dar seguimiento a la evolución del genoma viral en tiempo real y, el intercambio de datos sobre una gran cantidad de casos secuenciados será clave para guiar las acciones de monitoreo, prevención y predicción a escala global.
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