CRISPR-Cas: la nueva herramienta para diagnosticar enfermedades infecciosas

Las bacterias, presentan un sistema de defensa denominado CRISPR-Cas o también conocido como “tijeras genéticas” para protegerse de los virus, por lo que es un sistema inmune para las bacterias. Puesto que las bacterias no generan anticuerpos (al ser unicelulares), crean un sistema que reconoce al antígeno (molécula extraña) copia una parte de su material genético y lo guarda en su propio ADN. Si la bacteria se encuentra de nuevo con el virus, gracias al ADN almacenado anteriormente, lo identifica y lo inhabilita al cortar su material genético. 

Este método, funciona de la siguiente manera: una vez almacenado el fragmento de ADN, la bacteria lo incorpora a su ADN en una región especial, donde se encuentra la información de distintos virus. De modo que la información de cada virus es separada por unas secuencias cortas palindrómicas. Si la bacteria sufre otra infección viral, esta sintetizará una molécula de ARN a partir de la secuencia palindrómica

El sistema CRISPR presenta una enzima asociada, Cas. Cuya enzima forma un complejo con el ARN sintetizado por la bacteria y el fragmento de genoma del virus (guía). La enzima Cas activa su función de nucleasa, debido a que encajan perfectamente el ARN guía con el ADN del virus, y destruye el ADN viral impidiendo su infección 

Este sistema ha servido para muchos diagnósticos y uno de ellos es el diagnóstico de SARS-CoV-2 , virus causante de la COVID-19. Compuesto por ARN, proteínas y una cápsula de las que surgen otras proteínas denominadas espiga (spike). Estas espigas infectan las células humanas. Durante la pandemia se ha usado como método de diagnostico el RT-PCR, pero debido a los costos y el tiempo que suponía cada prueba, se utilizó el método CRISPR-Cas para identificar el virus SARS-CoV-2.

Es por eso que se investigó y se logró extraer el ARN del virus mediante una pequeña muestra nasal que es calentada por 25 minutos. Posteriormente, el ARN liberado se convierte en una hebra de ADN para una mayor estabilidad y luego se multiplica una secuencia especifica del virus mediante un sistema llamado LAMP. Finalmente el ADN amplificado se utiliza para detectar la presencia del virus mediante el sistema CRISPR/Cas12, la enzima Cas12 unida al ARN guía actúa sobre el gen N del virus. Cuando el complejo Cas12-ARN guía reconoce la secuencia objetivo se activa el dominio de nucleasa colateral, que corta moléculas de ADN. Un fragmento de ADN actúa como reportero que contiene una molécula fluorescente en un extremo (fluorocromo) y en el otro extremo, una molécula que lo inhabilita al absorber la luz del fluorocromo. Cuando el fragmento se corta por el dominio, el fluorocromo queda libre y emite luz visible, permitiendo detectar el virus.

 

Este artículo junto a las imágenes han sido extraídos de https://www.revista.unam.mx/wp-content/uploads/v22_n5_a8.pdf y pertenece al temario de biología de segundo bachiller 

Inmunidad "espectacular" tras pasar la COVID y recibir la primera dosis de la vacuna

Tras un estudio realizado por expertos de universidades del Reino Unido, se revelan los anticuerpos y células T que presentan los pacientes que recibieron una dosis de la vacuna tras superar el COVID-19.

Después de recibir la vacuna Pfizer, un estudio realizó un experimento sobre personas que superaron el COVID-19 y después de recibir la vacuna. Al vacunarse su nivel de anticuerpos es mucho más alto que en personas que no recibieron esta vacuna. Este estudio fue publicado en la revista The Lancet.

En esta investigación, se estudió la respuesta de anticuerpos y celular, la respuesta inmune generada tras la infección natural y tras la vacuna, la respuesta inmune tras una dosis y tras la pauta completa y el papel de las células T. Para eso, participaron 237 trabajadores sanitarios y el objetivo del estudio era conocer qué pasaba con aquellas personas que habían superado el COVID-19 cuando recibían la vacuna.

Este estudio se denomina PITCH (Inmunidad Protectora de Células T en Trabajadores Sanitarios) y es parte de un estudio (SIREN) sobre la inmunidad y reinfección que lleva a cabo el Sistema Nacional de Salud del país británico. Contaba con el doble objetivo de "proporcionar datos del mundo real sobre la inmunidad tras una y dos dosis de la vacuna y estudiar a los vacunados con infección previa". La mayoría recibió una única dosis, y un grupo más reducido, la pauta completa con dos dosis.

Según los datos que se revelan en el estudio, las personas que tuvieron SARS-CoV-2 incrementaron su respuesta inmune tras recibir la primera dosis de la vacuna. En el caso de las personas que no habían tenido un contacto directo con la COVID se observó que una dosis de la vacuna da lugar a niveles de anticuerpos y células T similares a las que se encuentran en personas que pasaron la enfermedad.

Según relatan los expertos en este estudio, la inyección de una sola dosis "provocó un aumento significativo en la respuesta celular en individuos sin contacto previo con el virus". Un incremento en la respuesta del sistema inmunológico que fue mucho mayor en aquellos que sí habían superado la enfermedad. "Fueron seis veces más altos que en los que no habían tenido COVID antes". En el caso de los anticuerpos aquellos que no habían pasado la COVID no alcanzaron los niveles de anticuerpos de los que sí la superaron.

Esta noticia fue publicada el día 28/04/2021 en as.com

El SARS-CoV-2 muta diez veces menos que cualquier otro virus de ARN

 Se ha publicado el primer gran estudio de conservación y mutaciones del nuevo COVID-19 por el grupo de África Holguín.

Desde el Instituto Ramon y Cajal, se han centrado las investigaciones en estudiar la variabilidad genética del VIH y del VIH infantil pero, con la aparición del nuevo coronavirus, este centro ha empezado a estudiar este virus. 

                                     

Junto con la microbióloga Paloma Troyano y el bioinformática Roberto Reinosa, realizaron un estudio, publicado en la revista Viruses, mas completo sobre el grado de conservación de aminoácidos y de la evolución de las cuatro proteínas estructurales del coronavirus. Pudieron realizar esta investigación gracias a los fondos de Irycis y las donaciones de particulares y empresas.

Para llevar a cabo esta investigación, descargaron todas las secuencias completas y parciales de SARS-CoV-2 de 117 países en la plataforma GISAID y las procesaron utilizando una herramienta bioinformática desarrollada en el propio grupo investigador. Después, caracterizaron todos los cambios de los aminoácidos que se habían producido en las cuatro proteínas estructurales del SARS-CoV-2 como resultado de las mutaciones que la continua replicación del virus causaba en su ARN. Finalmente, realizaron el análisis por países, continentes y a nivel global.

              

Se pudo observar, en las 105.276 secuencias de virus disponibles, a pesar de la conservación alta de las proteínas estructurales del SARS-CoV-2, todas presentaron cambios de aminoácidos con diferentes tendencias temporales. Pero estas mutaciones no son nada extraordinarias, ya que según afirma la bióloga "El SARS-CoV-2 muta diez veces menos que cualquier otro virus de ARN. Lo prueba la elevada conservación de sus proteínas estructurales: mas del 99%. En parte se debe a su capacidad autocorrectors que, aunque no es completa, permite que tenga menos cambios que otros virus del ARN, como en el caso del VIH".

Los virus ARN siempre están evolucionando y sometidos a presiones selectivas positivas y negativas. Por eso, no se debe descartar que las mutaciones que aparecen durante la replicación de SARS-CoV-2 pudieran ser seleccionadas tras generarse y dar al virus la capacidad de escape a las vacunas. "No sabemos aun la verdadera eficacia de las vacunas que se están administrando, ni cuánto dura su inmunidad...El tiempo nos irá enseñando las mejores estrategias...", en su opinion, las vacunas en fases avanzadas de desarrollo y las aprobadas, sí son una garantía de que podemos contener la pandemia, aunque no se debe abandonar el uso de mascarillas.

Esta noticia fue publicada en el DiarioMedico el miércoles 03/03/2021, haga click aquí para ver la noticia completa.

¿A qué se debe la tardanza en desarrollar síntomas por Covid-19?

     Hace ya más de medio año desde que el Covid-19 apareció en nuestras vidas. Son muchos los cambios por los que hemos ido pasando, así como la necesidad de ir adaptándonos día a día. Grandes investigaciones se han llevado a cabo desde el inicio para tratar de frenar esta pandemia, así como de tratar entender cómo actua el virus, pero aun son muchas las incógnitas que la ciencia aun no ha podido responder; una de ellas, ¿Por qué se tarda en desarrollar los síntomas del Covid o incluso, en muchos casos, ni siquiera se manifestan? 

Frente a esta incertidumbre, el equipo de investigación de la Universidad de Aarhus y el Hospital Univesitario de Aarhus, (situados en Dinamarca) podrían haber dado con un dato clave. Este se haya en el virus SARS-CoV-2, el cual puede ocultar su genoma y pasar desapercibido.

Este hecho, provoca que los macrófagos alveolares, situados en el interior de los pulmones y encargados de producir interferones  (grupo de citosinas claves para el sistema inmunológico) al infectarse con virus desconocidos, no los puedan producir. Así mismo, queda demostrada la capacidad del virus de inhibir la producción de interferón en las células epiteliales infectadas.

Los macrófagos alveolares determinan la rapidez con la que el sistema inmune es capaz de responder ante una infección por SARS-CoV-2. Por eso mismo, el equipo decidió analizar la reacción de dichas células frente al virus. Aislaron los macrófagos alveolares del lavado pulmonar y observaron cómo actuaba el sistema inmunológico en las células al encontrarse con el virus. De esta práctica se extrajo que no hay producción de interferón apreciable, por lo que se concluyó que el virus es capaz de ocultar su genoma y pasar desapercibido en los macrófagos alveolares. Este hecho, podría explicar por qué los síntomas tardan en aparecer y que el sistema inmunológico no se active hasta etapas más avanzadas, lo que permite al virus propagarse de forma desapercibida hasta la aparición de dichos síntomas. En nombrosos casos, ni siquiera llegan a aparecer.

    Finalmente, remarcar la necesidad y la gran labor de la ciencia y sus investigaciones, las cuales van resolviendo algunas, de las muchas incógnitas que aun están presentes, como por ejemplo cómo puede el virus pasar por desapercibido ante el sistema inmunológico.

 

El estudio mencionado, queda publicado en EMBO Repots.

Este post está escrito a partir de la notícia publicada en ABC, el pasado 29 de octubre. Para leer la notícia completa, clicar aquí. Las fotos las he sacado de aquí y de aquí.

DESCUBREN ANTICUERPOS HUMANOS QUE BLOQUEAN EL CORONAVIRUS EN LAS CÉLULAS

Investigadores de la Universidad de Utrecht, el Centro Médico de Erasmus y HarBor BioMed, han identificado un anticuerpo monoclonal completamente humano que evita que el COVID-19 infecte las células del laboratorio. Esto es un primer paso para el desarrollo de un anticuerpo completamente humano para tratar o prevenir el COVID-19 causada por el SARS-CoV-2.

Berend-Jan Bosch quien realizo este estudios nos explica; que esta investigación proviene de cuando realizaron en 2002/2003 un trabajo sobre los anticuerpos contra el SARS-CoV, utilizando esta colección de anticuerpos contra el SARS-CoV, identificaron un anticuerpo que también neutraliza la infección del SARS-CoV-2 en las células cultivadas. Este anticuerpo neutralizante, tiene el potencial de alterar el curso de la infección en el huésped infectado, ayudando a eliminar el virus o protegiendo a un individuo que no esta infectado pero que si que esta expuesto al virus.
             
                                                               FRANK GROSVELD (principal coautor del estudio)
BEREND-JAN BOSCH (coautor del estudio)

Bosch afirma que el anticuerpo se une a un dominio que se conserva tanto en el SARS-CoV como en el SARS-CoV-2 lo que explica su capacidad para neutralizar ambos virus.
Este descubrimiento proporciona una base sólida para la investigación futura para empezar el posible tratamiento con COVID-19, afirma Frank Grosveld principal coautor del estudio, este anticuerpo permite que se pueda avanzar más rápido y reduce los efectos secundarios relacionados con el sistema inmune.

Los anticuerpos terapéuticos convencionales se desarrollan primero en otras especies y después las prueban en humanos. El anticuerpo se genero utilizando la tecnología de ratón transgénico H2l2 de Harbor BioMed.

En mi opinión estoy muy orgullosa de que todos los científicos están haciendo un gran esfuerzo por encontrar la cura de este virus y salvar el mundo, este anticuerpo quizá sea ese pequeño impulso para encontrar la vacuna o medicamento.
 La noticia ha sido extraida de aqui la imagen de el anticuerpo de aqui  y las imagenes de Berend-Jan Bosch y Frank Grosveld

Los primates, ¿nuestra salvación?

El macaco, así como otros primates, es un modelo de investigación experimental del coronavirus. 
Es válido tanto para la investigación de la covid-19, y sus derivadas infecciones desarrolladas por la SARS-CoV-2 ; como para la investigación de otros dos coronavirus humanos emergentes,            ( el SARS-CoV y el MERS-CoV), con los que ha sido comparado.
Es importante saber diferenciar estos tres tipos de virus distintos:

El SARS-CoV-2 produce en los animales una enfermedad leve similar a la covid-19. Este hallazgo es importante para el desarrollo de nuevos tratamientos y vacunas contra el coronavirus.

ESTUDIO REALIZADO
Para profundizar en las vías clave en la patogénesis del SARS-CoV-2, la investigación encabezada por Barry Rockx, ha analizado a macacos jóvenes y viejos infectados con una cepa del virus covídico de un viajero alemán procedente de China.

Los resultados, se han comparado con las infecciones producidas en los animales por MERS-CoV, y por SARS-CoV.  

El SARS-CoV-2 produce una infección leve con pocos o ningún síntoma en estos primates, algo similar a lo que ocurre con las personas asintomáticas. 

Estos macacos infectados, excretaban virus de la nariz y la garganta en ausencia de signos clínicos, y se detectó en neumocitos tipo I y II focos de daño alveolar difuso y en      células epiteliales ciliadas de la mucosa nasal, bronquial y 

bronquiolar.

En los animales más viejos, se detectaron niveles más altos de ARN viral, y durante más tiempo, pero ninguno mostró los síntomas graves que se observan en las personas de más de edad con la covid-19.

Además, los animales eliminaron el virus del tracto respiratorio al principio de la infección.

Esto podría explicar la propagación explosiva de la covid-19 en todo el mundo y por qué la detección de casos y el aislamiento podrían no ser tan efectivos como lo fueron para controlar el SARS-CoV.

Este estudio proporciona un nuevo modelo de infección que será crítico en la evaluación y aprobación de estrategias preventivas y terapéuticas contra la infección por SARS-CoV-2 para los humanos.
Al analizarse frente al SARS-CoV y al MERS-CoV en macacos, se observa que destaca por su actividad asintomática frente a los otros.

Esta noticia está relacionada con los avances y progresos respecto al covid-19. En este caso, mediante experimentos realizados previamente en animales que pueden dar pistas y soluciones en cuanto a las medidas que se deben aplicar en los humanos. Además, proporciona nuevos conocimientos sobre los diferentes comportamientos de las infecciones. Ha sido publicada el 22 de Abril de 2020.

Para leer la noticia actual clica aquí, el vídeo ha sido extraído de aquí, y las imágenes de aquí, aquí y aquí.