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Servicio de Secuenciación y Bioinformática de FISABIO-Salud Pública

Secuenciando SARS-CoV2

Por: El equipo del Servicio de Secuenciación y Bioinformática de FISABIO

Loreto Ferrús @loretoferrus, Inma Galán Vendrell @Immagalan5, Griselda De Marco @GriseldaDeMarc0,

Paula Ruiz-Hueso @honey_eyes1405, Sandra Carbó Ramirez, Llucia Martinez-Priego @lluciinthesky

Mariana Reyes @ranitared, Vicente Soriano @Visochi85, Giuseppe D’Auria @gidauria

Queremos aprovechar este espacio para explicar cómo fue el proceso de obtención de las primeras secuencias de SARS-CoV2 en España en el que participamos.

Todo empezó con el mes de marzo, los positivos de SARS-CoV2 empiezan a aumentar y poco a poco la ciudadanía se siente como en una película de ciencia ficción y ve como pasamos del vivir en libertad al #YoMeQuedoEnCasa. En València las fallas sin montar ni quemar en las calles se convierten en el símbolo de los extraños tiempos que vivimos.

Mientras, los laboratorios con capacidad de secuenciar el virus como el nuestro, nos preguntábamos de qué manera podíamos ayudar a entender mejor sus características y su transmisión. Sabíamos que la secuenciación del genoma del SARS-CoV2 ayudaría a visualizar cómo habían sido esos primeros momentos de la infección en la Comunitat Valenciana y además podríamos hacer un seguimiento de la infección a nivel geográfico y temporal. Por otra parte no podíamos dejar que todo el equipamiento disponible, en su mayoría adquirido con fondos públicos, no sirviera para ayudar a entender mejor el proceso infeccioso del SARS-CoV2. Por todo ello y junto con el excelente equipo de @EpimolG liderado por el Dr. Fernando González Candelas, catedrático de Genética de la Universitat de València, empezamos una carrera de obstáculos: conseguir que los trabajadores y trabajadoras de los servicios de microbiología de unos hospitales masificados sacaran tiempo que no tenían para enviarnos muestras de interés epidemiológico, discutir la metodología más adecuada para amplificar el virus y secuenciarlo y ponerlo todo a punto en tiempo récord.

Tras discutirlo y dado la urgencia optamos por la opción de secuenciación más rápida: los secuenciadores portátiles de tercera generación MinION y por el protocolo de amplificación de artic-network. Desarrollarlo todo fue un trabajo coral realizado en tiempo récord del que estamos muy orgullosos y orgullosas y que englobó desde la recepción del RNA extraído e inactivado de los hospitales, la retrotranscripción, amplificación por PCR del virus, la generación de librerías de secuenciación, la secuenciación y el posterior control de calidad y análisis bioinformático y filogenético de las secuencias obtenidas. Todo para obtener un insignificante fichero de texto de solo 30 KiloBytes que contenía toda la información del genoma viral, solo 29.903 nucleótidos de RNA que estaba poniendo al mundo en un brete.

Una vez obtuvimos las secuencias se alinearon entre ellas y con el genoma de referencia depositado en GenBank como “Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 isolate Wuhan-Hu-1”. Al alinearlas se observan esos pequeños cambios en el genoma o mutaciones que nos permiten dibujar el mapa temporal y espacial del movimiento del virus.

La comunidad científica dispone de herramientas de uso abierto como GISAID. ENA, NCBI, etc. Estas plataformas funcionan como repositorios de datos y secuencias en los que vuelcan sus datos laboratorios de todo el mundo. GISAID en concreto recoge las secuencias obtenidas de SARS-CoV-2 y desde allí, otras iniciativas como Nextstrain, posicionan todos estos datos en un mapa y al mismo tiempo establecen las relaciones filogenéticas entre ellas. Probablemente ya habéis visto imágenes como ésta en todos los medios de comunicación. Esta información es muy valiosa a la hora de evaluar el movimiento de los patógenos y sus cambios en el tiempo. Al depositar nuestras secuencias en GISAID nos encontramos con que eran las primeras del país.

Han pasado los días y hemos mejorado los protocolos y optimizado los análisis. Ahora vemos más que nunca que la estrategia de secuenciar el genoma de este virus es crucial para entender cómo se propaga. Actualmente un macro consorcio liderado por el Dr. Iñaki Comas del Instituto de Biomedicina de Valencia y financiado por el CSIC y Mapfre en el que participamos junto con el investigador Fernando González Candelas, del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio) pretende obtener secuencias de positivos de toda España, el proyecto se llama “Addressing unknowns of COVID-19 transmission and infection combining pathogen genomics and epidemiology to inform public health interventions” (seqcovid). Las dimensiones del proyecto impresionan y nos reconcilian con la idea de ciencia cooperativa: 40 hospitales de toda España juntos por primera vez trabajando por un bien común. También asusta, vislumbramos un flujo de 1000 muestras por semana. El trabajo se multiplica, las videoconferencias se encadenan y se nos pasan las horas programando el flujo de trabajo y de datos que se irá procesando.

Por suerte contamos con personal de laboratorio de excelencia que, respectando las medidas de seguridad impuesta por las autoridades (y por la necesidad del momento), y sobre todo las distancias sociales necesarias también en las bancadas de laboratorio, consiguen adaptarse de inmediato a la carga de trabajo. Los secuenciadores empiezan a echar humo y los ordenadores a freír discos.

El virus nos ha encerrado y limitado en nuestras interacciones con los demás. Pero al mismo tiempo emociona ver cómo ha expandido y fortalecido nuestras interacciones científicas y técnicas en aras de un bien común. Actualmente se comparten protocolos, se intercambian pipelines y trucos y todo el mundo quiere contribuir y está listo a echar horas de forma desinteresada para superar esta amenaza.

Este país ha demostrado tener héroes y heroínas como los que luchan en los hospitales poniendo en riesgo sus vidas y la de sus seres queridos y como todos los trabajadores y trabajadoras esenciales que siguen manteniendo este país en funcionamiento. Nosotros queremos mencionar a los nuestros, la gente de ciencia, que al pie del cañón es una referencia para gestionar y encontrar la salida a la crisis. Cuando esto pase acordaros de esa gente silenciosa que no mete goles, no sale en la tele y que habla de cosas “raras” como PCRs, nucleótidos, genomas, curvas y funciones. De esa gente que tiene entre sus ídolos a Pasteur, Skłodowska, Darwin, von Humboldt, Newton, Montalcini, Franklin y que tienen como lema “no te acostarás sin haber aprendido una cosa más”.

Porque ahora como siempre la ciencia ha estado ahí intentando con ilusión y muchos obstáculos levantar la cabeza en un mundo hecho de otras prioridades.