Arbovirus, mosquitos y sus potenciales hospedantes se rastrean en tiempo real en la ciudad de São Paulo

Una tecnología que se empleó para secuenciar rápidamente las primeras infecciones provocadas por el SARS-CoV-2 en Brasil se puso a prueba exitosamente en el monitoreo de virus transmitidos por vectores, tales como los del dengue, el zika, el chikunguña y la fiebre amarilla

Por Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – La misma tecnología que se empleó para secuenciar el virus SARS-CoV-2 en tiempo récord al comienzo de la pandemia de COVID-19 en Brasil, se puso a prueba exitosamente en el monitoreo de arbovirosis, es decir, aquellas enfermedades transmitidas fundamentalmente por mosquitos.

En un artículo publicado en la revista Microbiology Society, científicos vinculados al Instituto Pasteur, junto con colegas de la Universidad de São Paulo (USP), todos en Brasil, y de la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido, describieron el empleo de una tecnología para la secuenciación de ARN de virus y de ADN de mosquitos con ingurgitación (llenos de sangre) recolectados en la ciudad de São Paulo. De esta forma, según los autores, es posible entender de qué manera circulan los arbovirus y obtener indicios de futuros brotes de dengue, zika, chikunguña y fiebre amarilla, entre otras enfermedades.

“Este estudio fue la prueba de concepto de que es posible utilizar esta tecnología de metagenómica [que permite secuenciar el material genético de todos los organismos existentes en una muestra al mismo tiempo, sin aislarlos] para muestras de invertebrados. Se la venía aplicando más en muestras de vertebrados [humanos y otros primates, por ejemplo]. Es un protocolo que puede revelar de modo simultáneo la diversidad viral, las especies de mosquitos y los hábitos alimentarios de estos insectos. También posee potencial como para expandir la comprensión de la diversidad genética de los insectos y la dinámica de la transmisión de las arbovirosis”, afirma Karin Kirchgatter, investigadora del Instituto Pasteur, quien coordinó el estudio junto a Nicholas J. Loman, de Birmingham.

El desarrollo del protocolo estuvo a cargo de científicos del Centro Conjunto Brasil-Reino Unido para el Descubrimiento, el Diagnóstico, la Genómica y la Epidemiología de Arbovirus (CADDE), apoyado por la FAPESP. El rastreo de arbovirosis fue posible merced 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 al frente de la primera secuenciación del SARS-CoV-2 en Brasil, en marzo de 2020, y lo propio con relación a primeros casos de la entonces nueva variante gamma, surgidos en Manaos, en la Amazonia brasileña, alrededor de un año después (lea más en: agencia.fapesp.br/35426).

“Es importante aplicar esta prueba de rastreo, pues el uso de esta tecnología también se mostró rápido y eficiente para la investigación de arbovirosis. La prueba que concretamos no es la vigilancia en sí misma, pero sí es una parte importante de la misma. A esto aliamos informaciones diversas, lo que incluye datos epidemiológicos que permiten visualizar cómo está la situación referente a posibles nuevos brotes de enfermedades”, afirma Sabino.

Cómo funciona

La tecnología denominada nanopore sequencing hace posible 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 constituyen el material genético– pasan por un nanoporo de una proteína. La señal resultante se decodifica para suministrar la secuencia específica de ADN o ARN. El resultado puede compararse inmediatamente con bancos de datos de secuenciación genética, identificando informaciones diversas, como la que indica a qué especie corresponde al material estudiado, por ejemplo.

“Aún no es una técnica barata, pues hasta ahora ninguna tecnología génica puede considerarse barata. Pero con el tiempo y la expansión de su empleo, cabe esperar que los costos de esta tecnología bajen”, afirma Jeremy Mirza, investigador de la Universidad de Birmingham, integrante del CADDE y coautor del estudio.

La metagenómica en tiempo real puede utilizarse para la detección de virus emergentes o en muestras de pacientes infectados con patógenos desconocidos, y no resulta necesario el empleo de reactivos desarrollados específicamente para un determinado microorganismo, tal como sucede con los test convencionales.

A partir de este protocolo desarrollado para arbovirosis fue posible identificar simultáneamente vectores, patógenos virales y sus hospedantes con un dispositivo portátil, que en el futuro podrá emplearse en el monitoreo de patógenos en áreas remotas. Por primera vez se concretó el monitoreo de estos virus en mosquitos y, al mismo tiempo, se identificó a la especie de mosquito y a la fuente de repasto sanguíneo (el organismo del cual se alimentaron las hembras).

“Pusimos a prueba la tecnología con muestras recolectadas en el Zoológico de São Paulo, un hotspot de biodiversidad y, por ende, un área interesante para la realización de este tipo de estudios. La diversidad de los vectores y las fuentes de repasto sanguíneo es enorme. Existe una gran circulación de humanos y es un área de migración de muchas aves. Eso sin contar que es un lugar controlado, en donde se sabe cuáles son los animales presentes. Esto permite rastrear el desplazamiento de los mosquitos dentro del parque en función de la sangre detectada”, explica Kirchgatter.

En el trabajo, los investigadores utilizaron muestras de mosquitos con ingurgitación de sangre recolectados en 2015 en el Zoológico de São Paulo que ya se habían analizado mediante técnicas tradicionales. “De este modo, fue posible comparar los resultados y el tiempo que se empleó en cada etapa del proceso. Los análisis que realizamos en 2015 se concretaron individualmente en cada mosquito. Tras su identificación por taxonomía clásica, se realizó la secuenciación de áreas específicas de cada ejemplar y posteriormente se compararon las secuencias manualmente. Esto tardó semanas. Con la nueva metodología, es posible efectuar la identificación molecular en tiempo real. Esto permite detectar y correlacionar a las especies de mosquitos y sus preferencias alimentarias, e identificar los virus presentes en los insectos”, afirma Lilian de Oliveira Guimarães, investigadora del Instituto Pasteur, quien fue becaria posdoctoral de la FAPESP.

Según los autores, los buenos resultados de la prueba de la tecnología en el rastreo de arbovirus en mosquitos allanan el camino hacia la concreción de nuevos estudios y descubrimientos. En el artículo, ellos ponen de relieve que la unión de informaciones aporta una oportunidad única de vincular nuevos arbovirus a los mosquitos vectores de estos patógenos.

“Asimismo, hace posible la identificación de animales con potencial de infectarse con esos virus, y medir el riesgo de su propagación hacia las poblaciones humanas. Por ser una tecnología portátil, puede hacer posible el descubrimiento de arbovirus desconocidos en ambientes remotos. Por último, este método puede constituir la base de un sistema de detección de alerta temprana, al identificar arbovirus antes de que se propaguen hacia las poblaciones humanas, y puede utilizárselo como herramienta en sistemas centinela para prevenir futuros brotes de arbovirus”, sostienen los investigadores.

Puede leerse el artículo intitulado Tracking arboviruses, their transmission vectors and potential hosts by nanopore sequencing of mosquitoes en el siguiente enlace: www.microbiologyresearch.org/content/journal/mgen/10.1099/mgen.0.001184.