Genomes per a una pandèmia

L'epidemiologia molecular aporta eines potents d'anticipació i investigació davant dels agents infecciosos  

il·lustració dones mascaretes pandèmia coronavirus

Ara, finalment, dóna gust de viure a Catalunya. La unanimitat és completa. Tothom està d’acord. Tots hem tingut, tenim o tindrem, indefectiblement, la grip.

Josep Pla, El quadern gris (Narcís Garolera, Ed.)
Edicions Destino, Barcelona (2012).

Hi ha un argument químic fonamental darrere de la recomanació unànime i perpètua de rentar-nos les mans amb sabó, però més encara en temps de coronavirus. Podem assimilar el SARS-CoV-2 a una esfera de 120 nm de diàmetre (en cabrien folgadament més de 8.000 en l’espai d’1 mm). El seu material genètic, constituït per un RNA de cadena simple, està embolcallat per una membrana de naturalesa lipídica, oliosa, en podríem dir. I, per això, una manera tant humil com eficaç de destruir el virus consisteix a barrejar-lo amb sabó. Les molècules del sabó dispersen els lípids en l’aigua i, per tant, consumen la desorganització completa del virus.

«El virus guanya temps de sobra per escampar-se a una velocitat sense precedents, a cavall dels infectats asimptomàtics que, a més, es poden embarcar en un avió»

Però abans de recordar amb insistència aquesta mesura profilàctica, i d’altres més dràstiques com el distanciament social, quan els polítics encara no han assimilat del tot la magnitud del problema o tracten inicialment de minimitzar-lo per no alarmar-nos, el virus guanya temps de sobra per escampar-se a una velocitat sense precedents, a cavall dels infectats asimptomàtics que, a més, es poden embarcar en un avió. L’inici de l’actual pandèmia s’ha localitzat: el mercat majorista de marisc de Wuhan. Atès que el SARS-CoV-2 sembla molt ben dotat per a la infecció de persona a persona, la mobilitat de la gent en contacte amb el primer infectat va fer la resta de la feina. Això ocorria a finals de novembre de 2019 i, poques setmanes després, s’iniciava el que es considera la major migració humana del món: la celebració de l’Any Nou xinès. Una coincidència fatídica. A finals de gener de 2020 hi havia inòculs del virus pels cinc continents.

Sense dubte, aquesta crisi sanitària global causa –i causarà encara per molt de temps– dolors immensos. Les conseqüències a escala individual, amb la pèrdua de familiars o d’amics, o a escala global, amb un impacte profund sobre l’economia mundial, són evidents. Però des d’una perspectiva evolucionista, estem vivint un moment fascinant. Avui seqüenciar un genoma –obtenir l’ordre exacte de tots els nucleòtids– és una tasca rutinària en molts laboratoris. Més encara si es tracta de genomes tan curts com el del SARS-CoV-2. El nou coronavirus té un genoma de poc menys de 30.000 nucleòtids (unes 100.000 vegades més petit que el genoma haploide humà).

«Un equip pluridisciplinari valencià ha estat el primer a aconseguir seqüències del SARS-CoV-2»

Un equip pluridisciplinari de l’Institut de Biologia Integrativa de Sistemes I2SysBio (centre mixt de la Universitat de València i el CSIC) i de la Fundació per al Foment de la Investigació Sanitària i Biomèdica (FISABIO) de la Generalitat Valenciana (en particular, del seu Servei de Seqüenciació i Bioinformàtica), liderat pel catedràtic de Genètica de la Universitat de València Fernando González-Candelas, ha estat el primer a aconseguir seqüències del SARS-CoV-2 de pacients ingressats a l’Hospital Clínic Universitari de València. Ara com ara (el 26 de març) són vuit els genomes publicats. Tècnicament és ràpid i barat obtenir seqüències i compartir-les amb la resta de la comunitat científica. Una base de dades oberta com NextStrain permet la visualització, en l’espai i el temps, de l’avanç de la pandèmia i la genealogia dels brots epidèmics a través de la filogènia dels virus seqüenciats en tot el món. Fa pocs anys, una col·laboració internacional d’aquesta dimensió, que ens permet seguir la pandèmia en directe, era impensable.

Un genoma és, literalment, un document històric, un registre de les vicissituds experimentades pels avantpassats del seu portador. Totes les entitats biològiques es caracteritzen per la capacitat de reproduir-se però no generaren una descendència idèntica: sempre hi ha un major o menor grau de canvi o mutació. Aquesta diversitat és la matèria primera de la selecció natural, un fet que fou reconegut molt aviat per Darwin, quan el 1838 anotava en el seu quadern que, en reproduir-se, els éssers vius tenen una «tendència al canvi». Doncs el tret més idiosincràtic d’un virus seria precisament una tendència al canvi desorbitada: en cada cicle reproductiu generen una gran diversitat, però sense passar-se. Els virus es mouen sobre el tall finíssim que separa l’èxit evolutiu de la catàstrofe dels errors acumulats i l’extinció. I com es presenten en poblacions tan grans, juguen a la ruleta russa: uns membres de la població desapareixeran, ofegats en un mar de mutacions, i d’altres desplegaran la seua diversitat a una velocitat obscena. Això els permet, entre altres coses, explorar noves identitats: assajar la infecció d’hostes nous (la zoonosi és el fenomen associat a la invasió de les poblacions humanes des d’altres hostes animals) o eludir o subvertir les defenses immunitàries dels hostes.

«Els genomes ens ajuden a comprendre qui és, què fa, com ho fa i cap a on va el SARS-CoV-2»

Conèixer els genomes dels virus i les seues filogènies al detall genòmic –l’epidemiologia molecular– ens permet entendre l’origen del brot –ha estat una zoonosi des dels rats penats o hi ha altres hostes implicats? On es localitza geogràficament aquesta transició fatal?– i mesurar el ritme de canvi del virus. Tot indica que el SARS-CoV-2 muta a un ritme més pausat que el del virus de la grip estacional, cosa que podria ajudar a fer més duradora la immunització induïda per les futures vacunes. Els genomes ens ajuden a comprendre qui és, què fa, com ho fa i cap a on va el SARS-CoV-2.

En tot cas, la gran pregunta que ens hem de fer des d’ara mateix és quin paisatge social i polític quedarà després d’aquesta pandèmia gens imprevista. Fins a quin punt, l’experiència directa del poder dels agents infecciosos sobre nosaltres i la nostra civilització, la constatació –amb tota la cruesa– de la seua fabulosa capacitat evolutiva, ens farà o no més sensibles als valors d’un sistema públic de salut robust i a la necessitat de dotar-se d’eines potents d’anticipació i d’investigació, com les que aporta l’epidemiologia molecular. Són qüestions inexorables per als supervivents de la COVID-19. Perquè indefectiblement, com diria Pla, tots hem tingut, tenim o tindrem el SARS-CoV-2 o qualsevol dels seus evolucionats descendents.

© Mètode 2020
Catedràtic de Bioquímica i Biologia Molecular de la Universitat de València (Espanya), vicedirector de l’Institut de Biologia Integrativa de Sistemes I2SysBio (Universitat de València – CSIC), membre numerari de l’Institut d’Estudis Catalans i soci fundador de Darwin Bioprospecting Excellence, SL (Parc Científic de la Universitat de València). Explica metabolisme als estudiants de biotecnologia i, com a membre del grup de Biotecnologia i Biologia Sintètica, els seus interessos investigadors inclouen la bioprospecció, la modelització metabòlica i la història de les idees sobre l’origen natural i la síntesi artificial de vida.