#UPNAResponde/#NUPekErantzun: ¿Qué medimos con cada uno de los tipos de pruebas de detección del coronavirus? Preguntas esperando respuestas

Responde: Antonio G. Pisabarro De Lucas, catedrático de Microbiología en el Departamento de Ciencias de la Salud y director del Instituto IMAB (Institute for Multidisciplinary Research in Applied Biology-Instituto de Investigación Multidisciplinar en Biología Aplicada) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

Los primeros casos detectados de una nueva enfermedad suelen ser graves o muy graves, lo que llama la atención del personal sanitario. Con el tiempo, se observan nuevos casos no tan graves que permiten afinar el diagnóstico. Algunos casos de Covid-19 tienen síntomas compatibles con los de la gripe con la que han coincidido y con la que han podido ser confunda. Debido a esta similitud y simultaneidad, el diagnóstico definitivo de la nueva enfermedad depende de rastrear la presencia o el paso del virus SARS-CoV-2 por nuestro organismo. ¿Qué tipos de pruebas de detección del coronavirus tenemos? ¿De qué nos informa cada uno de ellos? ¿Cómo podemos interpretarlas? Vamos a intentar responder resumidamente a estas preguntas.
La presencia del virus se comprueba mediante pruebas de PCR que detectan marcas genéticas únicas de este en muestras tomadas de nuestro cuerpo. La Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) ha sido uno de los grandes inventos de la Biología Molecular: es, por ejemplo, la que se usa para detectar huellas genéticas de sospechosos en las películas policiacas. Y, en el caso del test de PCR del coronavirus, el propósito es el mismo: obtener la huella genética del virus. Para realizar la prueba hay que tomar muestras de los lugares en los que se sospecha su presencia (fosas nasales, faringe, tráquea), extraer el virus, purificar su ARN, copiarlo en ADN y amplificarlo (obtener muchas copias de él) mediante la PCR. Un resultado positivo revela que el virus y la enfermedad están presentes, sin entrar a ponderar su gravedad. Un resultado negativo puede producirse porque el virus no esté presente en la muestra o porque no se haya podido detectar (un falso negativo). El virus puede no estar presente porque jamás haya infectado a la persona estudiada, porque ésta haya superado la enfermedad y haya eliminado el virus totalmente o porque el virus no esté donde se tomaron las muestras, aunque se encuentre en otra parte del cuerpo ya que el SARS-Cov-2 puede multiplicarse en otros sitios diferentes de las vías respiratorias. Así, podría darse el caso de que el virus hubiera desaparecido de las vías respiratorias, y se hubiera superado la enfermedad, pero permaneciera aún en el intestino, donde también puede multiplicarse. En este caso, el portador del virus liberaría partículas en sus deposiciones y, aunque no parece que sea una vía de contagio, su presencia podría detectarse en estas muestras. Por otra parte, los falsos negativos pueden producirse por fallos en la extracción o en la amplificación del material genético viral. Siempre es necesario repetir el análisis cuando el resultado es negativo para confirmarlo.

Ilustración: Manuel Álvarez García

Las pruebas rápidas están dirigidas a detectar anticuerpos específicos: las redes con las que nuestro sistema inmune atrapa los coronavirus. La producción de anticuerpos necesita varios días: al principio se producen inmunoglobulinas M (IgM) y éstas van siendo sustituidas después por las G (IgG). Un resultado inmunológico positivo indica contacto con el virus; pero, como la respuesta inmune permanece después de eliminado el patógeno, el contacto puede haber sido en el pasado y el virus haber desaparecido. Además, como las IgM se producen y desaparecen antes que las IgG, la presencia de uno o los dos tipos de anticuerpos nos informa de si la infección ha sido reciente o no. Los resultados negativos de las pruebas inmunológicas pueden significar que nunca se ha estado en contacto con el virus, que se ha estado, pero no se han desarrollado anticuerpos, o tratarse de un falso negativo por algún fallo en la detección de los anticuerpos (no vamos a entrar en detalles sobre la sensibilidad y la especificidad de estos análisis). Como en el caso de las pruebas de PCR, los resultados negativos deben ser confirmados por un segundo análisis. Por otra parte, la interpretación de los resultados positivos debe hacerse en combinación con pruebas de PCR para determinar si la infección está aún presente o ha sido en el pasado y ya ha terminado.

Los ensayos masivos en la población nos proporcionan información de cuántas personas son portadoras del virus (ensayos de PCR) y cuántas están o han estado en contacto con el virus (ensayos de seroprevalencia de anticuerpos). La primera oleada de ensayos de seroprevalencia ha revelado que en torno al 5% de la población en España (datos globales) es seropositiva. Por consiguiente, hay un 95 % de la población que presumiblemente no ha tenido un contacto suficiente con el virus como para desarrollar una inmunidad basada en anticuerpos.

Ya es tarde. Cuando surge una nueva enfermedad infecciosa, se produce algo que refleja muy bien el avance del conocimiento científico: al principio, se hacen observaciones y se toman decisiones sobre un conocimiento provisional. Con el paso del tiempo, hay nuevas observaciones que permiten descartar alguna de las primeras conclusiones y afianzan otras. De esta forma progresa el conocimiento científico, intrínsecamente coyuntural y así, tanteando en la oscuridad de lo desconocido, vamos avanzando en el conocimiento del virus, en cómo tratar la enfermedad y en cómo se desarrolla la epidemia. Este conocimiento nos debe ayudar en la búsqueda de soluciones para superar la enfermedad.  Seguiremos avanzando.

Mientras tanto, cuídense.

Nota 1: listado de artículos del catedrático Antonio G. Pisabarro De Lucas sobre el coronavirus.

1. ¿Qué es el coronavirus?

2. Coronavirus: ¿cómo es el “malo” de esta película?

3. ¿Quiénes son las primeras víctimas del ataque del coronavirus?

4. ¿Cómo nos invade el virus? El primer encuentro del virus con nuestras células

5. ¿Cómo secuestra el coronavirus la célula?

6. ¿Cómo sabe el sistema inmune que una célula está infectada? Diario de la resistencia. Día 1

7. ¿Cómo se producen los primeros síntomas de la enfermedad covid-19? Fuego y explosiones en el inicio de la batalla

8. ¿Qué es la tormenta de citoquinas? Diario de resistencia ante el coronavirus

9. ¿Cómo se producen los anticuerpos contra el coronavirus?

10. ¿Qué son los linfocitos T y cómo luchan contra las células infectadas? Los linfocitos responsables de la lucha célula a célula

11. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma diferente a distintas personas? Preguntas esperando respuestas

12. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma tan grave a las personas mayores? Preguntas esperando respuestas

13. ¿Por qué se producen las epidemias? Preguntas esperando respuestas

14. ¿Qué medimos con cada uno de los tipos de pruebas de detección del coronavirus? Preguntas esperando respuestas (presente artículo)

15. Transmisores y supertransmisores Preguntas esperando respuestas

16. ¿Cómo podemos seguir adelante en un mundo con el coronavirus SARS-Cov-2?

17. ¿Vacunas, qué vacunas? Preguntas esperando respuestas

 

Nota 2: las personas interesadas podrán plantear a investigadores de la UPNA cuestiones relacionadas con el coronavirus o el estado de alarma a través del correo electrónico ucc@unavarra.es, incluyendo en el asunto #UPNAResponde/#NUPekErantzun.

#UPNAResponde/#NUPekErantzun: ¿Por qué se producen epidemias? Preguntas esperando respuestas

Responde: Antonio G. Pisabarro De Lucas, catedrático de Microbiología en el Departamento de Ciencias de la Salud y director del Instituto IMAB (Institute for Multidisciplinary Research in Applied Biology-Instituto de Investigación Multidisciplinar en Biología Aplicada) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

En episodios anteriores hemos estado hablando del coronavirus, de la enfermedad que produce y de algunas de sus características. Hoy vamos a dirigir nuestra pregunta en otra dirección: nos encontramos en medio de una pandemia de una enfermedad emergente; pero ¿por qué se producen las epidemias y las pandemias? ¿Han estado siempre con nosotros? ¿Podríamos evitarlas en el futuro?

Ilustración: Manuel Álvarez García

Aunque los seres humanos tenemos una irrefrenable tendencia a considerarnos diferentes del resto de los seres vivos, el hecho es que nuestra historia es el resultado del azar y de la selección natural como lo es la del resto de los habitantes del planeta. Durante millones de años, nuestros antepasados más lejanos vagaron por sabanas africanas, emigraron a nuevos territorios y ocuparon nuevos ambientes formando pequeños grupos nómadas o asentados en abrigos naturales que les protegían de las inclemencias del tiempo y del ataque de los depredadores. Las posibilidades de conseguir alimento eran escasas: la recolección de frutos, semillas o pequeños animales de las orillas de los ríos o lagos próximos a los asentamientos, el fortuito encuentro con algún animal muerto o cazado por otro depredador mayor o, quizá, la caza de alguna presa más o menos asequible. La supervivencia en esas condiciones seleccionó organismos muy conservadores de las escasas calorías que ingerían (y eso lo pagamos ahora que tenemos sobreabundancia de alimentos) e individuos con capacidad para vivir en comunidades de protección mutua. Esas características evolutivas, las seguimos teniendo ahora.

La historia dio un gran cambio cuando, hace unos 10.000 años, de forma independiente, pero, sorprendentemente, muy coincidente en el tiempo, en Medio Oriente, en el Valle del río Amarillo en China, en Centroamérica y en la región andina se inventó la agricultura. Las comunidades tuvieron más capacidad de producir alimentos y se asentaron formando poblados, la supervivencia de sus miembros aumentó y, con ello, el tamaño de los grupos. Simultáneamente, se inició la selección de animales que terminaron siendo domésticos. Todo esto supuso un gran avance; pero con un coste: el inicio de las epidemias.
Para que se produzca una epidemia son necesarios tres factores: un miroorganismo patógeno que viva en un ambiente desde el que pueda infectarnos, un mecanismo para pasar de una persona a otra y que haya personas susceptibles de ser infectadas. Esta tríada se hizo más frecuente al establecerse comunidades humanas grandes con animales domesticados: bacterias y virus presentes en estos animales (que comparten con nosotros su sangre caliente y son evolutivamente muy próximos a nosotros) nos infectaron. Y los nuestros a ellos. El primer contacto no suele ser amistoso: nuestro cuerpo reacciona, como hemos visto, y se desarrolla una enfermedad. Al vivir en grupos grandes y compactos, el contagio es posible: los mamíferos nos tocamos, las madres lamen a sus crías, compartimos la comida y el espacio. Por último, al principio todos eran susceptibles a los nuevos microorganismos con los que nunca antes se habían encontrado. De esta forma, se originaron las primeras epidemias. Muchos individuos de la población morían. Otros sobrevivían y quedaban inmunizados, protegidos, para una nueva infección por el patógeno. Los genes que conferían una mayor resistencia, una mayor posibilidad de supervivencia, pasaban a las generaciones siguientes haciendo las poblaciones más resistentes. Todos somos descendientes de supervivientes a la peste, a la viruela, a la tuberculosis, a todas las grandes epidemias. Y, por eso, somos ahora más resistentes de lo que fueron, en su momento, nuestros antepasados. Las epidemias son parte del precio de vivir juntos en comunidades grandes y de interaccionar con otros animales de compañía o salvajes. En nuestra comunidad, ahora, viven de forma más o menos pacífica todos esos microorganismos con los que, con el tiempo, hemos aprendido a convivir. Sólo, cuando aparece un nuevo miroorganismo, desconocido y agresivo, se produce una epidemia que podemos transportar a otros poblados mediante nuestros viajes y transformar en una pandemia.

Sin embargo, el coste de epidemias y pandemias, aunque sea dramático en ocasiones como la actual, parece ser asumible en términos evolutivos. A lo largo de nuestra evolución se han ido seleccionando las variantes génicas que confieren una cierta resistencia a muchas enfermedades y las variantes génicas que nos hacen tener un comportamiento progresivamente cooperativo y comunitario. Si el coste de ser comunitario hubiera sido inasumible, los genes que nos mueven a serlo habrían sido seleccionados en contra como lo han sido los que nos llevaban a considerar un manjar el animal muerto que encontraban nuestros antepasados más antiguos.

En plena crisis de pandemia se repite insistentemente que nuestra forma de vida debe cambiar, que debemos distanciarnos socialmente, no tocarnos, etc. Varios millones de años de evolución no van a cambiar como resultado de una crisis sanitaria de unos pocos meses o años. Retornaremos a nuestra vida anterior como se retornó después de la gran epidemia de gripe de 1918. Nuestro comportamiento tiene un componente genético y, por tanto, evolutivo. Seguiremos pagando como especie el coste de las ventajas que nos aporta vivir estrechamente juntos. Posiblemente modificaremos algunos comportamientos pero, en mi opinión, no será para estar más distanciados sino, por el contrario, para estar más juntos con suficiente seguridad.

Ya es tarde. De acuerdo, pudiera ser que las epidemias sean un daño colateral de la convivencia en grandes poblaciones; pero ¿qué puede pasar con esta que nos azota ahora? ¿Cómo puede evolucionar el coronavirus? ¿Podemos evolucionar nosotros? En un próximo capítulo hablaremos de ello.

Mientras tanto, cuídense.

Nota 1: listado de artículos del catedrático Antonio G. Pisabarro De Lucas sobre el coronavirus.

1. ¿Qué es el coronavirus?

2. Coronavirus: ¿cómo es el “malo” de esta película?

3. ¿Quiénes son las primeras víctimas del ataque del coronavirus?

4. ¿Cómo nos invade el virus? El primer encuentro del virus con nuestras células

5. ¿Cómo secuestra el coronavirus la célula?

6. ¿Cómo sabe el sistema inmune que una célula está infectada? Diario de la resistencia. Día 1

7. ¿Cómo se producen los primeros síntomas de la enfermedad covid-19? Fuego y explosiones en el inicio de la batalla

8. ¿Qué es la tormenta de citoquinas? Diario de resistencia ante el coronavirus

9. ¿Cómo se producen los anticuerpos contra el coronavirus?

10. ¿Qué son los linfocitos T y cómo luchan contra las células infectadas? Los linfocitos responsables de la lucha célula a célula

11. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma diferente a distintas personas? Preguntas esperando respuestas

12. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma tan grave a las personas mayores? Preguntas esperando respuestas

13. ¿Por qué se producen las epidemias? Preguntas esperando respuestas (presente artículo)

14. ¿Qué medimos con cada uno de los tipos de pruebas de detección del coronavirus? Preguntas esperando respuestas

15. Transmisores y supertransmisores Preguntas esperando respuestas

16. ¿Cómo podemos seguir adelante en un mundo con el coronavirus SARS-Cov-2?

17. ¿Vacunas, qué vacunas? Preguntas esperando respuestas

Nota 2: las personas interesadas podrán plantear a investigadores de la UPNA cuestiones relacionadas con el coronavirus o el estado de alarma a través del correo electrónico ucc@unavarra.es, incluyendo en el asunto #UPNAResponde/#NUPekErantzun.

 

 

#UPNAResponde/#NUPekErantzun: ¿Por qué afecta el coronavirus de forma tan grave a las personas más mayores? Preguntas esperando respuestas

Responde: Antonio G. Pisabarro De Lucas, catedrático de Microbiología en el Departamento de Ciencias de la Salud y director del Instituto IMAB (Institute for Multidisciplinary Research in Applied Biology-Instituto de Investigación Multidisciplinar en Biología Aplicada) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

 

En episodios anteriores hemos repasado varios aspectos de la infección por el coronavirus SARS-Cov-2 y del desarrollo de la enfermedad que produce. Hoy vamos a buscar respuesta a una pregunta que sorprende y asusta: ¿por qué la enfermedad afecta tan violentamente a muchas personas de mayor edad mientras pasa desapercibida en otras más jóvenes?

Ilustración: Manuel Álvarez García

De los siete coronavirus que infectan a los humanos, cuatro se multiplican únicamente en la parte superior del sistema respiratorio y causan, en general, leves catarros estacionales. Los otros tres, sin embargo, llegan a colonizar los pulmones y causan graves neumonías. El SARS-Cov-2 se multiplica más rápidamente que los otros coronavirus y alcanza el máximo número de virus (la máxima carga viral) sólo 5-6 días después del inicio de los síntomas. Para algunos enfermos, la recuperación comienza a partir de ese punto. Para otros, sin embargo, este es el inicio de un agravamiento que puede ser fatal. A la vez que el virus se va multiplicando y colonizando el sistema respiratorio, nuestro sistema inmune va provocando una inflamación que causa un gran daño adicional en las vías respiratorias.

La inflamación es un proceso que nos permite defendernos de las infecciones manteniendo controlados a los patógenos para que nuestro sistema inmune los elimine. Para conseguir este efecto, varias células de nuestro cuerpo liberan moléculas (interleucinas y citoquinas) que atraen glóbulos blancos, promueven la afluencia de sangre y permiten que células sanguíneas abandonen los vasos por los que corren para acudir a combatir el foco de la infección destruyendo el patógeno y, como daño colateral, algunas células de nuestro cuerpo. En la respuesta al SARS-Cov-2 hay una liberación masiva de señales proinflamatorias, una tormenta de citoquinas, que se distribuyen por la sangre a todo el cuerpo dando lugar a un proceso de inflamación generalizado. La destrucción de las células pulmonares por el virus y por la respuesta inflamatoria disminuye el intercambio de oxígeno y facilita la infección secundaria de las heridas de los pulmones por bacterias y hongos. Esta es la causa de en torno al 70 % de las muertes producidas por Covid-19. Los daños producidos por la inflamación en el hígado, los riñones y el corazón son responsables del 28 % de las muertes.

El virus une las espinas de su corona a las proteínas ACE-2 de la superficie de las células pulmonares (los neumocitos) como primer paso en su invasión. Esta proteína, ACE-2, desempeña un papel central y paradójico en esta enfermedad. ACE-2, que interviene en la regulación de la presión arterial y de la respuesta inflamatoria como un factor antiinflamatorio, no sólo está en el tejido pulmonar, sino también en el intestino y en muchos otros muchos tejidos del cuerpo. Se sabía que ACE-2 desarrolla un papel protector del epitelio pulmonar y que su disminución facilita el daño pulmonar. Pues bien, la infección de los neumocitos por el coronavirus disminuye la cantidad de ACE-2 lo que favorece la producción de daños masivos en el pulmón. Por otra parte, ya que ACE-2 tiene una acción antiinflamatoria, la reducción de la cantidad de esta proteína causada por el SARS-Cov-2 favorece la inflamación pulmonar aumentando los daños en este órgano vital.

El papel de ACE-2 es paradójico porque su cantidad disminuye naturalmente con la edad. Esto sugeriría que la enfermedad debería ser más grave en los jóvenes que en los más ancianos como, de hecho, ocurría con el SARS de 2003 producido por otro coronavirus similar. Sin embargo, no parece ser así, ¿por qué? De momento, sólo podemos plantear hipótesis para explicar esta paradoja: hay datos epidemiológicos recogidos en Corea que indican que los jóvenes, que tienen más ACE-2, están más predispuestos a infectarse por el coronavirus en comparación con las personas de edad más avanzada que tienen menos ACE-2. Sin embargo, la reducción en los niveles de ACE-2 que produce el coronavirus al infectar las células hace que los niveles de esta proteína caigan por debajo del umbral necesario para evitar la inflamación y el daño celular en las personas que tienen menos ACE-2 debido a su edad más avanzada. En los más jóvenes, por el contrario, la disminución del nivel de ACE-2 producida por el coronavirus no llega a cruzar ese umbral y, por consiguiente, los daños pulmonares producidos por la inflamación son menores. Por otra parte, las personas que tienen otras patologías como la diabetes, hipertensión o enfermedades cardiovasculares tienen niveles más bajos de ACE-2 lo que podría explicar el curso más grave de la enfermedad causada por el coronavirus en ellas. La concurrencia de la edad y estas otras patologías agrava el pronóstico de la enfermedad y convierte a estas personas en población de riesgo que requiere una atención y protección especial mientras no dispongamos de un tratamiento o vacuna adecuados.

Y así parece ser que los jóvenes estando incluso más infectados desarrollan una enfermedad más leve que los ancianos con menor infección, pero más reacción.

Ya es tarde. Cada día se publican nuevos síntomas asociados a esta enfermedad. Cada día vamos avanzando en lo que sabemos sobre el patógeno y sobre su interacción con nuestro cuerpo y con nuestro sistema inmune. El conocimiento científico es la base del desarrollo de un tratamiento, de una vacuna y de una comprensión de la enfermedad y, de paso, de nuestra propia biología. Seguiremos avanzando.

Mientras tanto, cuídense.

Nota 1: listado de artículos del catedrático Antonio G. Pisabarro De Lucas sobre el coronavirus.

1. ¿Qué es el coronavirus?

2. Coronavirus: ¿cómo es el “malo” de esta película?

3. ¿Quiénes son las primeras víctimas del ataque del coronavirus?

4. ¿Cómo nos invade el virus? El primer encuentro del virus con nuestras células

5. ¿Cómo secuestra el coronavirus la célula?

6. ¿Cómo sabe el sistema inmune que una célula está infectada? Diario de la resistencia. Día 1

7. ¿Cómo se producen los primeros síntomas de la enfermedad covid-19? Fuego y explosiones en el inicio de la batalla

8. ¿Qué es la tormenta de citoquinas? Diario de resistencia ante el coronavirus

9. ¿Cómo se producen los anticuerpos contra el coronavirus?

10. ¿Qué son los linfocitos T y cómo luchan contra las células infectadas? Los linfocitos responsables de la lucha célula a célula

11. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma diferente a distintas personas? Preguntas esperando respuestas

12. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma tan grave a las personas mayores? Preguntas esperando respuestas (presente artículo)

13. ¿Por qué se producen las epidemias? Preguntas esperando respuestas

14. ¿Qué medimos con cada uno de los tipos de pruebas de detección del coronavirus? Preguntas esperando respuestas

15. Transmisores y supertransmisores Preguntas esperando respuestas

16. ¿Cómo podemos seguir adelante en un mundo con el coronavirus SARS-Cov-2?

17. ¿Vacunas, qué vacunas? Preguntas esperando respuestas

 

Nota 2: las personas interesadas podrán plantear a investigadores de la UPNA cuestiones relacionadas con el coronavirus o el estado de alarma a través del correo electrónico ucc@unavarra.es, incluyendo en el asunto #UPNAResponde/#NUPekErantzun.