Coronavirus, COVID-19 y los tan comentados Test

Empecemos hablando un poco de como llamarlo. Se emplean muchos términos como sinónimos cuando se refieren a conceptos ligeramente distintos. A finales de 2019 se identificó un nuevo virus que tenia capacidad para transmitirse entre humanos, tras varias denominaciones, el nombre acordado por el Comité Internacional de Taxonomía de Virus es SARS-COV-2 (Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus, síndrome respiratorio agudo relacionado con coranovirus-2. El 2 ya indica que antes debíamos conocer un 1). Esta es la denominación del virus lo integra dentro de la taxonomía de los coronavirus, es decir, lo sitúa en relación a sus semejantes, otros coronavirus.

Otra cosa es la enfermedad que estamos sufriendo en estos días. A la enfermedad causada por este coronavirus, la OMS (organización mundial de la salud) la denomina COVID-19 (acrónimo de Coronavirus Disease). Como curiosidad podemos fijarnos en las diferentes formas en que nos referimos a esta enfermedad. Para los anglosajones la correcta pronunciación de COVID-19 es pronunciarla como llana /Kóbid/, pero en castellano la forma más correcta sería aguda /Kobíd/.

También hay discrepancias en cuanto al género y por lo tanto al artículo de el COVID-19 o de la COVID-19. En tanto que incluye disease / enfermedad podría justificarse “la” COVID, pero se justifica el uso del masculino por su referencia al virus causante y por uso del masculino en otras enfermedades víricas, por ejemplo el sarampión. Por lo tanto, la/el COVID (“acentuado” en la I)-19 es la enfermedad, lo que sufre y mata a tanta gente, y es SARS-COV-2 es el virus que la causa.

Los virus son los organismos “vivos” más “simples” que conocemos. Así como otros, por ejemplo los mamíferos, hemos “optado” (no quiero decir que sea una decisión consciente inteligente y acordada) por ser complejos en nuestro intento evolutivo de sobrevivir, los virus han “escogido” la vía de la máxima sencillez. Nosotros tenemos múltiples órganos, nuestras células núcleos mitocondrias aparato de Golgi, etc. Los virus hacen de la sencillez virtud, son un mínimo material genético y una envuelta con la función de protegerlo y de servir de sistema de reconocer y permitir entrar en su huésped. No viven sin su huésped.

Podríamos considerar que para que algo esté vivo debe tener algún modo de registrar la “información” sobre si mismo. Esa “información” es lo que se transmite de padres a hijos, o de una célula a nuevas células, o de una bacteria a todas las bacterias que se originan de ella, o un virus a todos los virus que se producen en una célula infectada. Esa información esta escrita en ácidos nucléicos ADN, en la mayoría de los casos, o ARN. Para entenderlo, es como la información en un programa informático que está escrita en código binario 0 y 1, que le indica a una maquinaria que debe de hacer.

En el caso de los seres vivos usamos un código de 4 elementos llamados nucleótidos (Adenina, Citosina, Guanina y Timina, esta última en el ARN se sustituye por el Uracilo). Igual que el código informático son series de 0 y 1 en un orden concreto indica diversas informaciones, el orden, la secuencia, y que nucleótidos lo componen implica la información de cada ser vivo. En esencia los virus y nosotros tenemos el mismo sistema de código y la diferencia es la secuencia de estos nucleótidos, cuantos y como están ordenados. Como somos seres distintos la secuencia genética del virus es distinta de la nuestra, y también distinta de la de otros virus. Cada secuencia es específica.

Coronavirus

Los coronavirus (Coronaviridae) son una familia de virus de formas variadas (pleomórficos) y que comparten tener como material genético ARN en una sola cadena (monocatenarios) y una envuelta de glicoproteínas. En esta envuelta algunas de las glicoproteínas se presentan como proyecciones abultadas, como picos que les dan un aspecto característico de “corona”.

Como en toda familia, hay muchos miembros con mayor o menor relación o semejanza entre ellos. Afectan a distintas especies animales tanto a aves como a mamíferos, perros, gatos, camellos, vacas, murciélagos, y por supuesto al hombre.

En humanos se conocen 7 miembros de esta familia. Los denominados hCoV-229E, hCoV-NL63, hCoV-OC43 y hCoV-HKU1, causan infecciones respiratorias y gastrointestinales leves. Los superconocidos catarros son causados a veces por coronavirus. Otros tres SARS-CoV, MERS-CoV y, por supuesto, el SARS-COV-2 originan cuadros respiratorios mucho más graves.

Todos los virus de esta misma familia comparten un parecido en la secuencia de su ARN. Al estudiar cuales son más o menos parecidos entre si se establecen las mayores y menores relaciones entre los diferentes miembros. Obviamente, SARS-COV-2 se aproxima a SARS-COV, ya conocido.

Como ya hemos dicho también hay muchos coronavirus animales y por varias características de estos virus es factible el salto de la barrera de especie, esto es que algún virus de un animal, por ejemplo un murciélago, puede pasar al hombre y provocar una enfermedad, una zoonosis. Normalmente en estos casos la transmisión entre humanos es poco eficiente y esto limita y controla la diseminación del virus. En el caso del nuevo coronavirus, como todos hemos visto, esto no es así, y este nuevo coronavirus si tiene capacidad de diseminarse directamente de humano a humano.

Pruebas para detectar el SARS-COV-2 y Test para diagnosticar COVID-19

Ahora que ya sabemos un poco del virus y de la enfermedad que tanto nos preocupa, vamos a tratar de explicar algo de como podemos estudiarlo y de las distintas pruebas y métodos diagnósticos que estamos cansados de oír por los medios de comunicación.

Las PCR

La PCR, reacción en cadena de la polimerasa, es una de las técnicas de biología molecular más utilizada en los laboratorios de biología molecular tanto clínicos como de investigación.

Sin meternos en demasiadas explicaciones, consiste en amplificar, copiar millones y millones de veces, una región concreta que nos interese de esa información genética que decíamos que tenían los seres vivos, esas secuencia de ADN o de ARN.

Como explicamos antes, cada individuo va a tener un orden, una secuencia de nucleótidos, distintos. Los humanos tendremos una secuencia que son comunes a todos los humanos (con variaciones entre humanos pero similares a todos) y distintas de las del chimpancé, el ratón, la rana, el E. coli, o el VIH.

Cuando se descubrió esta nueva enfermedad y se buscaron los posibles agentes causales se secuencio, se leyó e identifico la secuencia de este nuevo virus.

Una vez conocemos la secuencia del virus SARS-COV-2, podemos ver que regiones son especificas de este nuevo virus, cuáles lo distinguen de sus primos de la misma familia y cuáles lo separan de cualquier otro ser vivo, son específicas suyas.

Pues bien, con esa información, que se obtuvo muy rápido, podemos diseñar un estudio con la PCR de modo que amplifiquemos en una muestra, la que queramos, todos los ácidos nucléicos que presenten esa secuencia concreta. De ese modo, cuando esté presente el ARN del virus (esa secuencia concreta) se producirá la amplificación y detectamos que se copia millones y millones de veces. Si no esta presente esa secuencia especifica, aunque tengamos cualquier otro virus incluso otro coronavirus relacionado, no se producirá la amplificación y nos dará un negativo.

La PCR es muy específica, esto es que si está bien diseñada, no deberíamos detectar otro virus confundiéndolo con el SARS-COV-2, y es analíticamente muy sensible, esto es puede detectar la presencia de muy pocas copias de ARN del virus presente en la muestra.

El SARS-COV-2 es un virus respiratorio, las muestras que se toman para detectar el ARN del virus son frotis nasofaríngeo preferiblemente y/o orofaríngeo. Son esas tomas de muestras donde vemos que introducen unos bastoncillos por la nariz. Es una toma de muestra moderadamente molesta.

De ese bastoncillo se extraen todos los ácidos nucléicos ADN y ARN presentes y luego se procede a la PCR. Si se detecta la amplificación es positivo, si no se identifica como negativo. Ojo, aunque esta es la técnica gold standard, la mejor para el diagnóstico, como todas no esta exenta de falsos negativos y falsos positivos. Uno de los mayores riesgos es la inadecuada toma de muestras, o conservación y tratamiento de la misma, y tengamos un falso negativo.

Una de las complicaciones de la PCR es que requiere de equipamiento adecuado y personal formado para su realización. La capacidad de los laboratorios de Microbiología Clínica en los hospitales del servicio nacional de salud de realizar test PCR es más que notable. Es una técnica de alta productividad se pueden realizar muchos estudios a la vez, y estos servicios tienen experiencia más que probada y contrastada para su realización.

Un aspecto muy comentado en los test es la distinción entre rápidos y lentos. Las PCR son “lentos” en cuestión de horas desde la toma de muestra se pueden tener los resultados de las PCR. Se les denomina lentos en comparación con otros que pueden tener resultados en minutos.

Podemos realizar PCR cuantitativa, de modo que aparte de saber si en la muestra tenemos o no presencia del ARN del virus, resultado positivo o negativo, podemos cuantificar cuanto virus hay en las distintas muestra, cuantificar lo que se llama carga viral, que puede ser una información muy importante.

Pueden detectar la presencia del virus días antes de manifestar cualquier síntoma, y mantenerse positivos durante varios días después de superar la sintomatología. Son test muy precoces.

Las PCR son test muy sensibles y específicos. Pero pese a ello es recomendable la confirmación con un segundo test, por eso oímos que pacientes son negativos a PCR están esperando un segundo test de confirmación.

Test rápidos

Continuamente estamos oyendo en los medios de comunicación la referencia a test lentos, ya sabemos que son las PCRs, y test rápidos. Estos últimos se llaman así por tener el resultado en minutos frente a las “lentas” horas de las PCRs.

También se asocia la idea de test rápidos a test que se pueden hacer directamente en la cabecera del paciente y sin necesidad de aparataje ni personal altamente especializado. Serían como esos test predictor de embarazo, para entendernos.

Todos estos test se basan en la reacción antígeno anticuerpo. Un antígeno es una de esas glicoproteínas que decíamos que envuelven al virus y que cuando el huésped, es decir nosotros, detectamos su presencia nuestro sistema inmunológico reacciona, entre otros modos, produciendo anticuerpos. Estos son otras proteínas que reconocen específicamente a esas proteínas del virus y se unen a ellas como una llave y una cerradura.

Uno de los problemas que pueden tener este tipo de test son las posibles reacciones cruzadas. Se puede dar que un mismo anticuerpo reaccione contra antígenos parecidos, además del que queremos detectar, con lo que tendríamos falsos positivos. Por así decirlo, otra llave puede entrar en la cerradura. Esto ocurrirá tanto más cuanto más cuanto más próximo sea otro virus, por ejemplo podría detectar antígenos de otros coronavirus, recordemos que hay varios que afectan a humanos.

No todos los test rápidos son iguales. Hay tres grandes tipos de test rápidos:

• Test que detectan el Antígeno del virus.
• Test que detectan anticuerpos totales.
• Test que detectan y/o diferencian inmunoglobulinas M y inmunoglobulinas G.

Inmunoglobulinas es otro modo de llamar a los anticuerpos, también los podéis encontrar como IgG o IgM.

¿Qué son las IgG y las IgM y porque es importante diferenciarlas?

No todos los anticuerpos son iguales el sistema inmunológico produce distintos tipos de Inmunoglobulinas frente a un intruso nuevo. Y no las produce todas a la vez, ni todas tienen las mismas funciones. Entre las distintas Ig que se producen, sea frente el coronavirus o el virus de la hepatitis, al principio de una infección se producen un tipo de inmunoglobulinas que llamamos IgM, aparecen durante la fase aguda de la infección. Pero una de las grandes “ideas” del sistema inmunológico es que ha desarrollado una “memoria”.

Una vez hemos conocido por primera vez a un extraño peligroso guarda un registro de la lucha previa en forma de otro tipo de inmunoglobulina las IgG. Cuando nos encontramos de nuevo con ese mismo extraño la respuesta es mucho más rápida y eficiente. Esta es la base de la inmunidad y de las vacunas.

Por así decir, las IgM aparecen en la fase aguda de la enfermedad y después tienden a ir desapareciendo. Las IgG tomaran su relevo y indicaran una infección ya pasada y de la que tenemos memoria. Pero, hay momentos en que se solapan ambas al la vez. Podemos tener IgM e igG a la vez, durante un periodo que es variable y que depende de cada enfermedad.

Obviamente la detección de las IgG será importantísima porque será la marca que nos quedará de haber pasado la infección del coronavirus y de que tenemos memoria de ello.

Test que detectan el Antigeno.

Son test rápidos que detectan la presencia del virus detectando la presencia de alguna de sus glicoproteínas. Hacen un poco lo que la PCR, detectan al virus, pero mientras estas detectaban el ARN del virus, estos test detectan glicoproteínas.

La muestra sería muy similar a las que comentamos en las PCRs. Muestras nasofaríngeas preferentemente.

Toma de muestras. Francisco Àvia Hospital Clínic

Tienen una enorme ventaja en la rapidez y en su facilidad de uso. Sin embargo, son las PCR los test recomendados, ¿por qué? Estos test pueden tener problemas de reacciones cruzadas y dar falsos positivos, pero sobretodo tienden a tener niveles de sensibilidad mucho más bajas. Recordemos que la sensibilidad baja indica que tendremos muchos falsos negativos. La OMS no recomienda usar este tipo de test como diagnóstico, recomendando la prueba de PCR.

Test de detección de los anticuerpos

Aquí ya no estamos buscando al virus, lo que queremos detectar es la respuesta del paciente a la exposición al SARS-COV-2. Buscamos detectar los anticuerpos específicos que el paciente desarrolla contra el virus.

Los hay que detectan todos los tipos de inmunoglobulinas conjuntamente, anticuerpos totales, y los que detectan y diferencian los dos tipos de inmunoglobulinas de que hemos hablado G y M.

Una diferencia importante frente a los test que comentamos antes es que estos test se realizan sobre una muestra de sangre del paciente. En estos test rápidos suele utilizarse una muestra pequeña de sangre capilar de la punción de un dedo. Esto tiene una notable ventaja, dada la menor exposición del personal sanitario frente a la toma de muestra naso u orofaríngeas.

La gota de sangre se deposita en un pequeño cartucho y, habitualmente, mediante una técnica llamada inmunocromatografía el resultado aparecerá en unos minutos como una o varias bandas coloreadas. Informaran de la presencia en la muestra de sangre de los anticuerpos específicos. En muchos se detectan de modo separado la presencia de IgM e IgG frente a SARS-COV-2. Siempre de un modo cualitativo Si/No.

Comentar que hay otros test serológicos de anticuerpos que si son cuantitativos como los ELISAS, pero estos ya no serian de los tan comentados test rápidos. Son test que se realizan en laboratorios cínicos con personal y equipamiento especializado, tardarían más o menos lo que las PCR pero van a ser muy importantes en el control de la pandemia. Ellos nos permitirán evaluar el grado de respuesta inmune, niveles de IgG, y su mantenimiento a lo largo del tiempo.

Estas pruebas informan de por un lado la exposición al virus, pero también de la respuesta inmunológica del paciente. Si tenemos la información de IgM e IgG podemos tener una idea del estado de la enfermedad, si es un contacto reciente y estamos en fase aguda o si ya estamos en una fase más tardía con una exposición más alejada y con una respuesta inmunológica.

Interpretación de los test

Los distintos test, PCR y serológicos de Anticuerpos, no son excluyentes, son complementarios y deberían ser estudiados conjuntamente para obtener una información más completa.

Un inconveniente de los test serológicos es que no son tan precoces como los PCR, esta es la técnica de referencia en el diagnóstico. Mientras la PCR detecta el virus ya días antes de la presencia de síntomas, los test serológicos de IgM, los primeros que se elevan. Necesitan un periodo de 8-14 días después de infección. Las IgG aparecerán en un periodo posterior, entre 15-20 días.

La interpretación de estos test, aunque lo parezca, no es sencilla, y máxime con la poca información que tenemos del comportamiento de la COVID-19. Recordemos que esta enfermedad está con nosotros desde hace unos escasos 4 meses. Siempre la interpretación de los test debe integrarse con en resto de informaciones clínicas del paciente como su grado de afectación, el tiempo de la exposición al virus, etc.

De un modo básico podríamos resumir la información que nos aportan el estudio de los distintos test del siguiente modo:

Conclusión

Estamos ante un virus nuevo que provoca una enfermedad nueva, lo conocemos hace unos 4 meses, todavía nos falta mucha información sobre como se va a comportar y como vamos a poder adaptarnos a su presencia.

Se ha realizado un esfuerzo enorme en desarrollar test para poder estudiar y valorar al virus y el comportamiento de la enfermedad. Pero dado de que solamente tenemos una experiencia de 4 meses es lógico y esperable que nuestras herramientas de estudio adolezcan de precipitación. Los comentados casos de niveles bajos de sensibilidad de algunos test, la falta de correctos estudios de evaluación y de marcado son normales dada la premura y la gran demanda mundial que se ha generado.

Autor: Alejandro Mosquera Rey
Biólogo Facultativo Especialista en Análisis Clínicos.
Laboratorio de Genética en Hospital Materno-Infantil de A Coruña