Los sistemas de detección del SARS-CoV-2

Los sistemas de detección del SARS-CoV-2

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07-05-2020
En la crisis sanitaria motivada por el Covid-19, se está debatiendo bastante sobre las pruebas PCR y los test rápidos. Jesús Pla y Elvira Román, del Departamento de Microbiología y Parasitología, de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid, nos ofrecen unas precisiones semánticas que pueden ser relevantes antes de abordar los ensayos de detección de SARS-CoV-2.

 

 

En microbiología, se habla de infección cuando alguna parte de nuestro cuerpo está colonizado por un microorganismo patógeno y se habla de enfermedad solamente cuando ello supone un cambio en nuestra salud. De hecho, las personas superan muchas veces infecciones de forma inadvertida o asintomática.

El curso de las enfermedades es además muy variado: algunas sólo cursan de forma aguda y el paciente se recupera a veces sin volver a sufrir la enfermedad, mientras que otras son crónicas, de progresión lenta o presentan recurrencias. Tras superar la enfermedad, los pacientes pueden eliminar el microbio del cuerpo o no hacerlo, en cuyo caso se convierten en portadores pudiendo a priori transmitir la enfermedad a personas susceptibles.

La entrada de microrganismo en nuestro cuerpo activa nuestra respuesta inmunitaria. Este hecho no ocurre siempre, pues depende de que nuestro sistema inmune funcione bien (es decir, no ocurre en personas con ciertas inmunodeficiencias) y de que se alcance una determinada cantidad de agente infeccioso en nuestro cuerpo, cosa que no siempre sucede. La respuesta inmunitaria activa numerosas células del sistema inmunitario y, como consecuencia, se producen unas proteínas llamadas inmunoglobulinas (Igs), anticuerpos, que ayudan a eliminar al patógeno al reconocer componentes del mismo denominados antígenos y que se conoce como respuesta serológica. En ésta, las primeras Igs que se producen son de tipo M y duran poco tiempo en sangre; posteriormente el organismo produce de tipo G, más duraderas.

Hechas estas precisiones previas; Jesús Pla, catedrático de Microbiología, y Elvira Román, profesora de Microbiología Clínica e Inmunología del mismo Departamento de Microbiología y Parasitología, de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid, nos comentan cómo son los sistemas de detección del SARS-CoV-2 en este contexto.

Existen dos grandes tipos de métodos para detectar coronavirus SARS-CoV-2 (el agente que causa el Covid-19): aquellos que detectan componentes del virus en una muestra del paciente (antígenos o ácido nucleico) y los que determinan la respuesta serológica del paciente (producción de anticuerpos).

El primer método hace uso de una técnica denominada qRT-PCR en tiempo real (que abreviamos aquí como PCR). En esta técnica, en primer lugar, se convierte el material nucleico del virus, que es RNA, en DNA mediante la enzima transcriptasa inversa (de ahí lo de RT). Posteriormente, se amplifica usando secuencias de DNA específicas frente al genoma viral DNA. Finalmente, se cuantifica el DNA amplificado mediante fluorescencia y se deduce la cantidad inicial (es decir, no amplificada) de material genético del virus. La toma de muestras se realiza habitualmente de la nasofaringe y es sencilla, aunque el procesamiento posterior requiere personal cualificado y equipos costosos que sólo existen en hospitales y centros de investigación. Este sistema es, además, muy sensible, pudiendo detectar cantidades muy bajas de virus. Dependiendo del origen de la muestra (nasofaringe, saliva, lavado broncoalveloar), la cantidad del virus será diferente y también su significado clínico.

Para la detección de la respuesta serológica se usan dos tipos de ensayos. Los denominados "tests rápidos" usan una inmunocromatografía como método diagnóstico. En esta técnica, se emplean soportes sólidos que presentan adsorbidos antígenos (proteínas) del virus en áreas (bandas) concretas del soporte. La difusión de una muestra de sangre del paciente por capilaridad permite retener los anticuerpos del paciente por unión a las proteínas del virus depositadas en el soporte, produciendo una coloración visible que suele ser producida por oro coloidal. Dicha banda se asocia, pues, a la presencia de anticuerpos específicos y algunos tests (pero no todos) permiten distinguir si se trata de IgM o IgG. Estos tests pueden ser razonablemente específicos (detectan sólo antígenos del virus y no de otros asociados a otras infecciones o patologías) y se llevan a cabo en unos 15-20 minutos, lo que permite la toma de decisiones inmediatas al analista. Sin embargo, la técnica suele tener una baja sensibilidad y ello puede dar por negativos a pacientes que no son (falsos negativos).

Existen otro tipo de ensayos serológicos en los que la detección de anticuerpos se realiza en laboratorios y por personal especializado que detectan con precisión el tipo y la cantidad de anticuerpos generados por el paciente (tests de tipo ELISA). Estos sistemas se basan en el uso de enzimas acopladas a anticuerpos comerciales que permiten cuantificar la cantidad de anticuerpos de la muestra, analizándose muchas muestras simultáneamente en placas, aunque su procesamiento no es tan inmediato. Estas técnicas pueden usarse también para la detección de antígenos (proteínas) del virus de forma similar, aun cuando son menos frecuentes.

A la vista de esto, ¿cuál es el sistema ideal para el diagnóstico de la Covid-19 en un paciente sospechoso? Pla y Román destacan que, para responder a esta pregunta, hay que tener en cuenta las limitaciones y la información que proporciona cada una de las técnicas.

La PCR es muy sensible y detecta con una enorme fiabilidad la presencia de material genético del virus. Idealmente, si toda la población pudiera hacerse un test de este tipo simultáneamente o casi simultáneamente, podríamos saber con exactitud quién está o ha estado infectado recientemente. Es obvio que esto no es posible por limitaciones logísticas y económicas.

Existen al menos dos precauciones a la hora de interpretar los resultados de una PCR. Primero, la PCR no diferencia por sí misma el estadio de la enfermedad en que pudiera encontrarse el paciente, o sea, inicio, fase aguda o fase de recuperación a no ser que se correlacione con datos clínicos y con la respuesta de anticuerpos. Segundo, una PCR positiva no implica necesariamente que dicha persona pueda infectar a otra, ya que podría reflejar simplemente la existencia de restos no infecciosos por haber perdido el virus la cubierta, la envoltura o tratarse simplemente de fragmentos del genoma viral.

Los tests serológicos nos informan del tipo y la magnitud de la respuesta inmune del paciente frente al virus y permiten deducir el estadio de la respuesta: los pacientes con IgM+ e IgG- se encontrarían en el estadio inicial, aquellos con IgM+ e IgG+ en el estadio intermedio y finalmente, los que tengan IgM- e IgG+ en el estadio final. En principio, este último valor se asocia a un individuo que ha pasado la infección (no necesariamente la enfermedad) y que sería inmune a nuevas infecciones por SARS-CoV-2. La situación, sin embargo, es más compleja porque, como se ha comentado anteriormente, puede haber pacientes que no generen anticuerpos o no lo hagan en suficiente cantidad para estar protegidos. Y, lo que es más importante, el estado serológico del paciente no nos informa en principio de su capacidad de infectar a otros individuos lo cual se deduce de estudios epidemiológicos que correlacionarán ambas técnicas (anticuerpos, PCR).

La situación óptima epidemiológica sería un individuo IgM- IgG+ PCR-, pues no portaría el virus y sería probablemente inmune por haber sufrido ya la infección. El aumento de estos individuos en una población permitiría alcanzar la llamada inmunidad de grupo. Existen otras combinaciones de IgM, IgG y PCR +/- que requerirían un análisis más detallado.

A la pregunta de qué técnica ha de usarse, no existe una respuesta única: depende de la situación en la que nos encontremos o queramos analizar. Lo ideal sería combinar PCR y respuesta serológica. Desde el punto de vista epidemiológico, hubiera sido deseable haber hecho este tipo de estudios con mucha mayor antelación a la que se hizo en nuestro país, es decir, al inicio justo de la epidemia en España. De hecho, el modelo de Corea del Sur es significativo pues, mediante ensayos rápidos masivos, acompañados de sistemas de rastreo y aislamiento de contactos, lograron frenar de forma significativa la progresión de la epidemia. También es importante considerar que, desde el punto de vista epidemiológico, un estudio de este tipo es una foto instantánea de la población y un individuo negativo hoy usando cualquier técnica puede ser dentro de un tiempo positivo. Y viceversa.

En conclusión, "desde el punto de vista epidemiológico deberíamos estar en la fase de correlacionar estudios a gran escala de serología y PCR para determinar el porcentaje de población que está inmunizado y poder tomar las decisiones que, además de adecuadas científicamente, sean factibles en nuestro país".

FOTO PRINCIPAL: Ejemplo de revelado de un test rápido comercial. A: Depósito de sangre de paciente. B: reactivo M: Banda detección IgM, G: Banda detección IgG, C: Banda Control Test (cantidad suficiente de anticuerpos). En este caso, se supone inmune al paciente.