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Ciencia Sociedad

Protocolo Colombia: soberanía científica

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20/06/2020
Por: Jennifer Restrepo de la Pava- Periodista

Nuevos avances experimentales asociados al Protocolo Colombia representan gritos de «independencia» de la ciencia criolla en la batalla contra el coronavirus. Gracias a ellos los científicos colombianos podrían realizar diagnósticos con insumos económicos hechos en casa y explorar la producción de anticuerpos o contribuir al desarrollo de una vacuna.
 

La base de operaciones del Protocolo Colombia es el Laboratorio de Genética, Regeneración y Cáncer, ubicado en la SIU. Fotografías: Juan Pablo Hernández Álvarez. 

La producción y purificación inicial de nueve proteínas recombinantes: ocho enzimas —materia prima para las pruebas moleculares de covid-19—y la clonación de un fragmento de la proteína viral S del SARS-CoV-2, abren las puertas para que en Colombia se realice un diagnóstico del coronavirus más económico y con insumos fabricados en el país. Asimismo, permitiría una exploración más profunda del virus para el desarrollo de anticuerpos, medicamentos e, incluso, una posible vacuna.

La «independencia enzimática» y la clonación de esta proteína viral son los avances científicos más recientes de los investigadores de la Universidad de Antioquia, que trabajan en la iniciativa Protocolo Colombia. Ambos adelantos son un hito para la ciencia colombiana, pues significan que, en el marco de esta emergencia mundial, el país logra fabricar insumos necesarios para las pruebas moleculares de covid-19. El fragmento de proteína es, a la vez, esencial para la infectividad del virus, permitiendo explorar nuevas alternativas para combatirlo.

Los científicos están avanzando en ensamblar los paquetes para las pruebas diagnósticas que, para que se puedan usar en la comunidad, deben ser previamente validados por las autoridades competentes. «El Protocolo Colombia representa los fundamentos científicos, pero las enzimas son la materia prima para el diagnóstico del virus. Armar los kits de detección es el producto final para lograr una soberanía diagnóstica. Después de diseñado y desarrollado el Protocolo Colombia, con cooperación académica y científica nacional e internacional logramos producir las diferentes enzimas. Pero es la clonación del fragmento de la proteína spike la que nos ha permitido abrir una nueva puerta para explorar en inmunogenicidad, producción de anticuerpos y hasta vacunas», explicó el líder del Protocolo Colombia y profesor de la Escuela de Microbiología, Gustavo Adolfo Gámez de Armas.

Además de proponer diferentes alternativas versátiles y económicas para la detección de SARS-CoV-2, el Protocolo Colombia también permite llegar a niveles de detección específicos y sensibles que ayudarían en el estudio de portadores asintomáticos, sin tener reactividad cruzada con otros coronavirus humanos y de animales. Este protocolo proporciona una ayuda para combatir problemas de contaminación experimental en los laboratorios donde se ejecutan los procedimientos de diagnóstico, los cuales eventualmente pueden generar falsos positivos en las pruebas. Actualmente, el Protocolo Colombia se encuentra en etapa de validación nacional e internacional.

Enzimas, las libertadoras

¿Por qué son tan importantes las enzimas en esta batalla? Las enzimas son proteínas consideradas aceleradores biológicos de la velocidad de las reacciones bioquímicas de los seres vivos. El Laboratorio de Bio-Economía Abierta —iniciativa internacional para el acceso abierto de la biotecnología—, describe las enzimas como caballos de batalla de la biología molecular que se usan comúnmente para la detección y modificación de material genético como el DNA y el RNA.

«Pensemos en las pruebas de detección de la covid-19 como un edificio en construcción: los planos son el molde de RNA viral, y los nucleótidos los adobes con los que se construyen las nuevas moléculas de DNA para la detección. Pues bien, las enzimas son los trabajadores de la obra que unen uno a uno los bloques, de manera organizada, formando las cadenas. Es decir, si a Colombia tenemos que importar albañiles desde Alemania, todas nuestras construcciones serán costosas. Por eso es importante nuestra independencia enzimática y científica», explicó el biólogo molecular.

Colombia depende de la importación de enzimas, lo cual puede ser costoso y demorar hasta dos meses. Esto pone al país en desventaja frente a los demás que cuentan con manufactura local. Las enzimas se pueden adquirir o producir, garantizando la llamada independencia enzimática.

El material genético del virus SARS-CoV-2, responsable de la pandemia por covid-19, es de RNA. Para detectarlo, los científicos deben convertirlo primero en cDNA —una especie de copia de ese RNA original—. Esa conversión la hace una enzima llamada retrotranscriptasa.

«Con la Red de Colaboración de Reactivos —Reclone—, logramos conseguir un plásmido que contiene la información de la retrotanscriptasa para producirla. La enzima fue diseñada en el Ellington Lab  de la Universidad de Texas - Austin y enviada a Colombia para purificarla y evaluar la factibilidad de la producción local de algunos reactivos que necesitamos para el diagnóstico del virus», explicó la profesora e investigadora de la Escuela Ciencias de la Vida de la Universidad EIA, Nathalia Flórez Zapata, participante de la iniciativa sin ánimo de lucro Reclone, y quién compartió el plásmido con el equipo de investigadores de la UdeA.

Sin embargo, la base de operaciones del Protocolo Colombia es el Laboratorio de Genética, Regeneración y Cáncer, ubicado en la Sede de Investigación Universitaria, SIU, y liderado por el profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Jean Paul Delgado Charris, quien trabaja principalmente con la regeneración genética de salamandras. Este laboratorio cuenta con iniciativas y proyectos encaminados a fortalecer los recursos genéticos como herramientas de biología molecular e ingeniería genética.

Grupo de investigación Genética, Regeneración y Cáncer. Foto: Juan Pablo Hernández Sánchez.

«Reproducimos dos variantes de una retrotranscriptasa clonada hace 20 años, ya estamos en capacidad de hacer la retrotranscripción con proteína construida localmente. Los grupos de investigación del Pecet y el Lime —de la Facultad de Medicina—la están probando para un diagnóstico en paralelo y, efectivamente, sirve para aplicaciones de diagnóstico bajo todo el rigor científico y administrativo que esto requiere. Adicionalmente tenemos planeado producir tres enzimas más», destacó Delgado Charris.

De acuerdo con Gámez, la producción local de enzimas se hará basada en acuerdos de confidencialidad, cooperación y beneficio a la comunidad sin ánimo de lucro. «Las enzimas no se van a vender, sirven para desarrollar docencia e investigación», señaló.

Producción de proteínas y antígenos virales

Entre las cuatro proteínas del genoma del coronavirus SARSCoV-2 está la spike que, además de ser la encargada de darle forma de corona al virus, tiene azúcares unidos a su superficie y actúa como puente de unión entre el virus y su receptor en el huésped humano. Asimismo, el dominio receptor de spike es el blanco de los anticuerpos antivirales y varias de las vacunas en desarrollo contra el SARS-CoV-2.

Gracias al aislamiento en laboratorio del virus SARS-CoV-2, realizado en abril por el Grupo de Inmunovirología de la Facultad de Medicina, el profesor Gámez y los miembros del Grupo de Investigación de Genética, Regeneración y Cáncer, usaron el material genético para clonar esta primera proteína antigénica viral.

Con este nuevo campo del Protocolo Colombia se podrían realizar ensayos de inmunogenicidad, producción de anticuerpos y de otros antígenos importantes del virus con las otras tres proteínas —E, M y N— del genoma del coronavirus. «Así que en lo sucesivo, podremos producir proteína muy pura para generar cristales de estructuras virales y profundizar aún más, desde la universidad pública, en el estudio de la arquitectura macromolecular de este agente pandémico viral», señaló el profesor Gámez.
 

  • Esta independencia enzimática es producto de relaciones con cooperantes científicos internacionales como el SciLifeLab del Karolinska Institute y el The Francis Crick Institute.
     
  • La producción local de enzimas se hará con el apoyo financiero de empresas del sector privado, como Celsia, que se ha unido a la estrategia «Amigos del Protocolo Colombia», realizando donaciones económicas importantes con el fin de adquirir los equipos robustos y los insumos necesarios para cubrir los gastos básicos de una producción masiva.
     
  • El profesor Gámez, en acuerdo cerrado con la Universidad de Greifswald de Alemania, produce proteínas recombinantes como las DNA polimerasas para sus trabajos con neumococo.
     
  • Los trabajos de biología estructural son realizados con cooperantes de la Universidad de Princeton y el Instituto de Química-Física Rocasolano.
     

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