lunes, 10 de marzo de 2014

CSI: detectives microbianos


Seguir el rastro del virus para saber quién infecta a quién

Si sigues la serie de CSI habrás visto como Grisson y su equipo son capaces de dar con el malo de la película analizando “las epiteliales” que se deja en la escena del crimen. Mediante técnicas de secuenciación del DNA y análisis bioinformático, los investigadores son capaces de demostrar que una muestra biológica concreta es tuya. La probabilidad de acertar es tan alta, que estas pruebas ya son empleadas en los juicios y sirven para condenar (o absolver) al presunto criminal. Esto se hace con el DNA de las células de la piel, por ejemplo, pero ¿podemos seguir la pista de una infección, de un microbio, y demostrar dónde y por quién comenzó la infección?.



En febrero de 1998 se detectaron una serie de casos de infección por el virus de la hepatitis C entre pacientes que habían sufrido algunas pequeñas intervenciones quirúrgicas en Valencia (España). A partir de esos casos se realizó un estudio epidemiológico muy exhaustivo, se examinaron los expedientes de un total de 66.000 personas que habían tenido algún tipo de intervención en los hospitales donde se sospechaba que había ocurrido la infección. Se confirmó un brote de hepatitis C en cientos de pacientes. El único factor en común en todas las personas con hepatitis C fue un anestesista que les atendió en el quirófano y que, por lo visto, se inyectaba él mismo un poco de anestesiaba antes de la operación y luego con la misma aguja anestesiaba al paciente. El anestesista era portador del virus de la hepatitis C. En 2007, el juez encontró culpable a este médico de infectar intencionadamente al menos a 275 personas con el virus, cuatro de las cuales fallecieron por complicaciones debidas a esta infección. El anestesista fue condenado a 1.933 años de cárcel, aunque probablemente solo permanezca 20, según la legislación actual.

Para probar su inocencia, el anestesista afirmaba que en realidad él era quien había sido infectado por alguno de los pacientes y no al revés. ¿Se puede probar científicamente esta afirmación?, ¿podemos estar seguros de que el inicio de todas las infecciones fue el virus del anestesista o, como afirmaba él, él es uno más de la cadena de infectados?, ¿tenían los virus de todos los pacientes un origen común, y este era el anestesista?, ¿quién infectó a quién?, ¿quién fue el origen de todo, el culpable?.

El asunto no es fácil. El virus de la hepatitis C tiene una capacidad de variación enorme, puede mutar increíblemente rápido, evoluciona a una gran velocidad. Por eso, lo que no se espera es que las secuencias de los genomas de los virus de distintas personas coincidan exactamente. Dentro de un mismo paciente con hepatitis C, podemos encontrar distintas pequeñas variantes genéticas del virus en distintas zonas del cuerpo o a lo largo del tiempo de la infección. Por eso, encontrar una relación filogenética, una relación entre los virus, demostrar el orden de aparición temporal de distintos virus, demostrar si los virus de los paciente provenían del anestesista, no ha sido una tarea sencilla. No se trata por tanto de comparar simplemente las secuencias de los genomas para ver si son iguales, sino que hay que diseñar métodos para ver la relación “familiar” entre los virus.


(Bhattacharya, S. (2014). Science in court: Disease detectives. Nature, 506 (7489), 424-426)

Investigadores de la Universidad de Valencia han aportado evidencias científicas que demuestran que el origen estuvo en el anestesista. Mediante técnicas de filogenética forense (secuenciación del genoma y análisis bioinformático) han analizado cerca de 4.200 secuencias virales. Analizaron 11 muestras de virus de cada una de las 321 personas que se sospechaba que podían haber sido infectadas por el anestesista, y de 42 personas de la misma zona con hepatitis C pero sin relación alguna con el anestesista (estas muestras se emplearon como controles negativos). Todas se compararon con las secuencias del virus del anestesista. Así, trazaron cómo ha sido la evolución del virus y pudieron “dibujar” su árbol familiar, como un árbol genealógico familiar del virus. Este árbol filogenético ocupaba nada menos que 11 metros de papel impreso!

Analizando los datos, determinaron la probabilidad de que cada persona hubiera sido infectada por el anestesista frente a la probabilidad de que la fuente de infección no tuviera nada que ver con él. En la mayoría de los casos la probabilidad de que el anestesista fuera la fuente de infección fue mayor de 105, en algún caso llegaba a ser de 6,6 x 1095!. Como este virus evoluciona tan rápidamente, los investigadores fueron también capaces de estimar las fechas en las que pudieron ocurrir las infecciones, desde enero de 1987 a abril de 1998, lo que coincidía con los datos epidemiológicos.

Las probabilidades de que el origen de la infección fuera el anestesista eran altísimas y las fechas coincidían. Estos resultados ayudaron al juez a determinar una relación directa con el anestesista en 275 casos. Pero además, estos mismos análisis han permitido demostrar que otros 47 casos sospechosos al final no tenían nada que ver con el virus del anestesista, la fuente de infección en estos casos no fue el médico.

De todas formas, siempre hay que ser cautos, aunque con estas técnicas puedes descartar totalmente que dos muestras tengan relación y demostrar así que una persona NO es culpable, nunca puedes probar la culpabilidad al 100%. Los resultados de la filogenética forense no son siempre definitivos, pero en este caso aportaron pruebas irrefutables que confirmaban los datos epidemiológicos y ayudaron al juez a un veredicto justo y veraz.





Información adicional:
El virus de la hepatitis C pertenece a la familia de los Flavivirus, posee envoltura y un genoma tipo RNA de una sola hebra (sentido positivo) de unos 9,6 kb. El genoma codifica para una poliproteína de cerca de 3.000 aminoácidos, que se procesa y da lugar a tres proteínas estructurales y siete reguladores. La región genética E1-E2 es la más hipervariable. Se han descrito 11 genotipos diferentes del virus. Además, cada genotipo tiene diferentes subtipos. La distribución geográfica de estos genotipos y subtipos es variable. Existen unos 160 millones de personas en el mundo infectadas por el virus de la hepatitis C, cerca del 80% desarrollan una hepatitis crónica, que en muchos casos es asintomática.  El 20% pueden desarrollar complicaciones series como cirrosis y cáncer de hígado. El virus se trasmite principalmente por contacto sanguíneo. 

González-Candelas, F., et. (2013). Molecular evolution in court: analysis of a large hepatitis C virus outbreak from an evolving source BMC Biology, 11 (1) DOI: 10.1186/1741-7007-11-76 

Bhattacharya, S. (2014). Science in court: Disease detectives. Nature, 506 (7489), 424-426

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