sábado, abril 04, 2020

Covid-19 / SARS-Cov-2


Vamos a aprovechar y aprender un poco, para ello voy a resumir lo que me parece más significativo en relación con la pandemia del SARS-CoV-2 :
  • Virología : La virología ( una rama de la microbiología) es el estudio de los virus – partículas submicroscopicas de material genético (ADN o ARN) contenido en una cápside de proteínas – así como de los Virus-like particle. Esta rama de la biología se centra en los siguientes aspectos: estructura, clasificación y evolución, mecanismos de infección y explotación de la célula hospedera con fines reproductivos, interacción con la fisiología del organismo infectado e inmunidad, enfermedades causadas, técnicas de aislamiento y cultivo, terapia génica, y utilización en investigación y desarrollo. La virología es considerada un sub-campo de la microbiología y la medicina.
  • Cultivo in vitro : En 1.954 se entregó el premio Nobel a T.Huckle por el descubrimiento del cultivo in vitro.
  • Patogénesis viral : El estudio de la manera en que los virus causan la enfermedad.
  • Virulencia : El grado en que un virus causa la enfermedad.
  • Virus : 
    • Es una entidad replicativa que parasita las células y se reproduce en ellas, no tienen metabolismo propio, por ello muchos científicos nos los consideran  seres vivos.
    • Se conocen miles de especies de virus, pero se estiman que hay cientos de millones de ellas
    • Los virus infectan a humanos, plantas, animales, hongos y microorganismos.
    • Por lo general tienen un tamaño menor que las bacterias, entre 20 y 300 nanometros. Su estructura y formas son muy variadas.
    • Están compuestos por su material genético ARN o ADN, una cubierta o capsida de proteínas, y en algunos casos una membrana lipídica con proteínas insertadas en ella.
  • ARN  (Acido RiboNucleico, en ingles : RNA) : En los organismos multicelulares desempeña varias funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo y se sirve de ARN para transferir esta información durante la síntesis de proteínas (producción de proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica.
  • ADN (Acido DesoxirriboNucleico, en ingles DNA) : El ADN es un acido nucleico que contienen todas las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los seres vivos y algunos virus : también es responsable de la transmisión hereditaria.
  • Coronavirus / Orthocoronavirinae : Es una subfamilia de  virus ARN monocatenario positivo perteneciente a la familia Coronaviridae. El tamaño de sus genomas varia entre los 26 y 32 kilonucleotidos, siendo así los más grandes de los virus nucleotidos. Se subdivide en Alfa-, Beta-, Gamma- y Deltacoronavirus. Estos incluyen genogrupos filogeneticamente similares de virus con una nucleocápsude de simetría helicoidal envuelta. Se les llama coronavirus por la corona de puntas que se ve alrededor de la la superficie del virus. Miden entre 120 y 160 nm de diámetro. 
    • Hasta la fecha (06/03/2.020) se han registrado 39 variantes de coronavirus.
    • Los alfacoronavirus incluyen :
      • los subgrupos 1a y 1b : cuyos integrantes más representativos son el coronavirus humano 229E, el H-CoV-NL63.
      • la nueva especie alfacoronavirus 1, que incluye el virus de la gastroenteritis transmisible porcina TGEV
    • Los betacoronavirus incluyen :
      • los subgrupos 2a y 2b que tienen como especies las especies de coronavirus murino
    • Los alfa- y betacoronavirus provienen del pool genético que tiene a murciélagos como huésped
    • Los gamacoronavirus incluye a todos los coronavirus aviares identificados hasta 2.009
  • Coronavirus / Historia natural : El antepasado  común  reciente de los coronavirus se ha encontrado en el siglo IX a. C. Estudios realizados durante 1.990 lograron datar los ancestros comunes más recientes de los géneros de coronavirus desde el año 3.000 a.C.
    • De acuerdo a estos estudios, en ese entonces el factor principal de la fuente del coronavirus era la sangre caliente, particularmente de los murciélagos y pájaros. El coronavirus bovino se separó de la especie equina coronavirus al final del siglo XVIII. El coronavirus bovino y el coronavirus humano OC43 se separaron en 1.899. Otra estimación sugiere que el coronavirus humano OC43 divergió del coronavirus bovino en 1.890. El coronavirus bovino y el canino respiratorio con divergieron de un ancestro común en 1.951. El ancestro común más reciente del coronavirus humano OC43 ha sido fechado en la década de 1.950. El síndrome respiratorio coronavirus de Oriente Medio, aunque relacionado con varias especies de murciélagos, parece haber divergido de estos hace varios siglos. El coronavirus de murciélago está más estrechamente relacionado con el coronavirus del SARS, del que se separó en 1.986
  • Coronavirus : Humanos : 
    • Los coronavirus humanos se identificaron en las fosas nasales de pacientes con resfriado común en la década de 1.960.
    • Estos virus fueron posteriormente nombrados 229E y CO43
    • Existen registros de siete cepas de coronavirus relacionados  con enfermedades respiratorias en humanos (HCoV):
      1. Coronavirus humano 229E
      2. Coronavirus humano OC43
      3. SARS-CoV
      4. Coronavirus humano NL63
      5. Coronavirus humano HKU1
      6. Cononavirus del sindrome respiratorio de Oriente Medio ( MERS-CoV)
      7. SARS-CoV-2 ( 2.019-nCoV)
  • El virus SARS-CoV-2 : Pertenece a la familia coronaviridae al igual que , SARS-CoV y MERS-CoV. Tiene genoma de RNA de cadena sencilla y unos 29.900 nucleotidos y presenta membrana lipídica. El tamaño varia entre 90 y 120 nm.
    • El SARS-CoV-2 es de origen animal, aunque en ninguna especie se ha encontrado un coronavirus idéntico o similar al que esta causando en 2.020 la pandemia en las personas.
    • Algunas especies de murciélagos y los pangolines son reservorios de virus bastante parecidos al SARS-CoV-2. Pero los murciélagos estaban hibernando en China cuando se detectaron los primeros casos en humanos.
    • El análisis de los datos disponibles sobre el genoma de este virus muestra que es imposible que se haya producido en un laboratorio entre otras cosas porque :
      • El SARS-CoV-2 tiene diferencias de secuencia claves respecto a otros coronavirus conocidos que pudieran haberse usado como base para sintetizar artificialmente este nuevo virus.
      • La zona de la proteína de las espiculas virales (S) que une al receptor celular tiene una secuencia diferente de la del SARS-CoV-1, y no es la que correspondería a un diseño artificial basado en análisis computacionales.
    • Todas las pruebas indican que este virus surgió por selección natural o evolucionando en otro animal antes de ser transferido a humanos, o bien evolucionando en los humanos tras su transferencia.
  • El SARS-CoV-2 interacciona a través de sus espículas con una proteína de la membrana celular (ACE2) que actúa como receptor o "puerta de entrada".
  • La ACE2 cataliza la conversión de  angiotensina y es responsable de funciones como la regulación de la presión sanguínea, la función cardíaca o la función pulmonar.
  • La fusión de las membranas libera la nucleocápsida viral al citoplasma de la célula receptora. Las proteasas celulares degradan la cápsida y liberan el ARN genómico viral.
  • Ese ARN viral es traducido por los ribosomas celulares, se producen las proteínas virales y se ensamblan nuevas partículas virales, que salen de la célula listas para infectar a las siguientes.
  • Nucleotido : son moléculas orgánicas formada por la union covalente de un monosacarido de cinco carbonos, una base nitrogenada y un grupo fosfato. El nucleosido es la parte del nucleotido formada únicamente por la base nitrogenada y la pentosa.
    • Son los monómeros de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) en los cuales forman cadenas lineales de miles o millones de nucleotidos, pero también realizan funciones importantes como moléculas libres ( por ejemplo, el ATP o el GTP ).

  • Epidemiologia :
  • Modelos epidemiológicos :
    • los modelos compartimentalizados simples (Modelo SIR): La población, bajo un conjunto de supuestos restrictivos, se clasifica en tres estados posibles: susceptibles (S), infecciosos (I) y recuperados (R). Se establecen las posibles transiciones entre los estados  posibles y se deriva la evolución de la enfermedad en la población a partir de un conjunto de ecuaciones diferenciales. De aquí sale el concepto de número de reproducción básico o R₀: el número de casos esperable, en promedio, a partir de un primer infectado en una población completamente sana. Es sencillo de asimilar: si R₀ es menor que uno, el patógeno tenderá a la extinción. Si, por el contrario, R₀ es mayor que uno, nos encontraremos con una potencial crisis epidémica. Valores mayores de R₀ sugieren infecciones más virulentas.
      • Este modelo está limitado por que no tiene en cuenta aspectos demográficos, la población es una constante.
      • El estado recuperado (R) sirve por igual para modelar curados y fallecidos. Solo importa que el individuo no sea capaz de infectar.
      • El parámetro R0 no es un valor único, si no un rango de valores.
      • Para el COVID-19 se tiene un R0 estimado entre 1,4 y 4,2 según fuentes (1 persona puede infectar entre 1,4 y 4,2 personas )
    • Sobre la base del modelo SIR  se han introducido nuevos estados, que han dado lugar  nuevos modelos :
      • Expuestos : modelo SEIR
      • Si existe inmunidad previa, heredada, o maternal : Modelo MSIR
      • Si la inmunidad es temporal : Modelo SIRS
    • El grupo de investigación MOMAT del instituto de Matemática Interdisciplinar de la Univ. Complutense de Madrid está trabajando a contrareloj en un nuevo modelo epidemiológico del tipo Thetha-SEIHRD. Los estados que tiene en cuenta son :
      • Susceptibles (S): Personas no infectadas.
      • Expuestas (E) : personas que incuban la enfermedad asintomáticas pero que transmiten la enfermedad.
      • Infectados detectados (Id) : personas con síntomas en el sistema de las autoridades sanitarias.
      • Infectados no detectados (Iu): personas infectadas pero no detectadas
      • Hospitalizados o en cuarentena domiciliaria (Hr) : contabilizado por las autoridades, todavía pueden infectar a otros
      • Hospitalizados que morirán ( Hd ): También capaces de seguir infectando
      • Fallecidos (D)
      • Recuperardos (Rd) recuperados en el hospital. Han desarrollado la inmunidad, y al menos temporalmente, no seguirán propagando la enfermedad.
      • Recuperados(Ru) : las mismas condiciones que Rd pero no detectados
    • El modelo define toda una serie de parámetros que permite tanto su calibración como la especificación de medidas concretas para el control sanitario de la pandemia del CoVid-19.
    • Ver articulo más abajo  :  La evolución de la pandemia ... 
  • Citoquinas : Son proteínas de bajo peso molecular esenciales para la comunicación intercelular. Estas proteínas controlan muchas funciones fisiológicas criticas como : diferenciación y maduración celular, inflamación y respuesta inmune local y sistémica, reparación celular .... 
  • Macrofagos : son células del sistema inmunitario que se localizan en los tejidos. Pueden ingerir y destruir bacterias, células dañadas y eritrocitos gastados. Este proceso se llama fagocitosis.
  • Gripe : es una enfermedad infecciosa causada por el influenzavirus A o el influenzavirus B, ambos de la familia Orthomyxoviridae.
  • Orthomyxoviridae : Esta familia incluye varios géneros de virus que infectan a diferentes animales :
    • Influenzavirus A : Aves y humanos, equinos, suinos, visón, focas, ballenas
    • Influenzavirus B : humanos y focas solamente
    • Influenzavirus C : Humanos y suinos
    • Isavirus : Salmón, trucha arcoíris y otras variedades de salmón
    • Thogotovirus
    • Morfologia : 
      • son de un tamaño entre 80 y 120 nm
      • Se caracteriza por presentar una envoltura y ser isométrico, con la siguiente morfología ( del interior al exterior ) :
        • Ribonucleoproteínas ( 8 segmentos en tipos A y B, 7 en C)
        • ARN-Pol dependiente de ARN
        • Proteina NS2
        • Proteina de la matriz 
        • Glicoproteínas de membrana : Hemaglutinina ( HA) y neuraminidasa(NA). La HA es responsable de la adhesión a la célula hospedadora al unirse a los residuos de acido sialico de la membrana plasmática. La NA posee actividad enzimática y rompe el enlace entre la HA y el receptor celular.
  • Virión : En microbiologia se denomina virión a la partícula vírica morfologicamente completa e infecciosa.
  • Suino : Los suinos o suiformes son un suborden de mamíferos artiodáctilos que incluyen a los cerdos y a los pecaríes.
  • CRISPR : La tecnología CRISPR es una herramienta molecular utilizada para "editar" o "corregir" el genoma de cualquier célula. Eso incluye, las células humanas. Hablamos de una tijeras moleculares capaces de cortar cualquier molécula de ADN de forma precisa y controlada. 
    • ¿ cómo funciona ? : En la variante más simple, se inyecta en la célula ARN que codifica una proteína llamada Cas9 y una secuencia de reconocimiento. La célula emplea el ARN para sintetizar la proteína, la cual se pone a trabajar junto con el ARN de reconocimiento añadido: Cas9 corta el ADN de doble cadena exactamente donde el fragmento de ARN asociado le indica que lo haga. Dado que es posible sintetizar artificialmente cualquier secuencia de ARN, tal combinación permite cortar cualquier genoma en cualquier lugar, al menos teóricamente.
  • Tratamiento SAR-Cov2 La técnica CRISPR : 
    • en este caso se está utilizando la proteína Cas13d capaz de cortar el ARN (SARS-Cov2 es un coronavirus estos virus son ARN) .
    • Para la CoVid-19 se ha probado el sistema PAC-MAN ( ver articulo más abajo : Development of CRISPR .... ) .
    • La idea es limitar la replicación del virus, reconociendo su ARN y troceandolo para evitar que se reproduzca.
  • Otras fuentes de información, no incluidas en el resumen :
  • Otra información :
    • Información de ministerio español de sanidad (informe : información científico técnica ... ) : link
    • Como ataca el virus SARS-Cov-2 : link
    • Un articulo interesante del post-CoVid 19 : Link
    • Una articulo que da una visión general de la situación del virus : Link
    • Development of CRISPR ... : Link
    • Interpretación de las pruebas de anticuerpos : Link
    • Articulo interesante de como se hacen vacunas : Link
    • Interesante como comprobar el efecto de intervenciones no farmacéuticas (NPI en inglés)  (distancia social, etiqueta al estornudar ...) : Link
  • Actualización 04/01/21
    • un interesante articulo del El Pais acerca del funcionamiento de la Vacuna de ARN mensajero : Link
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