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¿Cómo se pueden descifrar las introducciones y cadenas de transmisión con base en información genómica?
Para ilustrar la precaria situación de vigilancia molecular en el país, justo ante la coyuntura actual, es interesante verla a la luz de un reciente esfuerzo llevado a cabo por el Centro de Investigaciones en Microbiología y Biotecnología de la Universidad del Rosario (Cimbiur) con colaboradores externos. La investigación corresponde a una observación detallada y multidisciplinar desde la vigilancia epidemiológica y molecular disponible actualmente.
El estudio se enfocó en el brote de Leticia y alrededores, uno de los más agudos que ha tenido el país hasta el momento. Observar un brote en sus primeras etapas y caracterizar las dinámicas espaciotemporales de las poblaciones de virus circulante es fundamental para entender la microepidemiología de la enfermedad, descifrar las cadenas de transmisión y entender si hay factores de contexto o comportamiento que hacen que una variante se vuelva dominante. En mi opinión, la contribución de este artículo es justamente ser la “anatomía de un brote”; una mirada multidisciplinar al caos que vivió la capital del Amazonas colombiano en 2020.
Muchas veces en Colombia pensamos que las últimas tecnologías están disponibles solamente en China o Corea del Sur, pero en Colombia tenemos grupos —y varios— con capacidad para hacer análisis de primer nivel. A mi juicio hay dos problemas. El primero sería la financiación: los grupos trabajan con escasos recursos para poder atender la necesidad de información. Y el segundo sería la implementación en política pública: a pesar de que exista la información, es poco común que se utilice para tomar decisiones.
El crecimiento de casos en Amazonas fue verdaderamente excepcional, pero para nada inesperado. Lo sorprendente es que no hayamos visto más brotes similares —o quizás sí, pero no se han documentado igual— en ciudades intermedias.
Sobre el análisis filogenético no voy a elaborar mucho porque es justamente el campo del grupo líder del proyecto, pero aquí algunas generalidades importantes: se detectó la circulación del virus, como en muchos otros estudios de Colombia e internacionales, mucho antes de que se detectaran los primeros casos. Poco sorprende este hallazgo para este punto, pero es inaudito que no sea una variable a tener en cuenta en las políticas públicas. ¿Por qué, por ejemplo, bajaron tanto las pruebas diagnósticas desde el inicio del pico? Muchos laboratorios que consiguieron recursos propios para hacer pruebas PCR acabaron por cerrarlos pues no les llegaban muestras. Cabe preguntar, ¿cómo habría sido la consabida “reapertura” de la economía si se hubiera aprovechado al máximo este recurso? ¿Por qué, a pesar de que era prácticamente sin costo el trabajo de laboratorio para públicos o privados, a las personas se les negó el derecho a ser diagnosticados?
Esto fue un cambio drástico que, si no estoy mal, fue consecuencia de no hacer pruebas para personas que conviven con la persona diagnosticada y donde también quizás operó el capricho de los funcionarios locales encargados de enviar muestras a los laboratorios. La siguiente gráfica muestra las cadenas de transmisión identificadas para las 59 muestras analizadas (para poner en perspectiva, el estudio con el que se identificaron las variantes de interés en Colombia de la Secretaría de Bogotá y la Universidad de Los Andes contaba con alrededor de 30 muestras).
La información de que el virus circule y no sea detectado por largos periodos —entre uno y dos meses en varios reportes, o incluso más— es importante a la luz de las variantes. ¿Por qué el Instituto Nacional de Salud insistió por tanto tiempo en que las variantes de interés no estaban circulando en el país, a pesar de su risible esfuerzo por encontrarlas?
Fuente. Nextstrain.
Acá un reciente video en el que la directora del INS le proyecta toda la responsabilidad a las secretarías de salud locales y a la población civil.
¿Es acaso muy osado pensar que el Instituto Nacional de Salud, que se vanagloria de ser el laboratorio de referencia del país, no debe hacer recomendaciones de política pública como, por ejemplo, la implementación de medidas no farmacéuticas como cuarentenas generales, localizadas, cierres de fronteras, lineamientos para el regreso a clases, entre un muy largo etcétera? Dado que las medidas a nivel nacional son una serie de criterios para establecer toques de queda, ¿cuál ha sido la evidencia o el rol del Instituto Nacional de Salud o el Ministerio de Salud para determinar esos umbrales? Cabe recordar que a la fecha solo conocemos los modelos epidemiológicos usados por la ciudad de Bogotá, pero ¿dónde podemos encontrar los modelos usados por la Presidencia para definir estos criterios?
Con base en los datos genómicos producidos por el grupo de Cimbiur, el grupo de investigación al que pertenezco, Data Lama llevó a cabo el Análisis Topológico de Datos (ATD) para identificar las dinámicas espaciotemporales. Este análisis lo hemos utilizado para caracterizar las regiones epidémicas de malaria a nivel nacional, y también para identificar las características microterritoriales de transmisión en Guapi. El método, que en cada investigación logramos desarrollar un poco más, permite identificar y clasificar de manera sistemática la heterogeneidad espacial de la transmisión.
En la gráfica superior se logran ver dos cadenas de transmisión identificadas por el ATD, cada una con una distribución espacial diferente. Las aristas entre nodos indican las conexiones entre clusters (por distancias genéticas) sobrelapados en el tiempo, algo así como una combinación de “fuzzy clustering” y análisis de componentes principales. Cada caso apunta hacia el genotipo con mayor centralidad en la red, con lo que variables como centralidad de grado, PageRank e intercentralidad sirven para clasificar lugares según características de transmisión como endémicas, amplificaciones por brotes epidémicos.
Entre otros, se pueden identificar eventos de superdispersión que han sido descritos como cruciales para entender las dinámicas del virus, particularmente en los primeros momentos de un brote —como acá—, y medir la importancia relativa de cada variante en brote y cada eslabón de la cadena de transmisión estimada dentro de las dinámicas poblacionales. Para referencia: una gráfica de diferentes clases de eventos que se pueden identificar con este método en vigilancia molecular (basado en simulaciones) de un borrador que —como tantas otras cosas— ha pasado a un segundo plano en la pandemia.
No resulta sorprendente que no haya más vigilancia molecular en Colombia, y que no se autorice el uso de genotipos y los meta/microdatos si la directora del INS piensa que no sirven para tomar medidas. Quizás identificar las cadenas de transmisión a nivel microterritorial no le parezca importante o quizás no le interese a un instituto de ciencia y a un Ministerio que se han politizado hasta niveles nunca antes vistos en estos gigantes en decadencia, pues se podría prestar para evaluar políticas establecidas sin evidencia, como el día sin IVA (que yo prefiero llamar “covid-friday”), la entrada en operación de vuelos nacionales e internacionales, promoción de turismo, abrir lugares de culto y moteles, por solo mencionar algunos ejemplos.
¿No sería útil, por ejemplo, contar con estimaciones de cadenas de transmisión de estas variantes y saber en dónde se están dando los contagios asociados a cada una de estas variantes? ¿No es clave saber si, al tener más transmisión, están cambiando las características de superdispersión? No es descabellado; Colombia tiene los datos, la capacidad y la gente para poder escalar significativamente la secuenciación genómica y la vigilancia molecular derivada que se hace actualmente. No es fácil, y debo reconocerlo en medio de mis críticas al INS, pues hacen lo que se puede con el presupuesto que tienen. Sin embargo, una de las labores del Ministerio debería ser justamente abogar por más recursos y gestionar políticamente la importancia de la secuenciación. En Estados Unidos, Biden recientemente anunció que destinará 1,7 billones de dólares para secuenciación. ¿Será que Colombia tendrá, también, que esperar un cambio de presidente para hacer un esfuerzo similar?
Acá los datos a nivel nacional para el Reino Unido y Colombia, para tener una referencia. Evidentemente nadie espera que Colombia pueda secuenciar tanto como el Reino Unido —aunque sería una meta interesante—, pero definitivamente estamos muy por debajo de países comparables en PIB y población (como Sudáfrica).
Algunas reflexiones a partir de estos datos:
¿Estaríamos en la misma situación tan preocupante si se hubiera hecho un esfuerzo más grande de parte del Gobierno y no solamente desde las instancias de salud pública? ¿Se podría entender mejor y tomar mejores medidas en este momento si tuviéramos más información sobre la capacidad de inferir cadenas de transmisión en ciudades más grandes? No son necesarios tantos datos ni recursos para tener un panorama infinitamente mejor.
Nota. Este post está basado en una reciente publicación en la que participé como coautor gracias a una generosa invitación y una perspectiva de ciencia abierta y colaborativa de Juan David Ramírez y su grupo de investigación. Las opiniones expresadas en este post son personales y no comprometen a los demás autores de la publicación. El trabajo, por el contrario, fue un esfuerzo mancomunado y liderado por Juan David y financiado en gran parte por proyectos especiales de la Universidad del Rosario. Gráficas tomadas del artículo. Referencia:
Ballesteros, N., Muñoz, M., Patiño, L. H., Hernández, C., González-Casabianca, F., Carroll, I., […] & Ramírez, J. D. (2021). Deciphering the introduction and transmission of SARS-CoV-2 in the Colombian Amazon Basin. PLOS Neglected Tropical Diseases, 15(4), e0009327.
