Uso de redes neuronales para identificar mutaciones que afectan la multiplicación del virus SARS-CoV-2
Según un estudio que acaba de publicarse en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
- El estudio, que ha contado con la participación de la Fundación Jiménez Díaz y de su Instituto de Investigación Sanitaria (IIS-FJD), ha revelado la aparición incipiente de variantes de coronavirus con propiedades biológicas alteradas en pacientes de Covid-19
- Estas mutaciones, hasta ahora inadvertidas por su baja proporción en los pacientes infectados, han sido detectadas gracias a una técnica de secuenciación ultra-profunda
Equipos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Politécnica de Madrid y la Fundación Jiménez Díaz, así como de su Instituto de Investigación Sanitaria (IIS-FJD), han revelado en pacientes de Covid-19 la aparición incipiente de variantes de coronavirus con propiedades biológicas alteradas.
El estudio, que acaba de ser publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, utilizó muestras de virus aislados de pacientes de la primera ola de Covid-19 en Madrid, sobre las que se aplica una técnica de secuenciación ultra-profunda para identificar mutaciones presentes en muy baja proporción. En cada paciente infectado se hallaron multitud de mutaciones cuya relación de parentesco se analizó mediante mapas de redes neuronales. Este procedimiento, basado en técnicas de computación avanzada, permite visualizar en forma de mapas tridimensionales las secuencias con distintas mutaciones, la distancia evolutiva entre secuencias y la frecuencia con la que se encuentran en cada paciente.
El foco se fijó sobre la proteína que permite la multiplicación del virus, llamada polimerasa, y en la proteína responsable de inducir la producción de anticuerpos que pueden proteger frente a enfermedad grave.
La investigación ha demostrado que algunas de las mutaciones son capaces de modificar la velocidad con la que se multiplica el virus. Para confirmar este efecto, se purificó la polimerasa del virus y se comprobó que su capacidad de copiar el material genético del virus varía considerablemente entre las polimerasas mutantes que de modo incipiente surgen en los virus de los pacientes. Estas mutaciones hasta ahora habían pasado inadvertidas por su baja proporción en los pacientes infectados.
El estudio ha sido codirigido por Soledad Delgado, Celia Perales, Nuria Verdaguer y Esteban Domingo, y ha contado con la participación del Dr. Ignacio Gadea, jefe del Servicio de Microbiología de la Fundación Jiménez Díaz e investigador del IIS-FJD. En el consorcio participan también investigadores de la Universidad Complutense de Madrid, la Northwestern University de Estados Unidos y la consultora internacional Management Solutions. Su éxito se ha basado en el marcado carácter interdisciplinar de la investigación, en la que se han aunado un amplio abanico de conocimientos que abarcan desde la medicina a la biología estructural y la bioinformática.
Los resultados han puesto de manifiesto que la capacidad de variación de este coronavirus es mucho mayor de lo que se sospechaba, con una rápida proliferación de mutantes de comportamiento distinto. Ello obliga a buscar tratamientos más eficaces, que es uno de los objetivos que tiene planteados actualmente el consorcio.
Referencia:
Soledad Delgado, Pilar Somovilla, Cristina Ferrer-Orta, Brenda Martínez-González, Sergi Vázquez-Monteagudo, Javier Muñoz-Flores, María Eugenia Soria, Carlos García-Crespo, Ana Isabel de Avila, Antoni Duran-Pastor, Ignacio Gadea, Cecilio López-Galíndez, Federico Morán, Ramón Lorenzo-Redondo, Nuria Verdaguer, Celia Perales, and Esteban Domingo. (2024). Incipient functional SARS-CoV-2 diversification identified through neural network haplotype maps. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
DOI number 10.1073/pnas.2317851121 (www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2317851121
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El Instituto de Investigación Sanitaria de la Fundación Jiménez Díaz
El Instituto de Investigación Sanitaria de la Fundación Jiménez Díaz (IIS-FJD, UAM), integrado por el Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), y con sede también en los hospitales universitarios Rey Juan Carlos (Móstoles), Infanta Elena (Valdemoro) y General de Villalba, en colaboración con otras entidades como el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), tiene como principal objetivo mantener el prestigio como centro de excelencia en la investigación biomédica dentro del Sistema Nacional de Salud, impulsando su desarrollo y considerando la ciencia y la tecnología como elementos básicos para la creación de riqueza y de bienestar social.
El Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz
El Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz, fundado hace más de 80 años por el Dr. Carlos Jiménez Díaz, mantiene un concierto con la sanidad pública desde el año 1953, por el que presta servicio sanitario público a la sociedad española.
Siguiendo los compromisos del grupo al que pertenece, Quirónsalud, sus profesionales llevan a cabo labor asistencial, docente e investigadora. Así, mantiene acuerdos con la Universidad Autónoma de Madrid, entre otras entidades, y cuenta con su propia Escuela de Enfermería. Su Instituto de Investigación Sanitaria fue creado en 2009 por Convenio con la UAM y acreditado en 2010 y reacreditado en 2015 y 2020 por el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) para un periodo de cinco años.
