Tecnología mexicana contra el Ébola

Por Everardo González González
Artículo de divulgación

Así como el COVID19, este virus también ha provocado preocupación a nivel mundial por su fácil propagación y su alta letalidad. La tasa de letalidad del virus del Ébola ha sido mayor al 90% en algunos eventos epidémicos. En la actualidad se ha reducido a 68% según datos oficiales de la Organización Mundial de la Salud (OMS) debido a una significativa mejoría en las estrategias de atención a los pacientes. No existen vacunas o fármacos aprobados contra el Ébola. La atención médica que se brinda a las personas infectadas es solo de mantenimiento, esperando que el sistema inmune del paciente responda para controlar y eliminar la infección.

En el 2013 inició la mayor epidemia de Ébola en la historia moderna, una que causó más de 11,000 muertes. Ahora estamos frente a un nuevo brote localizado en el Congo y que recientemente se propagó a Uganda. El continente africano ha sido históricamente el más afectado por el virus del Ébola; precisamente fue en África donde se identificó por primera vez, y su nombre se debe por la cercanía al río Ébola en el Congo.

El virus del Ébola pertenece a la familia Filoviridae. Hasta el momento se han identificado cinco especies de virus del Ébola: Bundibugyo (BDBV), Zaire (EBOV), Reston (RESTV), Sudan (SUDV), y Taï Forest (TAFV). La especie responsable de los últimos brotes es la de Zaire. La transmisión del virus de reservorios animales al ser humano principalmente ocurre por el consumo o contacto con animales salvajes, y la propagación en las poblaciones humanas es causada por la transmisión de persona a persona.

A consecuencia de los brotes epidémicos recientes de Ébola, los gobiernos de múltiples países, empresas farmacéuticas y grupos de investigación han invertido más recursos en el desarrollo de tecnologías para su diagnóstico y tratamiento. En octubre del 2019 la Administración de Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) aprobó una primera prueba de diagnóstico rápido para infección por Ébola llamada OraQuick®Ébola. Esta prueba solo diagnostica la enfermedad en las etapas avanzadas de la infección, y requiere una prueba confirmatoria para el diagnóstico definitivo.

Nuevas herramientas de diagnóstico

Ante la situación actual, impera la necesidad de desarrollar herramientas de diagnóstico y tratamiento contra el Ébola. Las características de las herramientas ideales que se requieren para combatir y contener al virus son un manejo sencillo, un costo accesible, eficiencia, rapidez y portabilidad.

El Grupo de Investigación de Enfoque Estratégico (GIEE) en Ingeniería Biomédica del Tec de Monterrey trabaja desde el 2014 en el desarrollo de estas herramientas principalmente en dos frentes. El primero es la generación de herramientas para el diagnóstico portátil, rápido y confiable del virus del Ébola. El segundo es la generación de fármacos utilizados para el tratamiento de la infección. En mayo del 2019 se publicó en la revista científica “Plos One” un estudio realizado en el Tecnológico de Monterrey que ilustra y valida el uso de un nuevo equipo comercial que puede ser utilizado para el diagnóstico de agentes patógenos como el virus del Ébola. El equipo termociclador de alta gama patentado de nombre “miniPCR” permite amplificar material genético por medio de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR por sus siglas en inglés). El miniPCR proporciona ventajas ante otros equipos termocicladores tradicionales. Su costo es hasta 10 veces menor, es portátil y se sincroniza con dispositivos inteligentes para su manejo. En nuestro artículo en PLoS One demostramos que es posible identificar material genético inclusive desde una banca de una de las cafeterías del Tec.

Para evaluar el funcionamiento del equipo miniPCR en el contexto del diagnóstico del virus del Ébola y sin utilizar muestras de este virus, se diseñaron secuencias sintéticas genéticas permitiendo simular el virus y evitar los peligros de una transmisión. En el estudio se demostró la capacidad de diagnosticar el virus del Ébola en un tiempo menor a 2 horas. El miniPCR es una excelente opción como herramienta para el diagnóstico y control de enfermedades infectocontagiosas en lugares donde no existen laboratorios o la infraestructura necesaria para un diagnóstico expedito. Pero el miniPCR aún no es la solución ideal para brindar diagnóstico efectivo a bajo costo y en cualquier sitio. Por ello estamos desarrollando la siguiente generación de equipos de detección de patógenos “ultra-portátiles”. Estos serán equipos que permitirán contener todo un laboratorio de diagnóstico en un aparato que pueda ser transportado y operado en la palma de la mano y que permitirán una identificación precisa de un patógeno en solo 20 minutos.

Tratamiento

Respecto al tratamiento de Ébola, no hay en la actualidad vacuna o fármaco aprobado para su uso, pero si existen tratamientos en pruebas clínicas que han mostrado capacidad para neutralizar e inhibir la propagación del virus. La terapia con anticuerpos monoclonales ha mostrado ser nuestra mayor esperanza para su tratamiento, por sus recientes resultados. El mecanismo de acción de los anticuerpos es muy sencillo. Anticuerpos específicamente diseñados se unen a la proteína del virus llamada GP. De esta manera se interfiere con la replicación del virus, y el sistema inmune del huésped reconoce que hay una infección por el virus del Ébola.

ZMapp es el nombre comercial del tratamiento contra el Ébola más estudiado por la comunidad científica. Este tratamiento se basa en la combinación de 3 anticuerpos monoclonales: 13C6, 2G4 y 4G7. El GIEE en Ingeniería Biomédica trabaja en nuevas estrategias para la producción de anticuerpos que conforman al fármaco ZMapp, con el objetivo de proporcionar soluciones a los problemas de producción a escala y reducir el tiempo de fabricación. Para esto recurrimos al uso de ingeniería genética, células de mamífero (las versiones originales de los anticuerpos del cocktail ZMapp se producen en células vegetales), e ingeniería de bioreactores.

El Tec de Monterrey refrenda y extiende su compromiso social a nivel internacional al desarrollar tecnología que impacta en la vida de las comunidades alrededor del mundo. Aportamos conocimiento y tecnología a los problemas de la salud global, atendiendo las emergencias internacionales como la del virus del Ébola, que ha mostrado ser una enfermedad infecciosa con elevado riesgo de transmisión y mortalidad si no se diagnóstica y se trata oportunamente. Desde luego, como otro de nuestros objetivos clave, estamos contribuyendo a preparar a nuestro país con herramientas efectivas para hacer frente a una eventual emergencia epidemiológica causada por Ébola o por otros agentes patógenos.

Sobre el Autor:

Everardo González González es estudiante de Doctorado en Biotecnología, de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey. Contacto: A00817961@itesm.mx

Asesores:

Mario Moisés Álvarez, Doctor en Ingeniería Química y Bioquímica por la Universidad Rutgers, Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (CONACyT), Nivel III, Director del GIEE de Ingeniería Biomédica, Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey. Contacto: mario.alvarez@tec.mx

Grissel Trujillo de Santiago, Doctora en Biotecnología por el Tecnológico de Monterrey, Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel I, Premio L´Orèal-UNESCO-AMC 2019, miembro de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey. Contacto: grissel@tec.mx

Jesús Eduardo Elizondo Ochoa, Doctor en Biotecnología (Tecnológico de Monterrey), Doctor en Odontología, mención Doctor Internacional (UIC-Barcelona). Profesor-investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias y de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (CONACyT).Contacto: je.elizondo@tec.mx

Para más información:

• Gonzalez-Gonzalez, E., Alvarez, M. M., Marquez-Ipina, A. R., Trujillo-de Santiago, G., Rodriguez-Martinez, L. M., Annabi, N., & Khademhosseini, A. (2015). Anti-Ebola therapies based on monoclonal antibodies: current state and challenges ahead. Critical Reviews in Biotechnology, 1–16. https://doi.org/10.3109/07388551.2015.1114465
• González-González, E., Mendoza-Ramos, J. L., Pedroza, S. C., Cuellar-Monterrubio, A. A., Márquez-Ipiña, A. R., Lira-Serhan, D., … Alvarez, M. M. (2019). Validation of use of the miniPCR thermocycler for Ebola and Zika virus detection. PLoS ONE. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0215642