¿La investigación de ganancia de función creó el covid-19? Le preguntamos a Ralph Baric.

[Baric is referring to a 2015 collaboration with Zhengli Shi of the Wuhan Institute of Virology, or WIV, in China, which created a so-called chimera by combining the “spike” gene from a new bat virus with the backbone of a second virus. The spike gene determines how well a virus attaches to human cells. A detailed discussion of the research to test novel spike genes appears here.]

Sin embargo, la secuencia se solicitó repetidamente después de que surgió la pandemia de covid-19, por lo que, después de una discusión con los NIH y la revista, se proporcionó a la comunidad. Quienes analizaron estas secuencias afirmaron que era muy diferente al SARS-CoV-2.

¿Cómo comenzó ese trabajo quimérico sobre los coronavirus?

Alrededor de 2012 o 2013, escuché al Dr. Shi presente en una reunión. [Shi’s team had recently discovered two new coronaviruses in a bat cave, which they named SHC014 and WIV1.] Hablamos después de la reunión. Le pregunté si estaría dispuesta a hacer disponibles las secuencias para SHC014 o WIV1 después de su publicación.

Y tuvo la amabilidad de enviarnos esas secuencias casi de inmediato; de hecho, antes de ella había publicado. Esa fue su mayor contribución al periódico. Y cuando un colega le da secuencias de antemano, la coautoría en el papel es apropiada.

Esa fue la base de esa colaboración. Nunca proporcionamos la secuencia del virus quimérico, los clones o los virus a los investigadores del WIV; y la Dra. Shi, o miembros de su equipo de investigación, nunca trabajaron en nuestro laboratorio en UNC. Nadie de mi grupo ha trabajado en los laboratorios de WIV.

¿Y había desarrollado una técnica de genética inversa que le permitió sintetizar esos virus solo a partir de la secuencia genética?

Sí, pero en ese momento, los costos de síntesis de ADN eran elevados: alrededor de un dólar por base. [one letter of DNA]. Entonces, sintetizar un genoma de coronavirus podría costar $ 30,000. Y solo teníamos la secuencia de picos. Sintetizar solo el gen del pico de 4.000 nucleótidos costó 4.000 dólares. Así que introdujimos el auténtico pico SHC014 en una columna vertebral competente para la replicación: una cepa de SARS adaptada al ratón. El virus era viable y descubrimos que podía replicarse en células humanas.

Entonces, ¿eso es investigación de ganancia de función? Bueno, la cepa parental del coronavirus del SARS podría replicarse de manera bastante eficiente en células humanas primarias. La quimera también podría programar la infección de células humanas, pero no mejor que el virus parental. Así que no obtuvimos ninguna función, sino que retenido función. Además, la quimera se atenuó en ratones en comparación con el virus parental adaptado al ratón, por lo que esto se consideraría una pérdida de función.

Uno de los golpes contra la investigación de la ganancia de función, incluida esta investigación, es que el trabajo tiene poco valor práctico. ¿Estarías de acuerdo?

Bueno, para 2016, usando quimeras y genética inversa, habíamos identificado suficientes coronavirus similares al SARS de alto riesgo para poder probar e identificar medicamentos que tienen una amplia actividad contra los coronavirus. Identificamos remdesivir como el primer medicamento antiviral de base amplia que funcionó contra todos los coronavirus conocidos, y lo publicamos en 2017. Inmediatamente se ingresó en ensayos en humanos y se convirtió en el primer medicamento aprobado por la FDA para tratar las infecciones por covid-19 a nivel mundial. También se demostró que un segundo fármaco, llamado EIDD-2801, o molnupiravir, era eficaz contra todos los coronavirus conocidos antes de la pandemia de 2020, y luego se demostró que funcionaba contra el SARS-CoV-2 en marzo de 2020.

En consecuencia, no estoy de acuerdo. Le preguntaría a los críticos si habían identificado algún medicamento para el coronavirus de amplio espectro antes de la pandemia. ¿Pueden señalar documentos de sus laboratorios que documenten un enfoque estratégico para desarrollar medicamentos efectivos contra el pan-coronavirus que resultaron ser efectivos contra un virus pandémico emergente desconocido?

Desafortunadamente, el remdesivir solo se puede administrar mediante inyección intravenosa. Estábamos avanzando hacia una formulación de administración oral, pero surgió la pandemia del covid-19. Realmente desearía haber tenido un medicamento de base oral desde el principio. Ese es el cambio de juego que ayudaría a las personas infectadas en el mundo en desarrollo, así como a los ciudadanos de los EE. UU.

El molnupiravir es un medicamento oral y los ensayos de fase 3 demuestran un control rápido de la infección viral. Se ha considerado para autorización de uso de emergencia en India.

Finalmente, el trabajo también apoyó las decisiones de política federal que priorizaron la investigación básica y aplicada sobre coronavirus.

¿Y las vacunas?

Alrededor de 2018 a 2019, el Centro de Investigación de Vacunas de los NIH se puso en contacto con nosotros para comenzar a probar una vacuna basada en ARN mensajero contra MERS-CoV. [a coronavirus that sometimes spreads from camels to humans]. El MERS-CoV ha sido un problema constante desde 2012, con una tasa de mortalidad del 35%, por lo que tiene un potencial real de amenaza para la salud global.

A principios de 2020, teníamos una enorme cantidad de datos que mostraban que en el modelo de ratón que habíamos desarrollado, estas vacunas de ARNm con picos eran realmente eficaces para proteger contra la infección letal por MERS-CoV. Si se diseñó contra la cepa original del SARS de 2003, también fue muy eficaz. Así que creo que fue una obviedad para los NIH considerar las vacunas basadas en ARNm como una plataforma segura y sólida contra el SARS-CoV-2 y darles una alta prioridad en el futuro.

Más recientemente, publicamos un artículo que muestra que las vacunas de ARNm de pico quimérico multiplexado protegen contra todas las infecciones conocidas por virus similares al SARS en ratones. Esfuerzos mundiales para desarrollar vacunas contra el pan-sarbecoronavirus [sarbecoronavirus is the subgenus to which SARS and SARS-CoV-2 belong] requerirá que fabriquemos virus como los descritos en el documento de 2015.

Por lo tanto, yo diría que cualquiera que diga que no hubo justificación para hacer el trabajo en 2015 simplemente no está reconociendo la infraestructura que contribuyó a la terapéutica y las vacunas para el covid-19 y futuros coronavirus.

El trabajo solo tiene valor si los beneficios superan los riesgos. ¿Existen estándares de seguridad que deban aplicarse para minimizar esos riesgos?

Ciertamente. Hacemos todo en BSL-3 plus. Los requisitos mínimos en BSL-3 serían una máscara N95, protección para los ojos, guantes y una bata de laboratorio, pero en realidad usamos trajes, delantales y botines impermeables de Tyvek y tenemos dos guantes. Nuestro personal usa capuchas con PAPR [powered air-purifying respirators] que suministran aire filtrado con HEPA al trabajador. Entonces, no solo estamos haciendo toda la investigación en un gabinete de seguridad biológica, sino que también realizamos la investigación en una instalación de contención de presión negativa, que tiene muchas características redundantes y copias de seguridad, y cada trabajador está encerrado en su propio traje de contención personal privado.

Otra cosa que hacemos es realizar simulacros de emergencia con los socorristas locales. También trabajamos con el hospital local. Con muchas infecciones de laboratorio, en realidad no hay un evento conocido que haya causado que ocurriera esa infección. Y la gente se enferma, ¿no? Debe tener planes de vigilancia médica para poner rápidamente en cuarentena a las personas en casa, asegurarse de que tengan máscaras y comunicarse regularmente con un médico en el campus.

¿Es todo ese estándar para otras instalaciones en los EE. UU. E internacionalmente?

No, no lo creo. Los diferentes lugares tienen diferentes niveles de operaciones de contención BSL-3, procedimientos operativos estándar y equipo de protección. Parte de esto depende de la profundidad de sus bolsillos y de los patógenos estudiados en la instalación. Un N95 es mucho más barato que un PAPR.

A nivel internacional, EE. UU. No tiene voz sobre qué condiciones de seguridad biológica se utilizan en China o en cualquier otra nación soberana para realizar investigaciones sobre virus, ya sean coronavirus o Nipah, Hendra o Ébola.

El Instituto de Virología de Wuhan estaba fabricando coronavirus quiméricos, utilizando técnicas similares a la suya, ¿verdad?

Permítanme aclarar que nunca enviamos ninguno de nuestros clones moleculares o virus quiméricos a China. Desarrollaron su propio clon molecular, basado en WIV1, que es un coronavirus de murciélago. Y en esa columna vertebral barajaron los genes de pico de otros coronavirus de murciélago, para saber qué tan bien los genes de pico de estas cepas pueden promover la infección en células humanas.

¿Llamarías a eso ganancia de función?

Un comité de los NIH determina la investigación de la ganancia de función. Las reglas de ganancia de función se centran en virus con potencial pandémico y experimentos que pretenden mejorar la transmisibilidad o patogénesis del SARS, MERS y cepas de gripe aviar en humanos. WIV1 es aproximadamente un 10% diferente del SARS. Algunos argumentan que el “coronavirus del SARS” por definición cubre cualquier cosa del género sarbecoronavirus. Según esta definición, los chinos podrían estar haciendo experimentos de ganancia de función, dependiendo de cómo se comporte la quimera. Otros argumentan que el SARS y el WIV1 son diferentes y, como tales, los experimentos estarían exentos. Ciertamente, los CDC consideran que el SARS y el WIV1 son virus diferentes. Solo el coronavirus del SARS de 2003 es un agente selecto. En última instancia, un comité de los NIH es el árbitro final y toma la decisión sobre qué es o no un experimento de ganancia de función.

Dejando a un lado las definiciones, sabemos que estaban haciendo el trabajo en condiciones BSL-2, que es un nivel de seguridad mucho más bajo que su BSL-3 plus.

Históricamente, los chinos han realizado muchas de sus investigaciones sobre el coronavirus de murciélagos en condiciones BSL-2. Obviamente, los estándares de seguridad de BSL-2 son diferentes a los de BSL-3, y las infecciones adquiridas en el laboratorio ocurren con mucha más frecuencia en BSL-2. También hay mucha menos supervisión en BSL-2.

Este año, una comisión conjunta de la Organización Mundial de la Salud y China dijo que era extremadamente improbable que un accidente de laboratorio hubiera causado el SARS-CoV-2. Pero luego firmó una carta con otros científicos pidiendo una investigación exhaustiva de todas las posibles causas. ¿Por qué fue eso?

Una de las razones por las que firmé la carta en Science fue que el informe de la OMS no discutía realmente cómo se hacía el trabajo en el laboratorio de WIV, o qué datos revisó el panel de expertos para llegar a la conclusión de que era “muy improbable” que un fuga de laboratorio o infección fue la causa de la pandemia.

Debe haber algún reconocimiento de que podría haberse producido una infección de laboratorio en las condiciones de funcionamiento del BSL-2. Algunos virus desconocidos combinados de guano o hisopos orales pueden replicarse o recombinarse con otros, por lo que podría obtener nuevas cepas con características biológicas únicas e impredecibles.

Y si toda esta investigación se está realizando en BSL-2, entonces hay preguntas que deben abordarse. ¿Cuáles son los procedimientos operativos estándar del BSL-2? ¿Cuáles son los registros de formación del personal? ¿Cuál es el historial de posibles eventos de exposición en el laboratorio y cómo se revisaron y resolvieron? ¿Cuáles son los procedimientos de bioseguridad diseñados para prevenir posibles eventos de exposición?

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