Gemelas ayudan a la ciencia a desenredar las raíces genéticas del Covid-19

Publicado por: daniel.guerrero el Mié, 20/01/2021 - 17:43
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Conozca la historia de las hermanas gemelas que enfermaron de Covid-19 y ahora ayudan a los científicos a desenredar las raíces genéticas del virus.
Gemelas ayudan a la ciencia a desenredar las raíces genéticas del Covid-19

Después de 35 años de compartirlo todo, desde el amor por el jazz hasta los tubos de brillo labial, las gemelas Kimberly y Kelly Standard supusieron que cuando se enfermaran de COVID-19 sus experiencias serían tan idénticas como su ADN.

Pero el virus tenía otros planes.

A principios de la primavera pasada, las hermanas originarias de Rochester, Míchigan, se internaron en el hospital con fiebre y dificultad para respirar. Mientras Kelly fue dada de alta en menos de una semana, su hermana terminó en terapia intensiva.

Kimberly pasó casi un mes en estado crítico, conectada a un ventilador y entrando y saliendo de crisis. Semanas después de que Kelly regresó a la casa que compartían, Kimberly seguía reaprendiendo a hablar, caminar, masticar y tragar alimentos sólidos que apenas podía saborear.

Casi un año más tarde, las hermanas se sienten atormentadas por el camino tan divergente y extraño de su enfermedad.

“Quiero saber, ¿por qué su enfermedad de COVID-19 fue más grave que la mía?”, dijo Kelly.

Desde que el nuevo coronavirus apareció por primera vez, preguntas como la planteada por Standard han impulsado proyectos científicos en todo el mundo. Entre los 94 millones de infecciones documentadas desde el comienzo del brote, no hay dos que sean realmente iguales, incluso para las personas que comparten un código genético.

Los gemelos idénticos ofrecen a los investigadores un experimento perfecto para desenmarañar las contribuciones de la naturaleza y la crianza en el fomento de la enfermedad. Con la ayuda de los registros de gemelos en Estados Unidos, Australia, Europa y otros lugares, los investigadores están confirmando que la genética puede incidir en los síntomas que experimentan los pacientes de COVID-19.

Estos estudios también han subrayado la importancia del entorno y del azar: incluso entre gemelos idénticos, los sistemas inmunitarios pueden parecer muy diferentes y continuar diferenciándose a lo largo de la vida. Mishita Goel , una de las doctoras que trató a las gemelas Standard la primavera pasada, dijo que se sorprendió al ver cómo el virus tuvo una trayectoria médica tan divergente en cada hermana. “Nos sorprendió”, afirmó Goel, quien publicó un estudio de caso sobre las gemelas el verano pasado.

Ambas hermanas tenían sobrepeso y un historial de enfermedades metabólicas. Si acaso, Kelly, quien padece asma y un caso más grave de diabetes, podría haber tenido un riesgo un poco mayor de acabar en terapia intensiva, dijo Goel. Sin embargo, fue Kimberly quien tuvo las peores complicaciones.

Como mínimo, algunos de los factores que influyen en lo grave de un caso de COVID están escritos en el genoma. Estudios recientes sugieren que las personas con sangre tipo O, por ejemplo, podrían tener un riesgo ligeramente menor de enfermarse de manera grave con el coronavirus (aunque los expertos han advertido que no hay que exagerar este tipo de hallazgos). Otros trabajos se han centrado en los genes que afectan la manera en que las células alertan sobre los virus o aumentan sus defensas para protegerse de los invasores.

Otros ajustes genéticos pueden facilitar que el coronavirus entre en las células. Algunos podrían incluso desencadenar una respuesta inmunitaria demasiado entusiasta a una infección que dañe los tejidos sanos junto con los enfermos, una característica común entre los peores casos de COVID-19.

Incluso parece haber una influencia genética mensurable sobre si las personas experimentan síntomas como fiebre, fatiga y delirio al verse afectadas por el coronavirus, explicó Tim Spector , investigador de salud pública y director del registro TwinsUK con sede en el Hospital St. Thomas de Londres. El año pasado, sus colegas y él desarrollaron una aplicación de seguimiento de síntomas para registrar cómo lidiaba la gente con la enfermedad.

En un estudio que aún no ha sido publicado en una revista científica, informaron que los factores genéticos podrían explicar hasta el 50 por ciento de las diferencias entre los síntomas de la COVID-19. Un gen que están investigando codifica una molécula llamada ACE2, a la que el coronavirus se acopla antes de entrar en las células.

“Sería un error pensar que podemos responder a esto si solo desciframos los genes”, advirtió Spector. Aun así, al menos en algunos aspectos, los cuerpos de los gemelos idénticos están “programados genéticamente para ser similares”.

Las gemelas Krista Burkett y Kasey Miller, de 28 años, originarias de Toledo, Ohio, se enfermaron poco después del Día de Acción de Gracias. Sus enfermedades aparecieron con una semana de diferencia. La primera en caer enferma fue Miller. Pero “día tras día, la enfermedad fue exactamente igual”, dijo Burkett.

Para ambas hermanas, la COVID-19 comenzó con una fiebre de una hora de duración de 37,5 grados Celsius, seguida de días de dolor de espalda y una extraña sensación de zumbido. El octavo día la enfermedad se agravó con un fuerte dolor de cabeza. Luego, como si estuvieran programados, los síntomas desaparecieron.

La repetición del virus no desconcertó a las gemelas. “Siendo franca, fue algo bueno para ella”, dijo Miller sobre su hermana. “Pudo ver exactamente lo que le sucedería”.

Lo que Burkett y Miller experimentaron no fue la norma. Muchas de las enfermedades que pueden aumentar el riesgo de que la COVID-19 de una persona se agrave (sobrepeso, enfermedades cardiacas, diabetes, tabaquismo) están altamente influenciadas por el entorno y el comportamiento, no solo por la genética. El historial de una persona en la lucha contra otros coronavirus, como los que causan los resfriados comunes, también puede afectar su probabilidad de desarrollar un caso grave de COVID-19.

Algunos investigadores también han planteado la idea de que la cantidad de coronavirus que una persona contrae puede tener impacto en la gravedad de la enfermedad, una tendencia que se ha documentado en otras infecciones. Para algunos pares de gemelos, no hay explicaciones evidentes para las diferencias en el curso de su enfermedad. Marena y Vivian Herr, gemelas idénticas de 17 años en Jackson Hole, Wyoming, han pasado toda su vida juntas y comparten sus gustos por las hamburguesas de In-N-Out y Taylor Swift.

“Compartimos bebidas, pasamos el tiempo una en la habitación de la otra, tenemos los mismos amigos”, dijo Vivian. Pero parece que ella y su hermana nunca se enferman de la misma manera.

Cuando ambas hermanas se enfermaron de COVID-19 la semana después de asistir a una fiesta de Halloween, sus síntomas tomaron cursos distintos: Marena perdió el sentido del gusto y del olfato, ninguno de los cuales regresó en los dos meses siguientes, mientras que Vivian luchó contra una debilitante enfermedad parecida a la gripe.

Los gemelos idénticos comienzan como un solo embrión que se divide en dos, con lo que se crean dos futuros bebés que son una copia idéntica. Pero a partir de ese momento, sus trayectorias de desarrollo divergen, ya que su ADN acumula errores pequeños y a menudo sutiles, pero únicos. Un artículo publicado este mes en Nature Genetics informó que los gemelos idénticos difieren en un promedio de 5,2 mutaciones tempranas y naturales del desarrollo.

A lo largo de la infancia y la adolescencia, el abismo biológico entre los gemelos se profundiza aún más a medida que los distintos microbios colonizan sus intestinos, o bien los sutiles cambios en el entorno aplastan o estiran partes de sus genomas, lo que ocasiona que ciertos segmentos sean más difíciles o más fáciles de leer.

Todos estos cambios y otros más pueden influir en la manera en que una persona responde a una infección, explicó Anita Pepper , bióloga del desarrollo y vicepresidenta del Instituto Wistar de Filadelfia.

Ni siquiera el ADN inicial de las células está grabado en piedra. Ciertas células inmunitarias llamadas células B y T son, en cierto modo, muy resistentes a los genes iniciales. Parte del trabajo de estas células es fabricar proteínas, como los anticuerpos, que reconocen los patógenos que podrían dañar el cuerpo. Cuantas más formas sospechosas encuentren las células y los anticuerpos, mejor equipada está una persona para evitar la enfermedad.

Sin embargo, no tendría sentido codificar un gen distinto para cada posible iteración de un anticuerpo, ya que hay demasiados. En lugar de hacer eso, las células inmunitarias construyen sus repertorios de defensa mediante un proceso llamado recombinación, que implica la mezcla y el emparejamiento de segmentos de ADN para crear miles de millones, billones, incluso trillones de estiramientos genéticos únicos.

Esta maleabilidad inmunitaria es una ventaja, porque puede equipar al cuerpo para rechazar incluso a los patógenos que nunca ha visto antes, explicó Mark Davis , un inmunólogo de la Universidad de Stanford que ha utilizado el registro de gemelos de su institución para realizar investigaciones sobre la genética del sistema inmunitario. Los gemelos pueden empezar con los mismos ingredientes genéticos, dijo Davis, pero luego todo “se deja a la suerte”.

Por: Katherine J. Wu, The New York Times