Investigación sobre la COVID-19: Un vistazo a los últimos dos años
En los dos años transcurridos desde que la COVID-19 azotó al mundo entero, las personas han respondido de formas radicalmente diferentes.
La población en general se ha esforzado por descubrir qué deben hacer, cómo proteger a sus familias y dónde pueden encontrar suficiente papel higiénico y desinfectante para manos. Los políticos han debatido enfáticamente las restricciones de viaje, los fondos de emergencia y los mandatos de vacunas y mascarillas.
Sin embargo, detrás de todo ese ruido, los científicos e investigadores trabajaron arduamente, logrando avances científicos históricos mientras desarrollaban las pruebas, las vacunas, los remedios y las investigaciones que han permitido a la humanidad tener cierto control sobre este virus mortal.
Desde China hasta Alemania y los laboratorios de University of Miami Miller School of Medicine, los científicos han urgado en investigaciones antiguas y han desarrollado nuevas tecnologías para frenar el avance devastador de la COVID-19.
Los esfuerzos combinados no han detenido el virus por completo, pero han reducido la tasa de hospitalizaciones y, más importante aún, las muertes. Los propios científicos han sido objeto de un escrutinio público sin precedentes y de diversas campañas de desinformación. Aun así, han seguido adelante y, en conjunto, elaboraron una de las respuestas científicas más notables de la historia.
La rapidez con la que se creó y compartió la información en la pandemia de COVID-19 no se parece a nada que haya ocurrido en el campo de la ciencia.
Carl Schulman, M.D., M.S.P.H., Ph.D.,
decano asociado sénior de Operaciones de Investigación en Miller School
Ese es un vistazo a algunos de los avances científicos más significativos de los últimos dos años:
Enero de 2020
Mientras la mayoría de los estadounidenses recibía el nuevo año y se preparaba para el Super Bowl LIV en Miami, no tenía idea de lo que estaba sucediendo al otro lado del mundo. Pero los científicos en China y Australia ya estaban descifrando la secuencia genética, o genoma, del SARS-CoV-2, el nombre científico de la COVID-19.
La secuenciación genética se introdujo inicialmente en la década de los setenta, y el proceso se aceleró en la década de 2000, gracias al procesamiento informático mejorado y las máquinas de secuenciación genética. Estos cimientos permitieron que un grupo de investigadores, dirigido por el Centro Clínico de Salud Pública de Shanghái, descifrara el genoma de la COVID-19 solo diez días después de que se reportaran los primeros casos de neumonía en Wuhan, China.
El equipo publicó sus hallazgos y dio a conocer públicamente el genoma, lo que permitió a los investigadores de todo el mundo comenzar a trabajar en sus respuestas. No pasó mucho tiempo para que otro grupo de investigadores diera el siguiente paso: desarrollar una prueba para determinar si una persona estaba infectada.
La técnica de reacción en cadena de la polimerasa, más comúnmente conocida como prueba de PCR, fue desarrollada por primera vez por un científico en California en la década de los noventa. Los equipos del Centro Alemán para la Investigación de Infecciones (DZIF) pronto comenzaron a especializarse en la técnica y la utilizaron para desarrollar pruebas de diagnóstico para el virus Zika, MERS (Síndrome Respiratorio de Oriente Medio) y SARS (Síndrome Respiratorio Agudo Grave).
Esa historia permitió al equipo de DZIF tomar rápidamente el genoma de la COVID-19 y desarrollar una prueba de PCR, que fue publicada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y replicada en todo el mundo.
Marzo de 2020
Para marzo, el virus de la COVID-19 estaba arrasando en todo el mundo, lo que provocó la primera ola de confinamientos, prohibiciones de viaje y tasas de infección que se dispararon. En los EE. UU., donde el virus parece haber recalado por primera vez cerca de Seattle, Washington, avanzó por todo el país a velocidades inusitadas, colapsando hospitales, cerrando negocios y obligando a los estadounidenses a comenzar su educación en el hogar y trabajar desde su casa.
En ese momento, ya era evidente que la capacidad de la nación para realizar pruebas de COVID-19 sería fundamental, por lo que los investigadores de Miller School se asociaron con la compañía biofarmacéutica Heat Biologics, Inc., para desarrollar una prueba rápida de diagnóstico del virus. En ese momento, las únicas pruebas disponibles requerían un intenso trabajo de laboratorio que tomaba hasta seis horas para obtener un resultado.
Sylvia Daunert, Ph.D., PharmD, M.S. y presidenta del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, expresó que pudieron usar su experiencia en el desarrollo de pruebas similares para crear una prueba de COVID-19 que pudiera proporcionar resultados en el lugar, en una tira de papel, en menos de 30 minutos.
“Esto debería permitir una detección mucho más temprana, en un plazo de pocos días de exposición, y proporcionar así información esencial y urgente para ayudar a detener la propagación de la enfermedad”, afirmó la Dra. Daunert en ese momento.
Abril de 2020
A principios de abril, en el Columbia University Irving Medical Center en la ciudad de Nueva York, ocho pacientes con COVID-19 que padecían el síndrome de dificultad respiratoria aguda (ARDS) esperaban ser intubados y conectados a un respirador.
En ese momento, el daño provocado por la COVID-19 en los pulmones de las víctimas se había vuelto muy conocido, lo que desencadenó una lucha mundial por los respiradores, mientras el personal del hospital se apresuraba por conectar a sus pacientes en las máquinas de respiración asistida. En el hospital de la ciudad de Nueva York, solo se podía intubar a un paciente a la vez, por lo que el personal del hospital colocó a tres de los pacientes que esperaban boca abajo; una práctica conocida como “pronación” que, en teoría, distribuye el oxígeno de manera más uniforme por todo el cuerpo.
En una hora, los niveles de oxigenación de los tres pacientes mejoraron hasta el punto de que ya no necesitaban ser conectados a un respirador. El personal del hospital estaba tan asombrado que cambiaron sus procedimientos, agregaron la pronación a su rutina estándar y trataron de correr la voz a otros hospitales.
Escenas similares se desarrollaron en las unidades de cuidados intensivos de todo el mundo cuando los médicos y enfermeros se enteraron de que sus antiguas formas de tratar las complicaciones pulmonares no se aplicaban necesariamente a la COVID-19. Utilizando la versión médica de la comunicación boca a boca, perfeccionaron un cóctel de esteroides que ayudó a los pacientes a sobrevivir y recuperarse del virus. Aprendieron a resistir la tentación de conectar a los pacientes a respiradores y crearon configuraciones de respiradores específicamente para las víctimas de COVID-19.
En lugar de esperar años a que las instituciones de investigación hicieran estudios completos, combinaron y probaron procedimientos hasta que encontraron tratamientos que funcionaran. Ahora, los estudios demuestran que la pronación ayuda a aumentar la oxigenación y reduce la mortalidad.
“Ahora que lo sabemos, debemos evitar tratar de intubarlos”, explicó el Dr. Schulman. “Estamos haciendo exactamente lo contrario de lo que hacíamos al inicio de la pandemia, y sin dudas los resultados mejoraron”.
Mayo de 2020
La pronación y el ajuste de la configuración del respirador nunca iban a ser suficientes, por lo que los investigadores continuaron buscando otras soluciones. Y encontraron una dentro del cuerpo humano: las células madre.
Estas poderosas células se han estudiado durante más de un siglo, pero su verdadero poder se ha manifestado en las últimas décadas. Debido a que las células madre pueden ser persuadidas para convertirse en muchos tipos de células que se encuentran en el cuerpo humano, se han utilizado como un sistema de reparación para muchas dolencias.
Por eso, Joshua M. Hare, M.D., Profesor Louis Lemberg de Medicina y director fundador del Interdisciplinary Stem Cell Institute (ISCI) en Miller School, se asoció con investigadores de otras instituciones para realizar un análisis integral a fin de determinar si las células madre ayudarían a pacientes con COVID-19.
El Dr. Hare y el equipo descubrieron que las células madre mesenquimales no solo eran seguras para los pacientes que sufrían de ARDS, sino que también podían ayudar a reducir la inflamación grave en los pulmones causada por la reacción del sistema inmunitario a la infección por coronavirus.
Meses después, otro equipo de Miller School puso en práctica la idea del Dr. Hare y verificó sus hallazgos. El equipo usó células madre mesenquimales extraídas de cordones umbilicales en 24 pacientes con ARDS.
Los resultados fueron evidentes: El 91 % sobrevivió más de un mes, en comparación con el 42 % de los pacientes que no recibieron los tratamientos, y el 80 % de los receptores de células madre se recuperaron completamente al día 30, en comparación con el 37 % de los pacientes que no recibieron el tratamiento.
“Es como una tecnología de bomba inteligente en el pulmón para restaurar la respuesta inmunitaria normal y revertir las complicaciones potencialmente mortales“, explicó el autor principal del estudio, Camillo Ricordi, M.D., director del Diabetes Research Institute (DRI) y el Cell Transplant Center de Miller School.
Julio de 2020
De cara al verano de 2020, los profesionales médicos todavía luchaban por equilibrar las necesidades de los pacientes con COVID-19 con el objetivo de liberar camas y proteger a los trabajadores de la salud. Eso condujo a una nueva ola de telesalud, donde los médicos comenzaron a atender virtualmente a los pacientes a través de plataformas de videoconferencia, como FaceTime y Zoom. Esto impulsó a University of Miami Health System a desarrollar un programa de “televigilancia”.
Se envió a casa a los pacientes dados de alta que aún requerían controles con dispositivos de salud en el hogar TytoCare, que transmiten electrónicamente los signos vitales principales de los pacientes: temperatura, presión arterial, frecuencia cardíaca y saturación de oxígeno. Los dispositivos también podían equiparse con adaptadores para examinar el corazón, los pulmones, la piel, la boca y los oídos de los pacientes.
Toda esa información permitió a los médicos detectar rápidamente cualquier factor problemático, sin arriesgarse a exponerse al virus y liberar más espacio en el hospital.
“Combinar los beneficios de las visitas de telemedicina con la precisión clínica obtenida a través del registro de los signos vitales del paciente y un examen físico amplio mejora las oportunidades de monitorear de cerca a pacientes específicos inmediatamente después del alta hospitalaria o de la sala de emergencias”, indica Sabrina Taldone, M.D., M.B.A., directora médica del Programa de Televigilancia de UHealth y directora asociada del Programa de Residencia en Medicina Interna en Miller School of Medicine.
A medida que la COVID-19 continuaba propagándose, los investigadores de todo el mundo se apresuraban por producir una vacuna segura y eficaz. Y, en julio, Miller School anunció su primera gran contribución a ese esfuerzo.
Mucho antes de que Moderna se convirtiera en un nombre familiar, Miller School fue elegida por la Red de Prevención de COVID-19 (CoVPN) de National Institutes of Health para probar la vacuna experimental desarrollada por la compañía de biotecnología. Miller School inscribió a unos 1,000 voluntarios en el sur de Florida en el ensayo clínico, lo que ayudó a crear los datos necesarios para que el gobierno federal aprobara la vacuna de Moderna más adelante ese año.
Dirigidos por la experta en enfermedades infecciosas Susanne Doblecki-Lewis, M.D., M.S.P.H., profesora asociada de Medicina Clínica, los ensayos se diseñaron para garantizar que los voluntarios representaran a toda la comunidad diversa del sur de la Florida, teniendo en cuenta su género, edad, raza, etnia, y aquellos particularmente en riesgo debido a afecciones médicas.
“Así es como ayudaremos a garantizar que cualquier vacuna que se desarrolle sea relevante para quienes podrían beneficiarse más de ella”, explicó la Dra. Doblecki-Lewis en ese momento.
Septiembre de 2020
Los investigadores de Miller School no solo ayudaron a otras compañías a probar sus vacunas experimentales, sino que desarrollaron una propia.
Nuevamente en colaboración con Heat Biologics, el equipo dio a conocer una vacuna experimental que reprograma las células T vivas para secretar antígenos que activan una fuerte respuesta del sistema inmunitario a largo plazo contra el SARS-CoV-2. Las células T son un tipo de glóbulo blanco que desempeña un papel integral en el sistema inmunitario del cuerpo.
Heat Biologics desarrolló y patentó el uso de la proteína glicoproteína 96 (gp96), y Miller School validó su eficacia a través de un intenso estudio en el que se administraron inyecciones a ratones.
“Esto es crucial para la protección contra la COVID-19, ya que estas células T en el sistema respiratorio son las primeras en encontrar el virus”, indicó Natasa Strbo, M.D., D.Sc., profesora asistente de Microbiología e Inmunología y autora principal del estudio.
Noviembre de 2020
A medida que se acercaba la temporada de Fiestas y los estadounidenses debatían si volver a casa para el Día de Acción de Gracias, las personas estaban desesperadas por encontrar una forma más rápida de comprobar si tenían COVID-19.
El 17 de noviembre de 2020, la Administración de Alimentos y Medicamentos (Food and Drug Administration, FDA) de los EE. UU. otorgó a Lucira Health, una compañía de atención médica de California, la primera autorización de uso de emergencia para una prueba rápida de diagnóstico en el hogar. La compañía había estado desarrollando kits de prueba desechables para detectar el ADN y el ARN de enfermedades infecciosas durante cinco años. Eso le permitió acelerar el desarrollo de la prueba de detección de la COVID-19.
“Ahora más estadounidenses que quizá tengan COVID-19 podrán tomar medidas inmediatas, en función de sus resultados, para protegerse a sí mismos y a quienes los rodean”, afirmó en ese entonces Jeff Shuren, M.D., J.D., director del Centro de Dispositivos y Salud Radiológica de la FDA.
Diciembre de 2020
En la década de los sesenta, los investigadores establecieron un nuevo récord mundial cuando desarrollaron una vacuna contra las paperas en solo cuatro años.
Cuando la FDA otorgó la autorización de uso de emergencia el 11 de diciembre de 2020 a una vacuna contra la COVID-19 desarrollada por Pfizer-BioNTech, se batió un nuevo récord. Apenas un año después de que las primeras víctimas de COVID-19 enfermaran en China y diez meses después de que el virus fuera detectado por primera vez en Estados Unidos, el camino hacia la vacunación mundial era posible.
Tanto Pfizer-BioNTech como Moderna, que desarrolló su propia vacuna, aprovecharon los avances en la tecnología de ARNm para consolidar sus vacunas. Los investigadores habían estado experimentando durante mucho tiempo con el ARNm, que enseña a las células cómo producir una proteína que desencadenará una respuesta inmunitaria. En el caso de la COVID-19, el ARNm instruye a las células del cuerpo para que creen la denominada “proteína de la espícula”, entrenando así al sistema inmunitario para combatir al virus.
El Dr. Dushyantha Jayaweera, profesor de Medicina y exdecano asociado sénior de Investigación en Miller School, dijo que la asombrosa velocidad del desarrollo de la vacuna podría atribuirse al hecho de que esas compañías ya tenían procesos de desarrollo de ARNm.
Lo comparó con una línea de montaje en una planta de fabricación de automóviles. Si estalla una guerra y un fabricante de automóviles necesita detener la producción de su vehículo y comenzar a producir jeeps militares, no tiene que comenzar desde cero, simplemente cambia por piezas nuevas y la línea de montaje sigue su curso.
“Todo lo que tenían que hacer era sustituir el ébola por la proteína de la espícula del SARS-CoV-2”, indicó. “Lo conectaron a la plataforma y, en un mes, ya estaba listo. Las vacunas contra la COVID-19 de Moderna y Janssen fueron probadas en Miami por investigadores de University of Miami”.
El equipo también realizó muchos estudios de gran tamaño con plasma de convalecientes de COVID-19 durante este período, aunque los estudios sugirieron que el plasma funciona únicamente cuando se usa en una etapa muy temprana de la enfermedad.
Desde que se aprobaron las vacunas, casi cinco mil millones de personas —el 65 % de la población mundial— han recibido al menos una dosis, según los datos recopilados por The New York Times.
Febrero de 2021
Cuando comenzó el segundo año de la pandemia, los científicos sabían que, tarde o temprano, el virus mutaría. El Dr. Jayaweera explica que, dado que es un virus de ARN y no puede realizar revisiones cuando se replica, comete errores espontáneos. Entonces, se previó que ocurriría otra ola de muerte y destrucción. Por eso, Miller School dirigió un programa piloto para rastrear las variantes de la COVID-19.
Meses antes de que las variantes delta y ómicron se extendieran por todo el mundo, los microbiólogos moleculares de la UM ya habían establecido un sistema para secuenciar genéticamente las variantes de la COVID-19 rápidamente y determinar qué tan prevalentes eran en el sur de Florida.
Para febrero de 2021, los equipos habían analizado más de 500 muestras positivas de COVID-19 de pacientes en los tres hospitales de UHealth Tower y Jackson Health System, así como de estudiantes, cuerpo docente y personal.
En ese momento, los investigadores identificaron las variantes menos letales del Reino Unido y Brasil. Su trabajo eventualmente ayudaría a los funcionarios de salud locales a comprender los riesgos de la mortal variante delta y la altamente contagiosa variante ómicron.
“Me gustaría creer que, al observar de forma activa y temprana las variantes genéticas, podremos ser proactivos y detectar algunas cosas con anticipación”, expresó David Andrews, M.D., profesor asociado en el Departamento de Patología y Medicina de Laboratorio en Miller School.
“Esto será mucho más fácil de abordar con conocimientos que con una visión retrospectiva”.
Noviembre de 2021
Durante la pandemia, una de las preguntas persistentes ha sido si la vacuna contra la COVID-19 afecta la fertilidad.
Después de mucho debate público, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los EE. UU. concluyeron que la vacuna no afecta la fertilidad de las mujeres ni de los hombres. Contraer el virus, sin embargo, sí puede hacerlo.
Varios estudios han demostrado que las mujeres que se ven afectadas por un caso grave de COVID-19 podrían tener dificultades para tener un bebé. Y luego, un estudio de Miller School demostró que el virus podría invadir el tejido de los testículos en los hombres y afectar la producción de esperma.
Al analizar el tejido testicular de seis hombres que murieron a causa de la COVID-19 y evaluar la biopsia de un hombre vivo que había contraído previamente el virus, el equipo de la UM encontró evidencia clara de que el virus podría afectar y, de hecho, afectó sus sistemas reproductivos.
“El hallazgo es novedoso, notable y ciertamente digno de una mayor exploración”, afirmó el autor principal del estudio, Ranjith Ramasamy, M.D., profesor asociado y director de Urología Reproductiva en Miller School.
Enero de 2022
Dos años después de que la COVID-19 llegará a los EE. UU., los científicos apenas comienzan a comprender los efectos a largo plazo del virus.
Los efectos secundarios dolorosos persistirán claramente en las víctimas con el síndrome de COVID-19 post-agudo (post-acute COVID-19 syndrome, PACS), más conocido como “COVID prolongado”. Investigadores de Icahn School of Medicine at Mount Sinai, Nueva York, concluyeron que las víctimas enfrentarán impedimentos físicos, pérdida de algunas funciones cognitivas y la incapacidad de realizar su nivel habitual de esfuerzo físico.
En conjunto, eso significa que algunas víctimas de PACS “pueden tener una capacidad reducida de participación en la sociedad”.
Tal como lo hicieron al comienzo de la pandemia, los científicos e investigadores de todo el mundo continuarán analizando minuciosamente cada dato con el objetivo final de detener la pandemia.
Marzo de 2022
La pandemia puso en evidencia cómo la comunidad científica mundial puede trabajar unida cuando se enfrenta a una amenaza global.
Sin embargo, el Dr. Schulman indicó que, por lo general, las colaboraciones mundiales son poco probables dado que la financiación rara vez fluye con tanta libertad.
El Dr. Jayaweera aseguró que los científicos hicieron un trabajo admirable al acelerar la investigación durante la pandemia, pero considera que ese proceso reveló algunas deficiencias institucionales en los EE. UU.
Por ejemplo, National Institutes of Health dispuso casi $5,000 millones para la investigación de la COVID-19. Desafortunadamente, lo distribuyeron entre tantos proyectos que pocos pudieron estudiar una muestra lo suficientemente grande como para que sus hallazgos fueran útiles. De hecho, solo el 5 % de los ensayos clínicos de medicamentos relacionados con la COVID-19 tenía un tamaño de muestra adecuado para marcar una diferencia entre los grupos del estudio, según datos de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.
Por el contrario, el Dr. Jayaweera afirma que, en el Reino Unido, un servicio nacional de salud permitió a los investigadores acceder rápidamente a tantos pacientes como necesitaban para sus estudios con una rápida implementación y análisis de datos.
“En Estados Unidos, estábamos fragmentados”, expresó. “Ojalá pudiéramos rediseñar todo el sistema de investigación en todo el país para que seamos más efectivos, gastemos menos dinero y obtengamos mejores resultados”.
Alan Gomez es escritor colaborador de UMiami Health News.
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