Los científicos que hicieron una prueba de coronavirus ‘casero’

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Cientos de empleados en el Instituto Francis Crick se ofrecieron para trabajar en las pruebas de coronavirus


Los días del Dr. Charles Swanton están ocupados, pero el trabajo es gratificante.

El Instituto Francis Crick, donde trabaja, ha estado evaluando a médicos en el hospital Royal Marsden que fueron enviados a casa después de mostrar síntomas de Covid-19.

Los que están libres del virus ahora están de vuelta en sus trabajos.

Los hospitales sobrecargados han estado desesperados por más instalaciones de prueba como esta para ayudar al personal médico a regresar al trabajo.

El gobierno del Reino Unido estableció un objetivo de 100,000 pruebas por día para fines de abril, pero ha luchado por acercarse a ese número.

Una prueba para ver si alguien tiene el coronavirus es un proceso complicado (diferentes pruebas, que ven si alguien ha tenido el virus aún están esperando su aprobación).

Las moléculas en un hisopo se desglosan en código genético, utilizando productos químicos, robots de manipulación de líquidos y una máquina de PCR (reacción en cadena de la polimerasa) que puede producir miles de millones de copias de cadenas de ADN.

Laboratorios privados y universitarios de todo el Reino Unido han donado equipos suficientes para tres grandes centros de pruebas en Glasgow, Milton Keynes y Alderley Park en Cheshire.

Pero tener las máquinas no es suficiente, también necesitan cócteles mezclados de productos químicos para funcionar.

Estas recetas secretas han sido probadas a lo largo del tiempo, verificadas por los reguladores y vigiladas por las compañías que las venden.

Al igual que un cocinero con una mezcla de pastel listo para hornear, los científicos conocen todos los ingredientes, pero las proporciones exactas son específicas de cada empresa.

Las empresas que los fabrican y venden son Qiagen, Roche, Merck y Eurofins Genomics. Cada uno tiene sus propias recetas, diseñadas para modelos específicos de las máquinas de PCR.

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El Dr. Charles Swanton y su equipo crearon sus propios kits de prueba.


El Dr. Swanton y sus colegas en el Instituto Crick se dieron cuenta de que la mayoría del mundo estaría clamando por estos kits. También sabían que las empresas que los fabricaban quedarían inundadas.

Entonces, en lugar de esperar, aplicaron ingeniería inversa a su propia «cerveza casera» para evaluar al personal médico local en Londres, como un servicio voluntario.

El Instituto Crick está dirigido por el científico ganador del Premio Nobel, Sir Paul Nurse, pero no es administrado por los servicios de salud.

Es un laboratorio de investigación formado a partir de una asociación entre Cancer Research UK y hospitales de Londres que incluyen el Royal Marsden, el Imperial College de Londres, el King’s College de Londres y el University College de Londres.

Hace tres semanas, cuando el virus se arrastró por Europa, sus laboratorios se consideraron no esenciales y cerrados. Entregaron gran parte de su maquinaria al Departamento de Salud y Asistencia Social, que lidera la intensificación de las pruebas, fuera de los hospitales.

El Dr. Swanton, en ese momento, trabajaba como jefe clínico de Cancer Research UK, investigando la forma en que progresa el cáncer.

«Nos iban a enviar a casa. Pensé, ‘Bueno, hay muchos trabajadores no esenciales que conozco que podrían ser realmente esenciales para el esfuerzo del coronavirus'», dice.

Envió una ronda de correo electrónico. Se formó un grupo de trabajo. Al mismo tiempo, el Sr. Nurse envió un correo electrónico a sus empleados en el Instituto Crick pidiendo posibles voluntarios para un laboratorio.

Recibió 300 respuestas en 24 horas.

Más tecnología de negocios

Los médicos, incluido el Dr. Swanton, muchos del University College London, y algunos en un laboratorio privado cercano en St Pancras llamado HSL (Health Service Laboratories), trabajaron juntos para encontrar un nuevo procedimiento para fabricar los kits químicos con el equipo que el gobierno había dejado. detrás.

El Dr. Swanton ahora lidera los esfuerzos de prueba de Covid-19 en el Instituto Crick.

«Tenemos el personal aquí, las instalaciones, los recursos, los reactivos y los conocimientos para seguir adelante y simplemente hacerlo. Y eso es lo que elegimos hacer», dice el Dr. Swanton.

Su kit químico casero (un kit de extracción de ARN) ha sido aprobado a través de un rápido proceso de acreditación y han realizado su procedimiento operativo público.


Como funcionan los químicos

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La prueba para Covid-19 utiliza dos etapas de kits químicos preenvasados ​​para extraer el material genético del moco y las células que se encuentran en un hisopo de piel.

Extracción de ARN: alrededor de £ 350 por un paquete de 50

En esta parte de la prueba, se encuentra, limpia y separa el código genético del virus, su ARN o ácido ribonucleico.

Las enzimas y otros productos químicos rompen todas las células que se envían en la punta del hisopo.

Las enzimas llamadas proteasas rompen las proteínas en la muestra. (Se agregan productos químicos similares al detergente para ropa para cortar las proteínas en las manchas de alimentos).

Otro conjunto de productos químicos adhiere el ARN a una membrana.

Y la reacción tiene lugar en un líquido llamado tampón.

En este punto, el ARN todavía es demasiado pequeño para ser detectado. Esto es cuando entra en juego el segundo cóctel químico.

Kit de PCR: alrededor de £ 250 por un paquete de 200

Este cóctel químico permite que el código de ARN del virus en la máquina de PCR se reproduzca.

Aquí el ARN se convierte en una forma de ADN, cubierto de productos químicos fluorescentes y se hacen copias hasta que haya suficiente para detectar.

Si se muestran suficientes puntos brillantes, la prueba indica que el virus estaba presente en la muestra.


Las compañías que son más conocidas por fabricar estos kits químicos advierten contra la ingeniería inversa en las circunstancias actuales.

El Dr. Thomas Theuringer, portavoz de Qiagen, una compañía química alemana que suministra reactivos al Reino Unido, dice que reemplazar estos cócteles reactivos con recetas caseras es «jugar con fuego».

«Solo podemos garantizar que nuestras extracciones funcionen si las realizamos en nuestras instalaciones de producción donde tenemos un ambiente controlado. Cualquier error y podría obtener un falso positivo y crear más daño que bien», dice.

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Qiagen

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Qiagen es una de las compañías que fabrica kits para pruebas de virus.


Varios reactivos producidos por los Centros para el Control de Enfermedades (CDC) en los Estados Unidos no produjeron resultados concluyentes. Posteriormente, los CDC admitieron que los kits habían sido «apresurados».

«No estamos hablando de hornear un pastel, se trata de la vida y la muerte», dice el Dr. Theuringer.

El beneficio de usar soluciones comerciales, dice, es que Qiagen las ha estado fabricando durante mucho tiempo y que los procedimientos operativos estándar en sus laboratorios han sido verificados por varias organizaciones internacionales de salud.

Roche, una compañía que actualmente también fabrica kits de reactivos para sitios de prueba en el Reino Unido, está de acuerdo.

«Los principales obstáculos en otra empresa o fabricante que produce cualquier prueba y reactivos de Roche son el tiempo y la experiencia. Roche no puede garantizar la seguridad y la fiabilidad si los reactivos necesarios para la prueba se fabricaron fuera de nuestra red de producción», dijo un portavoz a la BBC en un correo electrónico.

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Eric Cool

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Las autoridades estadounidenses le dijeron al profesor Kool que sus kits de prueba no eran del tipo correcto


El profesor de la Universidad de Stanford, Eric Kool, dice: «La gente ha usado cervezas caseras para la extracción de ARN durante mucho tiempo, pero para ampliar las pruebas debe hacerse de manera automatizada para que pueda procesar muchas muestras».

El profesor Kool enseña química en Stanford, tiene su propio negocio de kits de extracción de ARN y se ofreció a ayudar en el esfuerzo en los Estados Unidos, pero los centros de pruebas allí le dijeron que sus kits no eran del tipo adecuado para las máquinas que tenían instaladas.

«Algo así como la tinta de la impresora: tienes que comprar la correcta para la impresora», dice.

«Estos kits son todos secretos corporativos», dice, pero agrega que los kits automáticos tienen complementos que funcionan mejor con el tipo de prueba de 24 horas que debe hacerse con Covid-19.

«Incluso mientras la gente duerme, los robots pueden ejecutar muestras», dice.

Este es el meollo del problema con los grandes sitios de prueba, como los construidos por el gobierno.

Las máquinas de PCR que han recogido de los laboratorios de todo el Reino Unido funcionarán mejor con los kits químicos que se encuentran en el suministro más corto.

El problema es mundial, todos intentan obtener el mismo kit de extracción de ARN automatizado.

Para aumentar la complejidad, las empresas que los venden tienen ideas diferentes sobre las cuales los compradores deben tener prioridad.

Esta ha sido una perspectiva difícil para Qiagen, dice su representante, el Dr. Theuringer, porque su compañía ha tenido que encontrar una versión de lo que podría ser una asignación justa.

«Ninguna compañía sola puede ayudar a satisfacer la demanda», dice.

Pasó de fabricar 1.5 millones de kits por mes a 20 millones por mes, contrató personal nuevo y pasó de un día de tres turnos a trabajar las 24 horas.

Aun así, no han podido satisfacer la demanda e incluso han pasado compradores a sus competidores.

Roche dice que sigue comprometida con su asociación con el gobierno del Reino Unido.

Pero su portavoz advierte que «debido a la alta demanda de reactivos y consumibles, la situación del suministro puede ser difícil a corto plazo en algunos casos».

El Dr. Swanton no puede decir si hacer sus propios kits de prueba para el personal local del NHS fue la decisión correcta.

«Solo el tiempo dirá», dice, «pero pensamos que no hacer nada no era una opción, realmente».