La escasez de pruebas de coronavirus genera una nueva estrategia: detección masiva

Los expertos han advertido que, a menos que haya pruebas generalizadas de COVID-19, los casos aumentarán a medida que los gobiernos reabran más negocios y espacios públicos. Pero sigue habiendo una grave escasez de pruebas de diagnóstico para la infección por coronavirus debido a la demanda sin precedentes de productos químicos y suministros. Estados Unidos, por ejemplo, realiza cientos de miles de pruebas al día, pero ese número aún está muy por debajo de los millones de pruebas diarias recomendadas para un regreso seguro a la normalidad.

Ahora, docenas de investigadores en los EE. UU., Israel y Alemania están siguiendo una estrategia que podría aumentar drásticamente el poder de diagnóstico: las pruebas grupales. Los científicos creen que al agrupar muestras de muchas personas en unos pocos grupos y evaluar grupos en lugar de individuos, pueden evaluar a más personas con menos pruebas. Este enfoque permite una detección más rápida de portadores de enfermedades desprevenidos y la capacidad de eliminar rápidamente a otros que no están infectados. La estrategia se ha utilizado para detectar con éxito casos de VIH, clamidia, malaria e influenza en el pasado, y fue concebida originalmente para evaluar a miles de militares en busca de sífilis durante la Segunda Guerra Mundial.

“Mientras no tengamos una vacuna, solo podemos detener la propagación del virus haciendo pruebas y aislando a las personas infectadas”, dijo Sandra Sisek, directora del Instituto de Virología Médica de la Universidad Joad en Frankfurt, Alemania. las personas también se encuentran entre los que pueden estar propagando el virus. Desde entonces, Ciesek ha estado trabajando en el desarrollo de una prueba combinada para identificar a los portadores asintomáticos. El enfoque “intenta hacer más con la misma cantidad de pruebas”, dice el inmunólogo computacional Tomer Hertz de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Israel, quien también está desarrollando una estrategia de prueba por lotes. Sin embargo, hay una advertencia: a medida que aumentan las tasas de infección en la comunidad, disminuye la capacidad de conservar recursos a través de pruebas grupales.

Las pruebas grupales son un juego de números. Digamos que está evaluando a 100 personas y una de ellas da positivo. Por lo general, realiza 100 pruebas de diagnóstico, buscando material genético del virus de cada persona. Pero con las pruebas grupales, puede dividir esas 100 personas en 5 grupos de 20 personas cada uno. Esto le da 5 grupos de 20 muestras, cada uno usando una prueba. Si los primeros 4 grupos dieron negativo, eliminaste a 80 personas con 4 pruebas. Si el último grupo da positivo, volverá a analizar cada muestra del último grupo individualmente para identificar las muestras con la enfermedad. Al final, hiciste 25 pruebas en lugar de 100.

Eso atrajo a Peter Ewen, director del Laboratorio de Salud Pública de Nebraska, que utiliza el enfoque combinado. En marzo, Ivan descubrió una escasez extrema de productos químicos de prueba. Pero no está claro si la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de EE. UU., que supervisa tales pruebas de diagnóstico, permitirá las pruebas agrupadas. Pasó dos semanas probando la técnica, luego presentó datos al gobernador de Nebraska y la FDA que muestran que ahorra tiempo de laboratorio y materias primas. En tres días, justo antes de que se agotaran sus suministros, Iván recibió una carta del gobernador que lo autorizaba a «autorizar plenamente la exploración en este momento y tomar todas las medidas razonables para ampliar las pruebas».

Más tarde recibió un correo electrónico de la FDA que decía que la agencia no se opondría a la combinación de las cinco muestras. «Creemos que esto es lo más cerca que hemos llegado de que se apruebe», dijo Ivin. Un portavoz de la FDA le dijo a Noticias-Hoy que la agencia está «abierta a una variedad de ideas de prueba novedosas, como la agrupación, y alienta a todos los desarrolladores de pruebas a comunicarse con nosotros para analizar los métodos de validación apropiados».

Muchas de las estrategias que se están desarrollando emplean computadoras y robótica para diseñar la cantidad óptima de piscinas o para simplificar el proceso. Hertz y sus colegas desarrollaron un nuevo método que elimina la necesidad de analizar una muestra dos veces. En lugar de dividir las muestras en diferentes grupos, dividen cada muestra en grupos superpuestos. Por ejemplo, suponga que está analizando las 100 muestras anteriores y una de ellas es positiva. Luego puede dividir estas 100 muestras en 14 grupos de 50 en diferentes combinaciones. Cada muestra apareció en seis a siete grupos diferentes. Para un caso positivo, seis grupos de secuencias específicas deberían ser positivos. Al saber qué muestra pertenece exclusivamente a los seis grupos (por ejemplo, el paciente 74 es la única muestra que se encuentra en los grupos 1, 2, 7, 9, 12 y 13), puede rastrear ese resultado positivo hasta el individuo exacto sin tener que volver a analizar las muestras. Las cosas se complican más cuando hay varios casos positivos en la mezcla, por lo que los investigadores diseñaron un algoritmo informático para identificar a todos los portadores.

Allen Bateman, subdirector de la División de Enfermedades Infecciosas del Laboratorio de Salud del Estado de Wisconsin, que supervisa las pruebas de COVID-19, dijo que el método de Hertz tiene el potencial de mejorar la eficiencia de las pruebas. Pero Bateman advirtió que diluir cada muestra en un grupo más grande podría hacer que la prueba real sea menos sensible, ya que marca algunos casos positivos como negativos. Tales falsos negativos han plagado las pruebas de diagnóstico de COVID-19 desde que comenzó la pandemia.

Independientemente del enfoque, la mayor limitación del enfoque por lotes tiene menos que ver con la prueba en sí y más con la naturaleza de la enfermedad. Las pruebas de población funcionarán mientras la prevalencia del patógeno permanezca baja. Pero si hay demasiados casos positivos en la muestra de prueba, la mayoría del grupo será positivo y se tendrán que hacer pruebas individuales de todos modos. El enfoque combinado de Hertz funciona mejor cuando la prevalencia de la enfermedad en la comunidad no supera el 5%, idealmente alrededor del 1%. Los enfoques más directos, como los empleados por Iwen y CIesek, son efectivos cuando la prevalencia es inferior al 10%. De hecho, el mensaje de la FDA a Iwen decía que podía probar el grupo siempre que la tasa de pruebas positivas estuviera por debajo de ese porcentaje.

No está claro cuántos casos positivos hay en los EE. UU., lo que dificulta determinar dónde vale la pena realizar pruebas centralizadas. El lanzamiento retrasado de las pruebas de COVID-19 en el país ha permitido que el virus que causa la enfermedad se propague sin ser detectado durante semanas. Bateman dijo que en Wisconsin, entre el 10% y el 30% de las pruebas realizadas por su laboratorio dieron positivo. Pero a medida que la curva se aplana e incluso disminuye, los laboratorios de EE. UU. y otros lugares ven la oportunidad de realizar pruebas en masa para asegurarse de que las personas no tengan el virus antes de regresar a las fábricas, los hospitales o los sistemas escolares.

«Si está realizando pruebas en una población relativamente asintomática, podría ser una forma de monitorear si se acerca una segunda ola, ahorrar recursos y aumentar la capacidad», dijo Benjamin Pinsky, director médico del Laboratorio de Virología Clínica de la Universidad de Stanford. Pinsky, quien usó pruebas de población a principios del brote para rastrear la propagación comunitaria de COVID-19 en el Área de la Bahía de San Francisco, dijo que recientemente consideró usarlo nuevamente cuando comenzó a evaluar a los empleados en Stanford Health Care. Pero decidió no hacerlo porque su laboratorio actualmente tiene capacidad para manejar 10,000 pruebas por semana.

La agregación de muestras podría ayudar a los países a responder a tres futuros potenciales que los epidemiólogos prevén: pequeños brotes recurrentes, una segunda ola de infección y muerte aún más grande, o una crisis prolongada. Por ejemplo, Ciesek se asoció con Michael Schmidt de la Cruz Roja Alemana para realizar pruebas grupales de COVID-19 a pacientes ingresados ​​en el Hospital Universitario de Frankfurt, Alemania, utilizando máquinas de alta tecnología que normalmente se usan para evaluar las donaciones de sangre. Como resultado, los pacientes con enfermedades cardíacas u otras afecciones médicas pueden evitar los hospitales por temor a contraer el virus y ser colocados en salas que no sean COVID-19. Los líderes políticos están presionando para ampliar las pruebas de detección a todos los hospitales de Alemania a medida que se reabre la economía, dijeron los investigadores.

«Sabemos que cuando aumenta el contacto entre las personas, el riesgo es mayor porque el virus no ha desaparecido”, dijo Schmidt. “Todavía está en Alemania. Todavía está en los Estados Unidos. Creo que eso crea una dificultad”. situación, necesitas una buena estrategia para lidiar con ella».

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