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Secuencia profundizada de las variantes SARS-CoV-2 cruciales en brotes que controlan

Thought LeadersProfessor Dana CrawfordProfessorCase Western Reserve University (CWRU)

En esta entrevista, Noticia-Médica habla a profesor Dana Crawford sobre sus esfuerzos de investigación durante el COVID-19 pandémico y porqué la secuencia profundizada de SARS-CoV-2 es crucial en brotes que controlan.

¿Podría usted presentarse por favor e informarnos qué provocó su investigación en el pandémico de la enfermedad 2019 del coronavirus (COVID-19)?

Soy profesor de la población y de las ciencias cuantitativas de la salud y director adjunto del instituto de Cleveland para la biología de cómputo en la universidad occidental de la reserva del caso en Cleveland, Ohio.  También llevo a cabo una cita secundaria en genética y ciencias del genoma.

Me entrenan en genética humana y genómica y un epidemiólogo genético.  Como muchos en nuestro campo, los partes tempranos de las diferencias en índices de infección SARS-CoV-2 y del curso de la enfermedad COVID-19 entre ésos las preguntas incitadas infectadas sobre la genética y la genómica el ordenador principal-patógeno del papel tienen en susceptibilidad y severidad del ordenador principal.

Ahora más que un año en el pandémico, sabemos que los factores no genéticos tales como estado socioeconómico tienen un impacto sustancial en susceptibilidad cuando, por ejemplo, trabajadores más de ingreso bajo no pueden trabajar remotamente o trabajar distanciado social como se recomienda en los E.E.U.U.  La severidad de la infección COVID-19, incluyendo la hospitalización y la muerte, se asocia a varias variables demográficas, especialmente una más vieja edad.  Mientras que muchos factores no genéticos ahora se asocian a índices de infección y a la severidad COVID-19, la variabilidad observada no se puede explicar totalmente ni se puede predecir por estas variables solamente.

En genética humana y genómica, el estudio genoma-ancho de la asociación (GWAS) es el diseño del estudio del caballo de labranza usado para determinar los cambios genéticos comunes asociados a resultados humanos complejos como la infección SARS-CoV-2 y la severidad COVID-19.  Las conclusión tempranas de GWAS publicadas por los investigadores basados en muestras del brote temprano 2020 en Italia y España demostraron asociaciones importantes entre los cambios genéticos en la infección 3 y COVID-19 del cromosoma.  Han asociado al grupo sanguíneo del ABO también, y ambas estas conclusión ensamblan un filete rápidamente cada vez mayor de las asociaciones genéticas descritas recientemente por el meta-análisis preliminar de la genética en curso GWAS del ordenador principal COVID-19, que ahora incluye muestras genéticas humanas de países múltiples.

Soy uno de muchos investigadores implicados en el GWAS de millón de (MVP) programas del veterano para la susceptibilidad SARS-CoV-2 y la severidad COVID-19.  Colectivamente, nuestro campo está interesado en determinar cambios genéticos comunes y raros en el genoma humano asociado a la reacción a esta enfermedad infecciosa emergente para entender mejor la biología de la infección que puede llevar a las estrategias nuevas de la terapéutica o de la prevención.

Una comprensión completa del pandémico requiere datos humanos y virales.  Según lo descrito ya, varios estudios están en curso describir cómo la variación genética humana afecta reacciones a la infección.  En el lado viral, la mayoría de los esfuerzos se han centrado en vigilancia genomic para determinar y para rastrear variaciones en las series SARS-CoV-2 que pueden ser de interés o de interés.  A la hora de escribir esto, la variante del delta es una versión más infecciosa del virus comparado con sus precursores, y está haciendo su manera a través del mundo entre el sin vacunar.

A medida que el virus continúa circular y replegar, se transforma.  La mayoría de las mutaciones son neutrales mientras que otras como la variante del delta crean la aptitud física creciente para el virus sobre otras versiones del virus. SARS-CoV-2 que ordena para la vigilancia genomic ayuda a investigadores de la salud pública a rastrear cómo el virus, con código de barras con cada uno de sus mutaciones, se está extendiendo localmente.  La vigilancia Genomic también ayuda al sonido la alarma cuando la variante viral demuestra diferencias en la infección, la severidad, o la malo-evasión del sistema inmune incluso después la carrocería es preparada por las vacunas.

Mientras que mi propia investigación, hasta la fecha, se ha limitado a la variación genética humana y a la reacción del ordenador principal a SARS-CoV-2, estoy interesado en las acciones recíprocas de la variabilidad y el ordenador principal-patógeno el patógeno que pueden afectar resultados del interés.  Estos datos son muy difíciles de llegar hasta en los suficientes números para los estudios genéticos y genomic significativos.  Como escribimos en el punto de vista de la genética de PLoS, la variabilidad en la secuencia SARS-CoV-2 acoplada con la falta de articulaciones clínicas de los datos a estos datos de secuencia hace estos estudios casi imposibles.

SARS-CoV-2

SARS-CoV-2. Haber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock.com

¿Cómo los brotes SARS-CoV-2 se vigilan actualmente?

Los brotes COVID-19 en los Estados Unidos, en parte, se vigilan actualmente como brotes tradicionales de la enfermedad infecciosa a partir del siglo tempranoth 20.  Es decir, los individuos sintomáticos presentarán en la clínica y el hospital en donde, si sus signos y síntomas son constantes con COVID-19, serán probados para SARS-CoV-2.

Ahora hay una variedad de pruebas disponibles para SARS-CoV-2.  los hospitales del Cleveland-área utilizan la prueba de la reacción en cadena (PCR) de polimerasa, y la prueba se realiza en los biospecimens cerco por los lampazos nasales.  Mientras que la prueba de la polimerización en cadena da la información si el virus SARS-CoV-2 está presente en la muestra o no, no da la serie completa del virus.  Para hacer esto, la muestra debe ser ordenada.

Independientemente de si la muestra está ordenada depende de una variedad de factores en los Estados Unidos.  Mientras que describimos en el punto de vista de la genética de PLoS, los factores tales como financiamiento y lazos establecidos con las instalaciones de la genómica pueden ser factores principales si o no las muestras están ordenadas.

La reacción tradicional del brote de la enfermedad infecciosa confía en los individuos sintomáticos que presentan en las clínicas.  Sabemos ahora que muchos individuos infectados SARS-CoV-2 pueden ser asintomáticos e infecciosos, silenciosamente extendiendo el virus a otros.  Los individuos infectados pueden también presentar con los síntomas suaves que pueden no requerir la atención clínica.

Mientras que animan a los individuos a ser probados para el virus si saben ellos han entrado en el contacto con los individuos infectados, esta recomendación no es ejecutoria, y muchos individuos no saben que los han expuesto pues el contacto que trazaba en los Estados Unidos también ha sido difícil de reforzar (y modernizar).

Un gran número del asintomáticos, pero el infecciosos, los individuos y trazado imperfecto del contacto hacen el ideal genomic de la vigilancia para rastrear SARS-CoV-2.  Entre el muelle 2020 y el muelle 2021, mucho el público grande y los grupos privados en los Estados Unidos establecieron la prueba rutinaria como programa de la vigilancia, pidiendo que los estudiantes universitarios o los empleados, por ejemplo, sometan los lampazos o las muestras nasales semanales de la saliva sin importar síntomas.  Estos esfuerzos ofrecieron los datos esenciales para rastrear la aparición de brotes o de aumentos en caso de que los números que se podrían entonces utilizar para alinear y para decretar ciertas reacciones de la salud pública (e.g., cierres) hasta que los números del caso disminuyeran.

Lamentablemente, estos biospecimens no fueron ordenados necesariamente, otra vez dependiendo de los recursos y de la importancia percibida de rastrear variantes como parte del programa de la vigilancia.  Muchos de estos programas de la vigilancia ahora se han escalado detrás o se han interrumpido con la disminución de cuentas del caso de los E.E.U.U. y aumentan de vacunaciones.

A partir de la escritura esto, incluso con menos prueba rutinaria, datos demuestra que las cuentas del caso están en la subida otra vez debido a la variante del delta y a los regímenes estancados de la vacunación.  Con el inicio de un tiempo más frío y de la estación de la escuela de la caída, puede ser que contemos con un resurgimiento en interés en la vigilancia rutinaria SARS-CoV-2 en los E.E.U.U.

¿Qué los métodos tradicionales de la vigilancia han enfocado conectado en brotes de la enfermedad que controlaban y cuál son algunas de las limitaciones de estos métodos?

Como mencioné anteriormente, el método tradicional de la vigilancia para las enfermedades infecciosas emergentes confía en los individuos enfermos que presentan en una clínica.  Ahora que se ha determinado y se ha caracterizado extensivamente el virus, el muestreo regular y la prueba en el nivel de la población es una mejor aproximación pues los datos se pueden utilizar para predecir las trayectorias locales y nacionales de la infección que informan a hospitalizaciones y a muertes previstas.

Los métodos Polimerización en cadena-basados SARS-CoV-2 se basan en una técnica en mediados de 1980 s primero descrito que se ha desarrollado y se ha adaptado desde entonces para la investigación y los diagnósticos de la población-escala de la alto-producción.   Hay varias limitaciones asociadas al método Polimerización en cadena-basado de detección del virus, incluyendo la contaminación (según lo demostrado temprano por los centros para la mezcla del control de enfermedades y de la prevención de estuches de prueba contaminados) y límites de la detección más inferiores variables (e.g., el número mínimo de copias virales en la muestra requerida para la detección de la prueba).

Una limitación importante para la investigación de la genética humana y de la genómica es que la prueba Polimerización en cadena-basada no ofrece la serie.  Sin esta serie, no podremos conducto estudios el ordenador principal-patógeno efectivo.  De un punto de vista de la salud pública, la serie es importante determinar mutaciones o variantes de la preocupación si las mutaciones hacen el virus más infeccioso o le dan una capacidad de evadir el sistema inmune más eficientemente.  

Tienen sido avances enormes en el genoma que ordena técnicas durante los últimos diez años. ¿Cómo se podía la secuencia del genoma utilizar para ayudarnos a vigilar brotes del coronavirus?

La secuencia del genoma es esencial en esta fase del pandémico.  Tenemos poblaciones sin vacunar grandes en los E.E.U.U. y mundial donde el virus está circulando y está dividiendo.  Cada división es la ocasión para la mutación.

Mientras que la mayoría de las mutaciones son cambios neutrales, una fracción será beneficiosa al virus y al detrimento de seres humanos.  los métodos Polimerización en cadena-basados se basan en series virales sabidas mientras que la secuencia es la independiente de qué se conoce ya, haciendo la secuencia del método ideal para la vigilancia genomic completa de este virus de desarrollo.

Secuencia SARS-CoV-2

Secuencia SARS-CoV-2. Haber de imagen: vchal/Shutterstock.com

¿Qué las ventajas de utilizar el genoma están ordenando para vigilar brotes de la enfermedad y su evolución?

Una ventaja importante de la secuencia usando tecnología de hoy es que es una aproximación rápida, escalable, y relativamente de poco costo a la vigilancia.  Para aquellos de nosotros interesada en la investigación el ordenador principal-patógeno, se prefieren los datos del individual-nivel.  Es decir, como un investigador yo querría haber genotyped genoma-ancho humano u ordenado y el genoma del virus que infectó que el mismo ser humano ordenó.  Estos datos granulares permiten a investigadores más opciones para el análisis que será importante en el diseño de la generación siguiente de diagnósticos y de terapéutica, incluyendo nuevas vacunas.

En vez del individual-nivel que ordena, otra gran opción es secuencia a granel.  Muchas comunidades han tomado la secuencia de las aguas residuales para que SARS-CoV-2 descubra y prediga brotes en sus áreas locales.

Usted describió la adopción de la genómica en surveilling SARS-CoV-2 como ` lento, difícil y contrario'. ¿Por qué es esto y qué puede ser hecho más?

Pues contorneamos en el punto de vista de la genética de PLoS, hay varios factores probablemente que se asociarán a la reacción lenta y contraria.  A diferencia del Reino Unido, un líder en la vigilancia genomic SARS-CoV-2 que comienza temprano en el pandémico, la dependencia mayor de la salud pública en los E.E.U.U. no tiene un lazo con la genética humana y una comunidad de investigación largos, establecidos de la genómica.

También, la salud pública en los E.E.U.U. es insuficientemente financiada.  La confluencia de estos dos factores solamente salió de los E.E.U.U. sin preparación e incapaces de responder eficazmente a esta nueva enfermedad infecciosa asociada a la extensión llevada por aire asintomática sustancial.  Éstos, sin embargo, no son los únicos factores relacionados con la reacción pobre de los E.E.U.U. al pandémico, determinado en las fases tempranas.

El gobierno de los E.E.U.U. y su administración no eran en ese entonces de apoyo de una aproximación fuerte y unificada, dejando cada estado y cada comunidad que luchaban para hacer frente.  Esta aproximación descentralizada destacó realmente las diferencias en los recursos disponibles en el nivel local, explicando en parte porqué el área de Seattle podía girar mucho más rápidamente a la vigilancia genomic comparada con otras escenas con menos peritaje y experiencia genomic.

Atención ahora prestada a la importancia de variantes virales ha incitado aumentos en el financiamiento para la vigilancia genomic en los E.E.U.U.  Por todo el mundo, el reto ahora es habilitar las mismas oportunidades de la vigilancia del genoma en países, o las áreas sin los recursos o la experiencia.

¿Usted cree eso con uso perfeccionado de la secuencia genomic, los brotes SARS-CoV-2 puede ser vigilado más efectivo, que a su vez nos ayudarán a entender más lejos la evolución en tiempo real de SARS-CoV-2?

Sí, el uso perfeccionado de la secuencia genomic y la distribución pública de estos datos perfeccionarán la supervisión de los brotes SARS-CoV-2, ofreciendo una mejor comprensión de cómo el virus se está desarrollando.  Una comprensión más completa del impacto del virus en el ordenador principal humano, sin embargo, requerirá articulaciones de los datos entre los datos genomic y los datos clínicos y epidemiológicos.

En los E.E.U.U., estos datos siloed y se enlazan no fácilmente con fines de investigación.   Sin embargo, estos datos son esenciales entender mejor las consecuencias de la evolución SARS-CoV-2 y de su influencia en severidad de la enfermedad COVID-19.

Brote de la enfermedad

Brote de la enfermedad. Haber de imagen: ETAJOE/Shutterstock.com

¿Cómo usted piensa la necesidad futura de los brotes de la enfermedad de surveilled? ¿Cómo se pueden los esfuerzos de la colaboración utilizar para lograr esto?

La aparición de SARS-CoV-2/COVID-19 subraya la necesidad de aumentar la vigilancia tradicional basada en la presentación clínica individual con un más enfoque proactivo leveraging vigilancia genomic en la escala de la población.

Los programas actuales de la vigilancia de las aguas residuales son un ejemplo excelente de eficiente, vigilancia genomic de la población-escala para las enfermedades infecciosas, y estos esfuerzos se pueden escalar y minar bioinformatically para descubrir los patógeno sabidos y desconocidos.  Tales esfuerzos sin embargo requerirán el apoyo constante y constante, no apenas el apoyo y el interés en la altura de un pandémico.

¿Cuáles son los pasos siguientes en su investigación?

Mis intereses de la investigación básica son entender cómo la variación genética humana afecta salud humana.  En el contexto de COVID-19, estoy interesado en la comprensión de cómo la variación genética humana afecta susceptibilidad a la infección y la severidad del curso de la enfermedad.

Soy una pieza de millón de asociaciones genoma-anchas (MVP) del programa COVID-19 del veterano y grupos de trabajo phenome-anchos de la asociación, y como parte de estos grupos, estamos conducto estudios en veteranos participantes de los E.E.U.U. para determinar la variación genética común relevante a las diferencias observadas en susceptibilidad y la severidad de la enfermedad.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Sobre profesor Dana Crawford

Dana Crawford, Ph.D., es profesor en el departamento de la población y de las ciencias cuantitativas de la salud y director adjunto para la población e investigación de la diversidad en el instituto de Cleveland para la biología de cómputo en la universidad occidental de la reserva del caso (CWRU). Ella también tiene una cita secundaria en el departamento de la genética y de las ciencias del genoma.Profesor Dana Crawford

El Dr. Crawford recibió su Ph.D. en la universidad de Emory en genética y biología molecular en 2000 y después entrenó como persona postdoctoral como oficial epidémico del servicio de inteligencia en los centros para el control y prevención de enfermedades (2000-2002) y como miembro distinguido en la universidad del departamento de Washington de las ciencias del genoma (2002-2006).

Antes de su la mayoría del cargo actual, el Dr. Crawford pasó ocho años como facultad del arrendamiento-carril en el departamento de la fisiología y de la biofísica moleculares e investigador en el centro para la investigación de la genética humana en la universidad de Vanderbilt. Como epidemiólogo genético en CWRU, los intereses amplios de la investigación del Dr. Crawford incluyen la aplicación de datos genéticos de la variación a las cohortes epidemiológicas y clínicas en grande para entender mejor asociaciones humanas del genotipo-fenotipo con énfasis en poblaciones diversas.

El Dr. Crawford ha sido autor de las publicaciones >175 en literatura par-revisada.  Ella es actualmente un miembro del Consejo de la sociedad americana de la genética humana (ASHG) y es una persona elegida con la asociación americana para el adelanto de la ciencia (AAAS).  Las opiniónes y las opiniones expresadas aquí son el Dr. Crawford y no no necesariamente las vistas y las opiniones de CWRU, de ASHG, de AAAS, del MVP, o de cualquier otra organización con las cuales ella es una pieza.

Emily Henderson

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Emily Henderson

Emily Henderson graduated with a 2:1 in Forensic Science from Keele University and then completed a PGCE in Chemistry. She loves being able to share science with people all over the world and enjoys being at the forefront of new and exciting research. In Emily's spare time she enjoys watching true crime documentaries and reading books. She also loves the outdoors, enjoying long walks and discovering new places. She goes camping monthly and recently climbed Ben Nevis. In the future, Emily wants to have travelled all over the world, learning about new cultures. She has an extensive bucket list and is keen for new adventures!

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