Coronavirus

Recerca bàsica i responsabilitat social

Jordi Hernández-Borrell 09-04-2020 10:48 Lectures 1546
Coronavirus SARS-CoV-2. NIAID

Coronavirus SARS-CoV-2. NIAID

L’afany per escriure en aquest període de confinament, ple d’incerteses i contradiccions que els propis experts han propiciat, es posa de manifest cada dia en aquest diari digital. Les aportacions que he pogut llegir son totes interessants i mostren per una banda l’astorament, sinó la por, davant d’una crisi sanitària sense precedents; i per l’altra, les ganes de compartir inquietuds davant d’un present que tremola i un futur on l’estupidesa dels governants i el frívol comportament humà s’hauria de revisar profundament. Però aquest no serà un article sociopolític sinó un escrit divulgatiu i crític que vol aportar des d’una perceptiva científica compromesa, algunes dades de recerca fonamental que son, per una banda les que justifiquen les directrius a seguir que ens manen d’obeir les autoritats, i per l’altra, una explicació que pretén ser entenedora dels tractaments que s’estan desenvolupant.

S’ha parlat extensament del SARS-COV-2 finalment anomenat COVID19. Els virus, dels quals estem rodejats e immunitzats majoritàriament, son entitats que, pels científics no queda clar si son sers vius o no. Siguin del tipus que siguin, amb diferents estructures macromoleculars, es caracteritzen per ser capaços d’autoreplicarse aprofitant la maquinaria metabòlica dels seus hostes i actuant com a veritables paràsits. Entenem-nos, no es reprodueixen ni sexualment ni asexualment com fan els bacteris, son entitats que funcionen per dos principis espontanis: autoorganització estructural i reactivitat química dels àcids nucleics (sigui RNA o DNA). Simplement, com sol il·lustrar el company Antoni Trilla, utilitzen les nostres cèl·lules com si fossin màquines per fotocopiar-se ells mateixos. En el cas que ara ens terroritza, el COVID19, injecta el seu material genètic (després en parlarem mes) al citoplasma de les nostres cèl·lules, i en aquest cas sembla que amb una avidesa preferent pels normòcits dels nostres alvèols pulmonars, per fer-los treballar de tal manera que produeixin mes i mes virus que infecten altres cèl·lules induint la producció de defenses i l’alliberament de les anomenades citoquines, que acaben produint en el pitjor dels cassos, el que els metges anomenen síndrome de dificultat respiratòria que pot conduir a la mort.  Fixeu-vos, que en una magnífica i primera il·lustració, del perquè serveix la ciència fonamental, l’equip de la Dra. Núria Montserrat, Investigadora ICREA adscrita a l’Institut de Bioelèctrònica de Catalunya (IBEC), ha identificat un “bloquejant” del virus en “minironyons”. I és que el virus que ens ocupa, sembla clar que te l’entrada al nostre organisme a traves de les vies respiratòries, però també afecta finalment a òrgans vitals com el cor, els ronyons o els intestins.

El COVID19, és un virus simple des del punt de vista estructural. El seu diàmetre és de l’ordre d’uns 100-120 manòmetres i, en un principi, els experts epidemiòlegs varen afirmar que nomes es podia transmetre (a la videoteca televisiva em remeto) per gotes de saliva (de fins a 5 micròmetres) i, van insistir que per contacte proper i perllongat amb portadors asimptomàtics o malalts. D’aquí se’n va derivar l’ordre d’allunyament social. Dos metres de distància i tots salvats. Els químics-físics, no som epidemiòlegs, ni malabaristes de les estadístiques, i es va apuntar que un virus de ~100 manòmetres, encara que pogués ser vulnerable a la llum ultraviolada creixent en aquests moments o a la temperatura ambient, podria quedar en suspensió entre les “làmines” en les quals els maleïts teòrics descomponem els fluids com l’aire. Després, un experiment publicat a la solvent  revista  New England Journal of Medicine (26-03-2020) provava aquest fet. La OMS, va criticar aquest article, però el fet és que ara, fins i tot el President del Govern Pedro Sánchez, o la Sra. Maria que va comprar cada dia, porten mascareta quan surten de casa. Com sinó s’explica l’extensa infecció patida pels professionals sanitaris?. La capacitat de infectar o infectivitat d’aquest virus és enorme, sorprenent i tot plegat, els experts i els no tant experts, la vàrem menystenir pensant que era una mena de grip. No era cert. Pregunteu-li, per exemple, a Boris Johnson, que deia i que no pot dir ara que ha estat a la UCI. La ignorància és atrevida i els polítics populistes les víctimes mes estúpides.

No em sembla bé acusar a les autoritats Espanyoles d’improvisació. La informació rebuda per part de les autoritats xineses, mes preocupades per l’orgull nacional que per una altra cosa, no van ser honestes. Mai es va comunicar la gravetat de la infecció, no es va dir res de la infectivitat real, i fins avui mateix, les mateixes estadístiques sobre mobilitat i mortalitat que l’Estat xinès proporciona son dubtoses. Ho diuen totes les agències d’informació internacionals pel canals tancats (la mateix CIA) i algun periodista que furga en les teories de la conspiració que personalment no comparteixo. La propagació del virus, respon al que coneixem en ciència com a “sistema complex”, un comportament aparentment caòtic que ve governat per variables que a vegades son difícils de detectar i que impedeixen la seva descripció matemàtica amb exactitud. I tot plegat, perquè el coneixement sobre el mecanisme infectiu del virus no el sabem controlar, per la falta de Plans de Recerca Orientats que hagin contemplat en el seu moment, no ara a corre cuita, sinó amb previsió retrospectiva, la recerca sobre aquest tipus de processos que venen mitjançats per les membranes cel·lulars. Durant anys hem invertit en la recerca sobre la SIDA, la qual cosa a aportat una infinitat de coneixements i ha conduït a desenvolupar fàrmacs que estabilitzen la malaltia, sense curar-la. I ara, els experts del camp, autoritats internacionals reconegudes com el Dr. Bonaventura Clotet i altres, han tingut que redirigir la seva recerca i tots els coneixements adquirits, per a intentar resoldre el problema de COVID19. Cal dir que els dos virus, el de la SIDA i el COVID19, son molt diferents estructuralment i que extrapolar tractaments, com després comentaré, es pur empirisme. Un empirisme absolutament necessari, però que com la pròpia medicina, es basa en l’assaig error i costarà algun temps, esperem curt, per tal de poder-ne aplicar els resultats  que tots esperem de forma sistemàtica, segura i efectiva. En aquest sentit, els experts en SIDA, estan actuant amb bon criteri combinant diversos fàrmacs i valorant contínuament els resultats en una actuació d’urgència temporal. Sense cap dubte, la nostre confiança en la seva experiència ha de ser absoluta. 

La comunitat científica nacional i internacional s’ha mobilitzat en una demostració del que és la ciència: crear coneixement internacionalista per compromís social. A hores d’ara, hi ha de mes de 250 accions (investigacions) arreu del Món que investiguen intensivament sobre el COVID19 (la dada es pot consultar diàriament a la John Hopkins University: https://coronavirus.jhu.edu/map.html). Entre aquests estudis, uns 160 (potser alguns mes) son estudis clínics, com ara els que fa el Dr. Oriol Mitjà, el qual ha estat vilipendiat personalment per periodistes tendenciosos que obviant la seva indiscutible valentia científica han volgut desacreditar-lo per raons que no mereixen comentari. I aquí és on arribem al que és rellevant; com la ciència i afronta aquest repte ?. Quines son les estratègies que se segueixen ?. Podem tenir esperança ?.

Anem per parts. El COVID19 es una minúscula vesícula que tanca al seu interior un d’àcid nucleic (RNA). El virus, en un model teòric que presenta TV3 en pantalla de fons, consisteix en una capa bilipídica esfèrica de la que sobresurten unes “espines” i que capté al seu interior el RNA a una pressió enorme. La capa o membrana bilipídica esmentada, no és altra cosa que una fina pel·lícula d’un pocs nanòmetres (posem 4-8) de natura oliosa. D’aquí que se’ns insisteixi tant en el rentat de mans amb sabó. Els detergents tenen la propietat de dissoldre els lípids produint partícules mes petites que s’anomenen micel·les destruint així tota l’estructura del COVID19. El peten; per dir-ho clarament. Per altra banda, la pressió a la qual es troba el RNA captingut a l’interior dels virus s’ha pogut establir en altres cassos (amb una tècnica que s’anomena de “pinces òptiques”) en mes de 20 vegades la pressió atmosfèrica (15-30 bar). En el COVID19, no se sap, cert; però podem assumir un valor d’aquest ordre. Que vol dir això ?. Doncs que quan el virus reconeix certes “dianes” de la cèl·lula humana injecta, tal i com  sona, el RNA a favor de pressió al citoplasma de les nostres cèl·lules: la infecció ha començat. Es cert però que els científics, abans d’afirmar res, ens ho pensem molt perquè sempre hi ha mes d’una resposta possible. I és que sembla ser que un altre mecanisme d’entrada a la cèl·lula seria l’endocitosi, pel qual el virus sencer és englobat i internalitzat per la cèl·lula. Qualsevol que sigui el mecanisme, i això ara resulta intrigant però secundari, el que si sabem és que el virus necessita trobar el pany, com si fos el pany de la porta, per posar-hi la clau que porta a la seva coberta i que és, precisament, el que li dona el nom.

EL COVID19 te inserides a la seva coberta tres proteïnes. De entre elles una és una glicoproteïna. Aquesta es veu al microscopi electrònic com si fos una espina clavada a la coberta formant el conjunt de totes una “corona” d’espines. Es coneix com a Spike S protein (diguem-ne Proteïna S); que  és la que reconeix el pany i obre les portes d’entrada de la cèl·lula a infectar. Imagineu-vos per un moment que teniu la combinació del pany. Si canvieu el bombí o cilindre de seguretat del pany, la Proteïna S (la clau) no podrà obrir el pany. Haurem aturat la infecció. Que intenten els científics amb aquest coneixement ?. Doncs bloquejar l’entrada amb fàrmacs (molècules) que impedeixin aquest reconeixement. Aquesta és l’estratègia dels equips que treballen amb l’IBEC i també a la Universitat de British Columbia que proven una proteïna (recombinant) anomenada hrsACE, objectiu que sembla que aconsegueix també un fàrmac aprovat al Japó amb el nom de Camostat®.  La pregunta però és mes enrevessada: i com es que no sabem canviar la combinació del pany?. Doncs perquè aquest pany és una complexa proteïna de membrana anomenada  ACEII, per fer-ho fàcil, una mena de madeixa de llana petita que està inserida en un coixí de greix que constitueix la membrana cel·lular (novament una bicapa de lípids). I que passa ?....doncs que fatídicament Espanya (i no només) ha menystingut la recerca sobre proteïnes de membrana i, lògicament, no sabem massa com funcionen o com les podem ensinistrar per canviar la combinació o el bombí del pany. He de destacar aquí la ingent labor que durant dècades a dut el Dr. Manuel Palacín del Institut de Recerca Biomèdica Agustí Pi i Sunyer-Universitat de la UB en aquest camp i altres grups que tracten d’entendre com funcionen les proteïnes de membrana que produeixen resistències a antibiòtics, una altra pandèmia que tard o d’hora explotarà a la cara del Món. En realitat el receptor ACEII, diana del virus, està relacionat amb la regulació de la pressió, i per aquest motiu les persones que prenent medicaments per regular la hipertensió se sap que tenen mes receptors d’aquest tipus. Això explica perquè les autoritats insisteixen i informen que aquest col·lectiu de malalts crònics son un grup de risc potencial en cas d’adquirir COV19. Amb una mica mes de controvèrsia, el popular Ibuprofè podria tenir el mateix efecte i per això hi ha aparentment un cert consens de que no s’ha d’utilitzar en aquesta malaltia. Tot i la complexitat del tema, us adonareu que tot rau en la comprensió d’aquest receptor ACEII, una proteïna de membrana; i parlant tècnicament de la necessitat de saber-lo modificar o bloquejar per impedir l’accés de la Proteïna S. Això implica que cal encara molta investigació bàsica en aquest camp per a saber expressar (produir mitjançant biotecnologia), aïllar i manipular aquestes proteïnes amb coneixement i amb finalitats terapèutiques. ACEII és una mes dels milers de proteïnes de membrana, dianes de mes del 80% dels fàrmacs que prenem. I si no, qui no ha pres l’inofensiu  Omeprazol ®?. Es un bon exemple de medicament que actua sobre la  H+/K+-ATPasa, una proteïna de membrana que es localitza al tracte digestiu.

Es mes paradoxal encara que la Dra. Laura Lechuga del Institut Català de Nanotecnologia i el Dr. Jordi Serra la UB, que proposaven implementar (sense entrar en detalls) un biosensor per a diagnosticar coronavirus, no fossin finançats o agraciats amb subvencions contemplades pels plans nacionals d’investigació espanyols, i en canvi ara, hagin rebut en un consorci exprés de la EU 24 milions d’euros. Algú s’ha equivocat ?. No, hem avançat precipitadament cap a la societat del lleure i la cultura del luxe sense tenir ben agafats els fonaments del coneixement científic. Escoltem música, però ningú sap com es tradueix el so des d’un suport físic material a una ona audible immaterial, ni sabem ben be com la veu es transporta per radiacions electromagnètiques que ningú veu. Això ja ho insinuava tàcitament Luis Racionero en el seu assaig Del Paro al Ocio (1983).

Tornant al COVID19, un cop entrat a la cèl·lula, allibera el seu missatge en forma de RNA. I allà, al citoplasma, passen diversos processos. El “missatge” es llegit com si arribes a la cadena de fabricació d’una industria i una maquinaria específica formada per proteïnes (proteases, i el complex transcriptassa-replicassa) actuen per tal de que el material genètic infectiu es multipliqui, sigui encapsulat en una vesícula membranosa de lípids, i expulsat (exocitosi) cap a fora de la cèl·lula humana per tal de prosseguir i expandir la infecció d’altres cèl·lules i òrgans. Tremend. Estic d’acord, potser us estranyarà, amb el Jefe de Estado Mayor de la Defensa, el General Miguel Angel Vilarroya, en que això és una guerra. Una guerra bacteriològica en tota regla. Potser algun antimilitarista s’inquieti, que no és la intenció, però en aquest context no seria rellevant, com no he és, com tampoc ho és la opinió dels que seguin estranyes religions no vacunen als seus fills. Aquí tots som soldats lluitant pel bé comú i hem de seguir atentament les directrius que les autoritats competents ens demanen.

Fins aquí sabem, que podem actuar, investigar mes, sobre com trencar la unió “clau-pany” (proteïna-S/receptor ptroteïc ACE2), la qual és l’estratègia mes directa per impedir l’entrada i replicació del virus. Però també és cert que la situació d’emergència empeny, aquests cop si, als metges a emprendre estratègies farmacològiques empíriques. Es a dir, a aprofitar el coneixement que tenen sobre el mecanisme infectiu que hem descrit simplificadament mes amunt i administrar fàrmacs que “poden ser efectius”. A curt i mitjà termini, és obvi que això és el que s’ha de fer. No es pot perdre ni un minut. Aquí és on la medicina, pot encertar o no, depenent del estadi de la malaltia, el diagnòstic adequat i la idiosincràsia del pacient (edat, factors de risc, malalties prèvies i potser la càrrega genètica pròpia). Hem de ser optimistes. Els fàrmacs que s’estan provant son diversos. A sobre dels inhibidors de la ACE2, si sumen medicaments coneguts i desenvolupats alguns a partir de la recerca sobre la SIDA. Lopinavir/Ritonavir ® per a inhibir part de la maquinaria (concretament la l’enzim proteassa) que precisa el coronavirus, Remdesevir ® per a inhibir l’altre maquinària (la RNA polimerasa), el temut i efectiu Interferò-b o els anticossos neutralitzats i el plasma mateix de malalts que han superat la malaltia (en aquest cas els laboratoris Grifols i estan a sobre).  Aviat sabrem si tots aquests tractaments, o potser altres, son molt o poc útils.  El mes sorprenent, per empíric, és que fàrmacs com la hidroxicloroquina o la Invermectina, antiparasitaris, tinguin algun efecte sense que sabem exactament perquè. En aquests cassos hi ha sospites que d’una relació amb les malalties autoimmunes (com l’artritis reumatoide) i, mot probablement, amb la reacció inflamatòria que desencadena el virus quan infecta. Fins i tot hi ha qui pensa que aquests antiparasitaris, ara cobejats, el que fan és acidificar l’interior de la cèl·lula, i inactivin d’aquesta manera tota la maquinaria que desferma el virus. Simple, potser massa senzill. El que compta ara és el resultat.

Finalment, pel que fa al remei final, serà la vacuna o vacunes que es desenvolupin les que posaran el punt i apart a aquesta pandèmia. S’haurà de vigilar molt amb les mutacions i variabilitat del COVID19. D’això se’n te experiència i capacitat. El fet però és que el desenvolupament d’una vacuna és llarg, ja que el que s’injecta son fragments inactivats del microorganisme que cal comprovar pel dret i pel reves que no causin cap efecte indesitjable pitjor que la pròpia malaltia. En això els protocols i requeriments legals son i han de ser molt exigents amb les normes de seguretat. En tenim per temps, però hem de ser optimistes perquè ja hi ha gent com la nord-americana Jennifer Haller que han estat injectats amb els primers prototips d’una vacuna.

Ara mateix, la Generalitat de Catalunya ha iniciat una acció sense precedents per finançar de forma urgent i extraordinària diversos centres de recerca assistencial i transnacional del nostre país. Les presses, en ciència no son mai bones, però ara cal ser-hi i posar-hi tot el que tenim. Per tant, entenent que la recerca està compromesa amb la societat, o així hauria de ser, és una acció que hem de recolzar amb esperança. Es bo recordar ara que Catalunya fa mes de 15 anys va iniciar un model de recerca diferenciat de la resta de l’Estat. El programa ICREA de captació de talent internacional (que segueix els mateixos criteris del Barça: fitxar als millors, siguin d’on siguin), l’aposta per plataformes infraestructurals com el Parc Científic de la UB o la creació de centres de recerca propis de la Generalitat (IBEC, ICFO, entre d’altres) ha aportat un “plus” de qualitat que ha tingut i te ressonància internacional.  Aquestes idees, en part impulsades pel Conseller Mas Colell, no va se de bades. A mes a mes Catalunya disposa d’infraestructures singulars com el Centre de Regulació Genòmica, Centre Nacional de Supercomputació o el Sincrotró Alba, participats per diferents institucions oficial; i nombrosos grups de recerca que des de totes les Universitats treballen dia a dia amb total compromís, sigui en la recerca, la fabricació de gels hidroalcohòlics o la fabricació dels reactius necessaris per a fer la prova diagnòstica PCR. Els Sanitaris ara son els herois, per descomptat, però la ciència bàsica és indispensable com he intentat transcriure ràpidament en aquest escrit. I com deia en Raimon en la cançó “Qui ja ho sap tot”, cal tenir ara: “....una fe, una gran fe, en determinada gent,......”. En aquest cas en el investigadors, els joves, els qui cobren 1000 euros al mes i els veterans silenciosos,pels quals mantenen i promouen coneixement fonamental com a base del veritable progrés científic i tecnològic. Ara toquen les accions d’emergència, més endavant s’haurà de replantejar la necessitat de potenciar molt més la recerca bàsica, no val nomes posar-ho en un programa electoral per estètica.

 

Dr. Jordi Hernández-Borrell
Catedràtic de Química-Física, UB.
Docència: Química-Física i Anàlisi Instrumental.
Recerca: Nanoestructura de Biomembranes.
Research ID: M-1390-2014

Tribuna

Tribuna Oberta per promoure l’intercanvi d’opinions, el debat i la reflexió

Ensenyament

Pam! El TDAH té una base genètica!

Jordi Larregola

Els alumnes amb TDAH necessiten un entorn regulat, amb límits. Els costarà seguir-los, es perdran sovint, però la seva absència els descontrola encara més

ENQUESTA WEB

La pandèmia ens obliga a estar tancats a casa, que és la millor manera de frenar els contagis. Després de dues setmanes de confinament, ens agrada pensar en allò que farem quan això s'acabi.

Què és el primer que faràs quan s'aixequi el confinament?

Anar a veure la família
Quedar amb els amics
Sortir a fer esport
Anar a la perruqueria
Organitzar una festa
Passejar per la natura
Crec que em costarà tornar a la rutina
Altres