Aplicaciones de los Test Serológicos en investigación de la Covid-19
Una prueba serológica es una poderosa herramienta que se utiliza en los estudios epidemiológicos y que ayuda a entender los comportamientos del virus, y a supervisar la eficacia de las diferentes medidas de control de éste, como la vacunación.
Las pruebas anti-SARS-CoV-2 pueden mostrar cualitativamente, y a veces cuantitativamente, la concentración de anticuerpos contra el virus que está presente en una muestra concreta, y la evaluación de los títulos de estos anticuerpos proporciona información útil sobre la circulación, exposición y replicación del virus.
Las pruebas de PCR revelan la infección presente y ayudan a evitar la transmisión del virus, por otro lado, los ensayos serológicos determinan la producción de anticuerpos que el sistema genera para protegerse del virus en el futuro. Ambas son herramientas vitales para el manejo de la pandemia, y en particular, las pruebas serológicas de anticuerpos son fundamentales para revelar la inmunidad adquirida de los pacientes que han sufrido la enfermedad o se han vacunado contra ella, lo cual es vital para monitorear el nivel de inmunidad en la población.
¿Por qué es tan importante esta información? Porque permite evaluar la prevalencia de los casos asintomáticos y sintomáticos de la infección por el SARS-CoV-2 y sus diferentes perfiles de respuesta inmunológica. Sin datos sobre el COVID-19 no entenderíamos cómo está progresando la pandemia, las pruebas serológicas y de diagnóstico son nuestra forma de obtener información sobre cómo está progresando la pandemia y cómo se está propagando el virus, lo cual es fundamental.
▌¿Qué información analizan los test serológicos?
Las pruebas serológicas detectan la respuesta inmunitaria adquirida por la presencia de un antígeno. La serología se basa en que el sistema inmunitario identifica un antígeno (normalmente una proteína) como inusual y desencadena una respuesta humoral, de esta forma, los test serológicos detectan esa respuesta.
En este sentido, los ensayos anti-SARS-CoV-2 pueden evaluar y cuantificar el nivel de anticuerpos IgG, IgM, IgA presentes en una muestra; y pueden por lo tanto identificar la presencia de anticuerpos neutralizantes. Un test serológico positivo significa que el individuo ha desarrollado anticuerpos contra el virus, porque se han detectado anticuerpos contra una o varias proteínas del virus.
Son muchos los ensayos serológicos de diferentes tipos que han sido desarrollados hasta el momento. La mayoría de estos ensayos suelen detectar respuestas de anticuerpos contra la proteína S o contra la nucleoproteína N en los pacientes de COVID-19, dado que son dos proteínas altamente inmunogénicas, pero la detección de más proteínas ha demostrado ser muy útil en la interpretación de los diferentes perfiles inmunológicos tras la infección y la vacunación, como es el caso de la proteína Mpro, que es una proteína esencial en el proceso de replicación viral.
A partir de esta información, ¿qué podría mostrar una prueba serológica del SARS-CoV-2? En primer lugar, es importante subrayar que la especificidad del ensayo que detecta los anticuerpos del SRAS-CoV-2 debe ser alta para ofrecer información de calidad.
La decisión de qué proteína analizar dependerá de la información que se quiera extraer: La proteína de la nucleocápside es el antígeno proteico más abundante del virus, sin embargo, la reactividad cruzada con otros coronavirus podría ser un problema en la detección de esta proteína.
Por su lado, la proteína S ha sido la proteína más comúnmente utilizada en test serológicos porque es la que más diferencias tiene con los coronavirus. La proteína spike comparte sólo un 75% de identidad de secuencia genómica con el SARS-CoV y la similitud con las proteínas spike de los coronavirus del resfriado común es sólo del 50% al 60%. Además, es una protéina crítica en la entrada viral a la célula huésped por su dominio de unión al receptor (RBD). (Anti-SARS-CoV-2 Immunostep ELISA Spike)
Hay que tener en cuenta que algunos ensayos son sólo cualitativos, y el fabricante puede recomendar que los resultados positivos se confirmen con otro método. En este sentido, en Immunostep reconocimos la importancia de extraer el mayor volumen de información posible con un solo ensayo y desarrollamos un ensayo cuantitativo para la identificación de 4 proteínas frente a 3 inmunoglobulinas simultáneamente (Anti-SARS-Cov-2 Immunostep Multiplex Assay).
FIGURA 2: HISTOGRAMA EN CITOMETRÍA COMPARANDO RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE UNA MUESTRA POSITIVA VS UNA MUESTRA NEGATIVA PARA 4 PROTEÍNAS VIRALES (MPRO: PRINCIPAL PROTEASA DEL VIRUS O LA PROTEASA TIPO 3C. | NP PROTEÍNA DE LA NUCLEOCÁPSIDE (N). | S: TRÍMERO ESTABILIZADO DE LA GLICOPROTEÍNA DE LA ESPÍCULA (S) | RBD: DOMINIO DE UNIÓN AL RECEPTOR (RBD) DE LA GLICOPROTEÍNA S.) Y 3 INMUNOGLOBULINAS (IGA, IGG E IGM).
▌ Aplicaciones de los test serológicos en diversas investigaciones de la covid-19
Hasta ahora, ha habido muy pocas directrices sobre cómo gestionar los estudios serológicas, y estos estudios se han utilizado principalmente para confirmar la prevalencia de la infección por COVID-19 en determinadas poblaciones o sectores.
Sin embargo, los estudios serológicos pueden utilizarse con varios fines, pueden utilizarse para evaluar cuantitativamente la respuesta de los anticuerpos en pacientes con COVID-19, para ayudar a identificar posibles donantes de plasma, para ayudar a identificar la inmunidad y evaluar la respuesta de los anticuerpos a las vacunas, y para ayudar a controlar la progresión de la inmunidad de rebaño, entre otros.
En este sentido, las pruebas serológicas ofrecen un amplio abanico de posibilidades para entender la COVID-19. Por esta razón, se han realizado encuestas de seroprevalencia de COVID-19 en todo el mundo, por ejemplo, en EE.UU., se llevó a cabo una investigación de seroprevalencia transversal repetida a nivel nacional utilizando un total de 177.919 muestras de suero de los 50 estados.
► Biomarcadores inmunológicos para predecir la eficacia de la vacuna contra el SARS-CoV-2
Una de las principales aplicaciones posibles de las pruebas serológicas para el covid-19 es el estudio de la eficacia de la vacuna en diferentes perfiles de pacientes y que padecen diferentes enfermedades malignas.
Un resultado positivo en la prueba serológica significa que la prueba ha detectado algunos anticuerpos contra el SARS-CoV-2 (COVID-19) en la muestra de sangre, y esto indica que es probable que haya desarrollado anticuerpos contra el coronavirus, lo que podría ser el resultado de una infección natural, de la vacunación o de ambas.
El estudio de diferentes títulos de anticuerpos en diferentes periodos de tiempo, diferentes perfiles de individuos y características ayuda a los investigadores a enfrentarse al virus y a sus diferentes manifestaciones con más información, especialmente cuando los pacientes sufren otras enfermedades, siendo en este caso, un conocimiento vital.
En este sentido, un estudio reciente en el que se utilizaron ensayos serológicos concluyó que hay pruebas emergentes que sugieren una menor eficacia de la vacuna contra el SARS-CoV-2 en pacientes con neoplasias hematológicas.
Fig 2: A Se analizó la sangre periférica y el suero de 83 pacientes con neoplasias hematológicas y 102 profesionales de la salud. B La respuesta de los anticuerpos en el día 7 después de la segunda dosis de vacunación se midió mediante un inmunoensayo serológico de Immunostep CE-IVD de citometría de flujo basado en microesferas de SARS-CoV-2. (Ver figura )
Para este estudio, se evaluó la respuesta de los anticuerpos en el día 7 después de la segunda dosis de vacunación y en el día 100 después de la primera dosis de vacunación, utilizando un inmunoensayo serológico: el ensayo de Immunostep anti-sars-cov-2 por citometría de flujo.
El uso de esta prueba serológica permitió la detección simultánea y cuantitativa de anticuerpos específicos IgM, IgG e IgA contra cuatro antígenos virales diferentes presentes en el suero de los pacientes: el dominio de unión al receptor (RBD) de la glicoproteína S, el trímero estable de la glicoproteína espícula (S), la proteína de la nucleocápside (N) y la proteasa principal del virus (Mpro). En este sentido, la detección de anticuerpos contra los antígenos N y Mpro permitió identificar a los individuos infectados por el SARS-CoV-2 antes o durante la vacunación. Así, el ensayo permitió discriminar con precisión entre individuos vacunados e infectados naturalmente (es decir, negativos y positivos para ambos antígenos, respectivamente).
► Análisis del impacto de la infección por SARS-CoV-2
Otra posible aplicación de este tipo de ensayos es para determinar el impacto de la infección por SARS-CoV-2, así como la concentración y persistencia de éstos, con el fin de generar conocimiento sobre el nivel de protección y transmisibilidad que obtienen los diferentes individuos tras sufrir la infección.
En esta línea, un estudio prospectivo en España desarrolló y validó un protocolo específico para la detección del SARS-CoV-2 en la leche materna para determinar el impacto de la infección materna por SARS-CoV-2 en la presencia, concentración y persistencia de anticuerpos específicos en la leche.
En este estudio, los investigadores generaron los perfiles serológicos de 60 madres con infección por SARS-CoV-2 y/o que se habían recuperado de COVID-19 y de un grupo de control de 13 mujeres antes de la pandemia.
Como resultado de este estudio, todas las muestras de leche materna mostraron resultados negativos en cuanto a la presencia del ARN del SARS-CoV-2. Sin embargo, observaron una alta variabilidad intraindividual e interindividual en la respuesta de los anticuerpos al dominio de unión al receptor de la proteína S del SARS-CoV-2 para cada uno de los tres isotipos IgA, IgM e IgG. Por otra parte, también se detectaron anticuerpos contra el dominio principal de la proteasa (Mpro) en la leche.
Se analizaron los niveles de anticuerpos contra el dominio de unión al receptor (RBD) de la proteína S y la proteasa principal no estructural Mpro (3CLpro) y se cuantificaron los anticuerpos contra la Mpro mediante un kit ELISA (Immunostep Anti-SARS-CoV-2 ELISA Mpro).
El estudio confirmó la seguridad de la lactancia materna y destacó la relevancia de la transferencia de anticuerpos específicos del SARS-CoV-2, proporcionando datos cruciales para apoyar las recomendaciones oficiales de lactancia materna basándose en estas pruebas científicas.
