Avances en la investigación del genoma de la hepatitis B

La hepatitis B crónica es un gran problema de salud en todo el mundo. Está causada por el virus de la hepatitis B (VHB), que puede llevar a complicaciones serias como cáncer de hígado y cirrosis. El problema es especialmente grave en África subsahariana, donde alrededor del 6.1% de los adultos están infectados. Esta región representa alrededor de una cuarta parte de los 256 millones de casos globales de hepatitis B crónica. Cada año, aproximadamente 1.5 millones de nuevas infecciones ocurren en África. La prevalencia global del VHB era de aproximadamente 4.1% en 2019, siendo la región del Pacífico Occidental la que tiene las tasas más altas.

#El Virus de la Hepatitis B

El VHB pertenece a una familia llamada Hepadnaviridae. Su genoma es pequeño, mide alrededor de 3.2 kilobases. El virus tiene cuatro genes clave: HBx, Core, Superficie y Polimerasa. Estos genes son importantes para el funcionamiento del virus y su capacidad para evadir el sistema inmunológico. Una parte del virus, conocida como la región determinante “a”, es el objetivo del sistema inmunológico cuando se vacunan. Los cambios en esta área pueden llevar al fallo de la vacuna.

Actualmente, hay diez Genotipos de VHB reconocidos, cada uno mostrando diferencias genéticas significativas. Los genotipos más comunes en todo el mundo son C, D, E, A y B. En África, los genotipos A, D y E son los más comunes, siendo el sub-genotipo A1 particularmente prevalente en Sudáfrica. Este sub-genotipo está asociado con enfermedades hepáticas graves y puede progresar rápidamente a cáncer.

#Técnicas para Estudiar el VHB

Para aprender más sobre el VHB, los investigadores utilizan la secuenciación de genoma completo, una técnica que ayuda a entender la distribución, prevalencia y variación genética del virus. Sin embargo, en entornos clínicos, las pruebas rutinarias se basan principalmente en detectar antígenos de superficie del VHB en sangre. Estas pruebas deben ser muy precisas para evitar resultados falsos. El estándar de oro para un análisis más detallado es la secuenciación de Sanger, que a veces puede proporcionar información parcial que podría ser engañosa, especialmente en casos de infecciones mixtas.

La secuenciación de alto rendimiento (HTS) está surgiendo como una herramienta valiosa en este campo. No solo ayuda a diagnosticar hepatitis B crónica, sino que también permite la identificación de resistencia a medicamentos y diversidad genética dentro del virus. Este método se ha utilizado anteriormente para rastrear poblaciones de VHB en pacientes individuales y para estudiar la resistencia a medicamentos en grupos más grandes.

#Desafíos con la Secuenciación de Alto Rendimiento

Hay dos desafíos principales con la HTS al generar datos del genoma viral: el etiquetado adecuado de muestras para un análisis preciso y el ensamblaje de lecturas cortas de secuencia en genomas completos. Nuevas tecnologías, como la Tecnología Oxford Nanopore (ONT), abordan estos problemas. Proporcionan kits de etiquetado eficientes que permiten procesar múltiples muestras simultáneamente, reduciendo costos y tiempo. ONT también ofrece flujos de trabajo más simples, lo que resulta en tiempos de procesamiento más rápidos en comparación con los métodos tradicionales.

A pesar de estas ventajas, ONT tiene una tasa de error más alta que algunos otros métodos de secuenciación. Sin embargo, los avances en tecnología y software están ayudando a minimizar estos errores. Los investigadores han desarrollado un nuevo protocolo basado en ONT que muestra promesas para aplicaciones prácticas en entornos clínicos.

#Aplicando el Protocolo ONT

Un estudio que usó 148 muestras diagnósticas sobrantes de pacientes sudafricanos con hepatitis B demostró la efectividad de este nuevo protocolo de secuenciación basado en ONT. La edad promedio de los estudiados era de alrededor de 40 años, con una variedad de cargas virales medidas. La mayoría de las muestras secuenciadas produjeron genomas de VHB de alta calidad, permitiendo un análisis más profundo.

#Características de la Muestra de Pacientes

En este estudio, se analizaron 138 genomas completos de VHB, revelando una profundidad de secuenciación mediana y alta cobertura del genoma. La mayoría de los genomas secuenciados fueron clasificados como genotipo A, seguidos por D y E. Estos datos se alinean con las tasas de prevalencia conocidas en la región, destacando la continua dominancia del genotipo A.

#Análisis de Recombinación

Los investigadores también examinaron casos de recombinación, donde diferentes cepas del virus se mezclan. Esto se hizo utilizando herramientas especializadas, que identificaron varias secuencias recombinantes. La mayoría de estos recombinantes fueron entre los genotipos A y D, de acuerdo con los patrones regionales. El monitoreo continuo de estos recombinantes es esencial, ya que pueden impactar la efectividad de estrategias de tratamiento y prevención.

#Resistencia a Medicamentos y Escape de Vacunas

El estudio se centró en mutaciones ligadas a la resistencia a medicamentos y escape de vacunas. Se encontró que una parte de los genomas mostraba resistencia a tratamientos populares, mientras que todos seguían siendo susceptibles a tenofovir, un medicamento comúnmente usado. Se notaron mutaciones específicas por su alta prevalencia, indicando una necesidad de monitoreo continuo para asegurar que las opciones de tratamiento efectivas sigan disponibles.

#Importancia de la Caracterización del Genoma

Identificar la composición genética de las cepas de VHB ayuda en diagnósticos clínicos y estrategias de tratamiento. Entender la cepa viral puede revelar variaciones importantes que pueden influir en la gravedad de la enfermedad y en las respuestas al tratamiento. El estudio encontró que el genotipo A era el más prevalente en la población de participantes, corroborando investigaciones previas sobre el virus en África subsahariana.

#Detección de Recombinación

El análisis de recombinación mostró dinámicas complejas dentro del proceso de replicación viral, reforzando la importancia de entender estas interacciones para una gestión efectiva de la enfermedad. El uso de múltiples métodos para detectar recombinación ayudó a establecer la precisión de sus hallazgos, aunque la confirmación a través de secuenciación independiente es a menudo necesaria.

#Monitoreo de Resistencia a Medicamentos y Evasión de Vacunas

Utilizar herramientas de software para el análisis de mutaciones ayudó a identificar posibles resistencias a medicamentos y casos donde el virus podría evadir la respuesta inmune provocada por las vacunas. El enfoque en mutaciones específicas asociadas con el fallo de la vacuna subraya los continuos desafíos en el manejo de la hepatitis B.

#Conclusión

El método de secuenciación basado en ONT ofrece un enfoque prometedor para generar genomas completos de VHB de manera rápida y eficiente. Con fuertes capacidades de secuenciación, permite un análisis detallado de las cepas virales y sus perfiles de resistencia a medicamentos. Estos avances allanan el camino para un mejor monitoreo de la hepatitis B, informando decisiones de salud pública y estrategias de tratamiento.

La alta tasa de vigilancia del genoma durante crisis de salud pública, como la pandemia de COVID-19, destaca la utilidad de las tecnologías de secuenciación para rastrear enfermedades infecciosas. A medida que los investigadores continúan refinando estos métodos, es probable que la capacidad para diagnosticar y manejar diversas infecciones virales, incluyendo el VHB, mejore significativamente en los próximos años.