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Desarrollar nuevas pruebas para identificar el virus de la COVID-19 y sus variantes, así como herramientas para rastrear el virus en animales salvajes y domésticos, es el objetivo de hasta cinco proyectos que ha puesto en marcha el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) a través de su Servicio de Investigación Agrícola.

Dos de los proyectos requieren el desarrollo de pruebas de campo fáciles de usar para proporcionar una identificación rápida de la infección por COVID en la vida silvestre y los animales domésticos, cada uno basado en una tecnología básica diferente. Ambas tecnologías están siendo desarrolladas por científicos de la Unidad de Investigación de Microbiología y Seguridad de Productos (PS&MRU, por sus siglas en inglés).

Actualmente, todas las pruebas oficiales de animales para COVID requieren el envío de muestras a laboratorios certificados y se pueden demorar una semana o más para proporcionar respuestas. Esto puede ser demasiado largo para prevenir la propagación temprana de la infección. El objetivo de este proyecto es una prueba rápida portátil que proporcione respuestas en 10-15 minutos, basada en un ensayo de flujo lateral de aptámero (aLFA) para pruebas de SARS-CoV-2 en animales y ambientales.

Los aptámeros son hebras sintéticas muy pequeñas de ADN o ARN que se pueden adaptar para unirse estrechamente a objetivos muy precisos. Estas moléculas también son muy estables ambientalmente, especialmente al calor, lo que las hace ideales para su uso en la naturaleza y en granjas. Igualmente importante, los aptámeros se pueden fabricar fácilmente en un tiempo y costo relativamente cortos. 

Dado que los aptámeros reconocen proteínas virales muy específicas, se podrían detectar múltiples variantes individuales de COVID con cada prueba y los kits se modificarían rápidamente a medida que surgieran nuevas cepas. La rapidez de esta prueba no invasiva en el punto de atención facilitaría el seguimiento de los animales. Podría utilizarse como una herramienta de vigilancia y ayudar en el proceso de toma de decisiones de los ganaderos, veterinarios y organismos reguladores.

"Las especies cultivadas y de vida silvestre que ya se ha informado que son susceptibles a COVID son nuestra primera prioridad para las pruebas específicas de especies", explicó Vivian Wu, investigadora líder del proyecto. "Además de los visones salvajes y de granja, estamos apuntando a los ciervos de cola blanca y los hámsters. También se considerarán las pruebas para animales de compañía, como gatos y perros, y animales en zoológicos, como grandes felinos y grandes simios. Nuestra lista se actualizará a medida que surja nueva información". disponible sobre la susceptibilidad de los animales con nuevas variantes. También estamos buscando pruebas para el muestreo ambiental y de aguas residuales en la granja como una forma de vigilancia".

Otro de los proyectos es el encabezado por el biólogo molecular del ARS Robert Hnasko, que desarrolla pruebas portátiles de COVID para animales domésticos y salvajes basadas en tecnología de inmunoensayo de anticuerpos, una tecnología más establecida.

"Estamos tratando de construir una mejor 'trampa para ratones' que amplíe la utilidad de las pruebas basadas en anticuerpos con una mejor sensibilidad e identificación de variantes virales", comentó Hnasko. "Y mediante el uso de tecnología de anticuerpos monoclonales, que tiene un buen historial de aceptación comercial, esperamos una concesión de licencias más fácil para la industria y una producción rápida. Obtener pruebas desechables y de bajo costo disponibles para facilitar la detección en ubicaciones remotas y aumentar la frecuencia de las pruebas es parte de la solución para COVID en animales".

Un receptor molecular similar al de los humanos

En el Centro Nacional de Enfermedades Animales (NADC) del ARS en Ames, Iowa, los oficiales médicos veterinarios Mitchell Palmer, Paola Boggiato, Alexandra Buckley y Eric Cassmann trabajan con la organización APHIS Wildlife Services para ampliar sus estudios sobre la COVID y el venado cola blanca. El equipo del ARS, junto con los colaboradores de la Universidad de Cornell, se ha basado en investigaciones anteriores que muestran que los venados de cola blanca tienen un receptor molecular similar al de los humanos en sus células que permite que el SARS-CoV-2 ingrese y se replique. Los ciervos que los investigadores expusieron al virus no mostraron signos clínicos de enfermedad, pero permanecieron infecciosos para otros ciervos durante 5 a 6 días, principalmente a través de las secreciones nasales y la saliva. Tanto el virus como los anticuerpos producidos en respuesta a él fueron detectables en los ciervos durante al menos 21 días, la duración del estudio de laboratorio inicial.

"Pero no sabemos qué sucede más allá de ese período de 21 días", apuntó Palmer. Esta última ronda de estudios respalda el trabajo de campo realizado por los Servicios de Vida Silvestre de APHIS para estudiar las poblaciones de venados de cola blanca en busca de evidencia de infección en la naturaleza. Los científicos tienen tres objetivos clave: 1) comparar las diferentes variantes de COVID en los ciervos, 2) aprender cuánto tiempo persisten los anticuerpos en sus cuerpos y si estos anticuerpos protegen a los ciervos de la reinfección y 3) determinar cuánto tiempo es detectable el virus en los ciervos.

En última instancia, los investigadores quieren saber si el venado cola blanca puede servir como una "especie reservorio", es decir, un huésped animal intermedio en el que el SARS-CoV-2 podría sobrevivir en la naturaleza y potencialmente mutar en nuevas variantes capaces de prolongar o exacerbar la enfermedad pandémica en humanos.

"Es posible que una nueva variante se transmita más fácilmente de ciervos a humanos. La transmisión de humanos a animales, y luego la transmisión de animales a humanos, ya se ha documentado en visones y hámsteres", dijo Palmer. "Existe la preocupación de que esto pueda suceder en el venado de cola blanca, una especie más extendida con una población de más de 30 millones en los Estados Unidos".

Reservorios o anfitriones del virus

Los investigadores de la Unidad de Investigación de Enfermedades Virales de las Aves Exóticas y Emergentes del ARS en Athens, Georgia, también están ampliando la investigación sobre qué especies pueden servir como reservorios o anfitriones del virus de la COVID-19. Los científicos ya han desarrollado un modelo de cultivo celular para predecir mejor la susceptibilidad del huésped al virus en el laboratorio. En su modelo, se puede colocar un receptor de una especie animal diferente en células que el virus normalmente no puede infectar. Después de agregar un nuevo receptor, si el virus puede infectar esas células, entonces puede a su vez infectar a la especie de la que proviene el receptor.

"El impacto de la línea celular es que podemos examinar diversas especies animales sin realizar estudios reales en animales para ver si alguna especie determinada puede servir como huésped del virus COVID", afirmó David Suárez , líder de investigación de la unidad en Athens. "Comprender el rango de huéspedes del virus es esencial para comprender su ecología y el papel que pueden desempeñar las diferentes especies como reservorios o especies puente para los humanos.

El equipo de investigación de Suárez colaborará con los Servicios de Vida Silvestre de APHIS para aplicar su técnica de línea celular a una mayor cantidad de especies de vida silvestre para detectar la susceptibilidad al SARS-CoV-2.