Desde que se conocieron los primeros casos de COVID-19 en nuestro país, grupos de investigadores de la Universidad Austral de Chile redirigieron todos sus esfuerzos a dar respuesta, desde diferentes ángulos, a las distintas problemáticas que trae esta pandemia.
El Vicerrector de Investigación, Desarrollo y Creación Artística (VIDCA) de la Universidad Austral de Chile, Dr. Hans Richter informa que, “a nivel mundial, parte importante de la respuesta de los países a la pandemia de COVID-19 ha tenido como actores relevantes a sus universidades, que son centros de integración de conocimiento y desarrollo tecnológico acelerado. En nuestra Institución, como una de las universidades más relevantes en temas de investigación a nivel nacional, tenemos que comprometernos con todas nuestras capacidades. En condiciones normales, la UACh despliega actividades de investigación y desarrollo en unos 200 laboratorios, algunos de los cuales han podido redirigir sus esfuerzos para ayudar a enfrentar la epidemia de COVID-19. Es así como hemos podido montar seis líneas de respuesta temprana que tienen impacto desde distintas ópticas de diagnóstico, epidemiológicas, tecnológicas y de desarrollo potencial de terapias”.
“Ha sido un desafío coordinar todos estos esfuerzos trabajando a distancia, respetando el distanciamiento social, que es algo que la Universidad hizo tempranamente, apoyando el esfuerzo del Ministerio de Salud, coordinándonos con las otras instituciones de Educación de la ciudad y de la Región para suspender actividades y así desmovilizar a por lo menos 50 mil personas, lo cual tiene un gran impacto”, comenta el Dr. Richter.
Institucionalmente se han ido coordinando diversas gestiones para el apoyo las diferentes iniciativas que se están realizando en el contexto de esta pandemia. “De forma centralizada y particularmente desde la Vicerrectoría de Investigación, Desarrollo y Creación Artística, estamos velando porque, en primer lugar, existan recursos para llevar adelante las acciones de los distintos grupos de investigación. Esto tiene que ver con generar algunos recursos propios, redirigiéndolos a estas actividades de desarrollo tecnológico y de asistencia al sistema público de salud. Por otro lado, estamos apoyando a los investigadores con coordinaciones para postular a fondos especiales que se han abierto tanto en la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) como en CORFO. Estas coordinaciones son importantes porque los tiempos de postulación son acotados y porque tenemos que generar soluciones efectivas en semanas. Este esfuerzo requiere recursos económicos y consideración de las capacidades humanas para ir levantando sus propuestas”, sostiene el Vicerrector Richter.
“En la presente fase de crisis aguda hemos identificado algunas líneas de acción, centradas en diagnóstico, monitoreo epidemiológico, terapia e implementos médicos, pero van a venir otras demandas y requerimientos. Probablemente esta crisis nos va a acompañar por un tiempo prolongado y tendrá consecuencias psicosociales, socioeconómicas, políticas, y vamos a necesitar el trabajo de nuestros grupos de investigación. Este es un proceso en que la Universidad tendrá que acompañar al país y vienen etapas que podríamos llamar de restauración. Esta es una situación que vamos a tener que seguir analizando y estudiando, para coordinar las fuerzas de la Universidad, permitiendo hacer un aporte significativo en la dimensión humana de la crisis sanitaria”, explica el Dr. Richter.
Prototipo asistencia para ventilación mecánica
Un equipo multidisciplinario de la UACh, integrado por ingenieros, médicos y médicos veterinarios de las facultades de Ciencias de la Ingeniería, de Medicina y de Ciencias Veterinarias, es el que está tras el desarrollo de un prototipo de dispositivo de asistencia para ventilación mecánica destinado a apoyar a la red de salud pública frente a la emergencia provocada por el COVID-19 y que inició la fase de testeo en animales.
Este es uno de los cinco proyectos que recientemente fueron preseleccionados en la iniciativa “Un respiro para Chile”, que busca facilitar el proceso de validación técnica y escalamiento de prototipos de ventilación mecánica en Chile en respuesta al déficit de equipos a raíz del Covid-19. Esta plataforma público-privada es impulsada por SOFOFA Hub, Socialab, el BID, y apoyada por el Ministerio de Ciencia y el Ministerio de Economía.
El diseño de este prototipo comenzó hace tres semanas en el Laboratorio de Innovación Tecnológica LeufüLab de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, a cargo del investigador Dr. Guillaume Sérandour y desde el primer día ha contado con la participación de un médico intensivista involucrado en su diseño y pruebas, lo que ha permitido que el aparato se vaya perfeccionando.
Este prototipo utiliza un sistema electromecánico que automatiza el proceso y permite controlar volumen de aire, respiraciones por minuto y cuenta con monitoreo de variables respiratorias. “Tenemos un prototipo funcional validado en laboratorio. Lo que sigue ahora es continuar pruebas clínicas iniciales y modificación del diseño para dispositivo industrial”, señala el Dr. Sérandour.
“Los modelos animales son fundamentales en el desarrollo farmacológico y en la producción de equipamiento médico. Su principal rol radica en probar, ajustar y validar el desarrollo previo al uso autorizado en seres humanos. Para esto se utilizan diversas especies animales, sin embargo, en el caso de equipamiento médico las evaluaciones generalmente se realizan en modelos animales validados por su potencial traslacionalidad al ser humano”, explica el Dr. Hedie Bustamante, académico del Instituto de Ciencias Clínicas Veterinarias de la UACh que integra el equipo.
Por su parte, el Decano de la Facultad de Medicina, Dr. Claudio Flores, sostiene que siempre es necesario validar los resultados animales en humanos. “En este caso, la validación la da el AMBU, que se utiliza normalmente en situaciones de intubación oro traqueal (que son los casos que requieren asistencia ventilatoria). Como este es un dispositivo que ayuda a la parte mecánica, que es la mano humana, y la libera de esa acción, y además es de muy fácil utilización y desmontable en caso de falla, no modifica la situación del paciente y sólo se requeriría de la certificación posterior a las pruebas en animales y que sea autorizado por la autoridad sanitaria”.
El Decano de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, Dr. Richard Luco Salman, expresa que “la crisis sanitaria nos ha entregado aprendizajes y oportunidades valiosos, donde hemos logrado formar un equipo de investigadores multidisciplinario que ha estado enfocado durante 3 semanas ininterrumpidas en desarrollar y perfeccionar dispositivos que apoyen a los profesionales de la salud, que finalmente son quienes han estado velando por el bienestar de toda la población”.
Nuevos métodos diagnósticos de COVID-19
El equipo de investigadores, liderados por el académico de la Facultad de Ciencias Veterinarias, Dr. Claudio Verdugo, está trabajando en el desarrollo de una estrategia de detección de infectados asintomáticos y presintomáticos mediante la validación de dos técnicas económicas, sensibles, de alto rendimiento y que no compiten con la cadena de abastecimiento de los laboratorios certificados. “La validación de estas técnicas de detección viral podría ser aplicable al corto plazo en programas de vigilancia epidemiológica activa para la identificación temprana de asintomáticos o presintomáticos, los principales diseminadores del virus en la población susceptible”, comenta el Dr. Verdugo.
“Nuestras estimaciones preliminares señalan que la aplicación de cualquiera de estos métodos tendría un costo entre 10-20 veces menor que la prueba oficial. La implementación y evaluación en paralelo de un ensayo RT-PCR basado en la tinción con SYBR Green I con un sistema de Barcoding usando MiSeq (Illumina©), permitirían una optimización de los recursos diagnósticos del actual programa de vigilancia activa y así contribuir positivamente a la contención y control de COVID-19. En especial, permitiría la rápida identificación de individuos infectados asintomáticos o presintomáticos dentro de un programa de monitoreo de personal que, dada sus funciones, están en alto riesgo de infección, tales como el personal de salud”, indica el académico.
Esta iniciativa cuenta con la colaboración de académicos, técnicos académicos, asistentes de investigación y estudiantes de posgrado, que reúnen expertise de distintas disciplinas. Este trabajo se está ejecutando en el laboratorio de Ecología de Enfermedades y cuenta con el apoyo indispensable del Laboratorio de Biotecnología Acuática, Instituto de Medicina Preventiva y Laboratorio de Criobiología de la Facultad de Ciencias Veterinarias, el Laboratorio de Virología de la Facultad de Ciencias y Austral-omics de VIDCA UACh. Además de la UACh, esta investigación cuenta con el apoyo del Ejército de Chile, del Hospital de Lanco y colaboraciones de los Hospitales de San José la Mariquina, Corral, Río Bueno y La Unión.
El Dr. Verdugo explica que esta propuesta “consta de 3 etapas: una de Validación y Estandarización de técnicas, una segunda etapa plantea realizar un piloto en 400 voluntarios y una tercera fase de desarrollo de un plan de vigilancia epidemiológica activa en personal de riesgo para ser presentado a las autoridades como insumo para las tomas de decisiones. Si bien se trabajara en un programa piloto, la propuesta es escalable para ser utilizada a nivel regional o nacional”.
Alpacas contra COVID-19
El equipo del Laboratorio de Biotecnología Médica de la Universidad Austral de Chile, liderado por el Dr. Alejandro Rojas, académico de la Facultad de Medicina y Director del Núcleo de Investigación CISNe, busca desarrollar anticuerpos utilizando el sistema inmune de las alpacas para generar un posible tratamiento para COVID-19.
“Lo que nosotros intentamos hacer es una terapia contra el virus, no una vacuna. Queremos generar anticuerpos a través de las alpacas. Inducir que ellas generen herramientas neutralizantes, es decir anticuerpos, y posteriormente extraer sus genes y producirlos fuera”, comenta el Dr. Rojas. Según la información entregada por el especialista, las alpacas producen anticuerpos que son simples, posibles de extraer y reproducir fuera de ellas. “Nuestra estrategia es proveer de anticuerpos en forma directa a la persona que está enferma y producirle la inmunidad”.
Los camélidos en general, y las alpacas, son los únicos animales que producen anticuerpos de molécula simple. Es decir, son los únicos a los cuales se les puede robar un gen y generar un anticuerpo.
“La proteína Spike es el blanco terapéutico hoy en día porque nuestro objetivo es bloquear al virus. Si uno puede bloquear una molécula con un anticuerpo, el virus no puede entrar al cuerpo y si no entra no se puede reproducir y la persona no desarrollará un brote tan violento como lo hemos visto. No existe hoy en día una vacuna para el coronavirus que se haya probado en humanos, entonces no hay cómo protegerse. Por eso la única forma es desarrollar un antiviral”, sostiene el académico.
Este grupo de investigación también lo integra el médico infectólogo y académico de la Facultad de Medicina UACh, Dr. Mario Calvo Arellano, quien además es parte de un estudio serológico a funcionarios de salud, en el que actúa como voluntario. “Doy una muestra de sangre cada 2 semanas y estamos viendo si seroconvertimos (eso significa que tuvimos contacto con el virus). Lo más original está liderado por los hematólogos que corresponde a obtener plasma de pacientes que ya tuvieron COVID-19 para infundirlo a pacientes con enfermedad aguda grave para ver si ayuda a su recuperación”, indica el Dr. Calvo.
Laboratorios certificados para diagnóstico
Uno de los recintos seleccionados para certificación de diagnóstico para COVID-19 fue el Laboratorio de Diagnóstico de Hantavirus de la UACh, ubicado en el edificio de Ciencias Biomédicas de la Facultad de Medicina, en el Campus Isla Teja. La Directora Ejecutiva de AUSTRAL-omics (laboratorio que funciona al alero de la VIDCA) Dra. Andrea Silva, está a cargo de todo el procedimiento que implica el diagnóstico.
“El laboratorio de diagnóstico de COVID-19 ya está validado y el Servicio de Salud está coordinando con los distintos centros de la ciudad de Valdivia y de los alrededores, para que se reciban muestras desde el lunes 20 de abril. El laboratorio está preparado para procesar 100 muestras al día con tiempos de entrega de 24 horas”, sostiene la Dra. Silva.
Junto con esta iniciativa, AUSTRAL-omics, en conjunto con el laboratorio ChileGenómico de la Universidad de Chile, ha preparado una propuesta para ser presentada en CORFO en el concurso Retos de innovación – Diagnóstico COVID19. “En esta propuesta unimos los conocimientos y experiencias genómicas de los dos laboratorios y estamos adaptado un protocolo de secuenciación de alto rendimiento para obtener el diagnóstico, en forma paralela, 1.800 a 12.000 pacientes, en solo 3 días”, indica la Dra. Silva.
El protocolo de diagnóstico usando secuenciación de alto rendimiento se realizará en su montaje inicial en AUSTRAL-omics. “Con el potencial de esta propuesta se podrían analizar 1.800 muestras cada tres días (cerca de 4 mil a la semana) y es a ese escalamiento en diagnóstico a lo que apuntamos con esa propuesta”, explica la investigadora.
La Dra. Silva destaca la importancia que tiene esta certificación, subrayando que “tiene una gran relevancia a nivel país que las Universidades y científicos pongan laboratorios y conocimientos a disposición de los requerimientos actuales de la sociedad, uniéndose para responder frente a la contingencia sanitaria. Sin duda el tiempo requerido para montar las técnicas ha sido en gran desafío y es acá donde las buenas relaciones y rapidez en las coordinación son claves”.
Respuesta intersectorial COVID-19
Finalmente es también necesario destacar la iniciativa liderada por el Dr. Jorge Maturana de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, que en conjunto con representantes de empresas, instituciones públicas, centros de salud e instituciones de educación superior de la región, han conformado un grupo de respuesta al COVID-19 denominado RIC-19 (respuesta intersectorial COVID-19). Su objetivo es identificar las principales necesidades en el área de la salud de la Región de Los Ríos, apoyar en la logística y entregar soluciones para el combate del COVID-19 de manera transversal. La instancia virtual busca coordinar esfuerzos y acelerar la gestión de soluciones en la producción de insumos que van en directa ayuda de los profesionales que se encuentran en la “primera línea” de las instituciones de salud de Los Ríos.
“Desde el equipo de Rectoría agradecemos los enormes esfuerzos que están haciendo nuestros investigadores, que están trabajando durante muchas horas, en condiciones que no son las más simples, con restricciones de contacto social, a veces con problemas para conseguir insumos, con necesidades de financiamiento acelerado; definitivamente ellos están trabajando en condiciones que no son de normalidad y eso implica un esfuerzo máximo que involucra decenas de personas de las facultades de Ciencias, Ciencias de la Ingeniería, Ciencias Veterinarias y Medicina, así como de la propia Vicerrectoría de Investigación, Desarrollo y Creación Artística a través de AUSTRAL-omics. Creemos que estos esfuerzos van mucho más allá de lo que uno considera un quehacer normal y el compromiso que hemos visto es en realidad importante y seguramente será debidamente reconocido por toda la comunidad de nuestra Región”, finaliza el Dr. Richter.