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¿Cuál es la diferencia entre una PCR y un test de antígenos?


(Tiempo de lectura: 4 - 8 minutos)

Atrapado por Ómicron, aprovecho el confinamiento para escribir un artículo que me rondaba desde hace semanas: las diferencias entre los test de antígenos y las pruebas PCR, que a estas alturas de la pandemia muchos de mis lectores o alguien al que conocen probablemente hayan sufrido. La pregunta es sencilla: ¿saben qué tipo de análisis de detección del virus de la COVID-19 les practicaron y las fortalezas y debilidades de cada uno de ellos?

Para diagnosticar la infección por el virus SARS-CoV-2 se utilizan dos tipos principales de pruebas: las moleculares, más conocidas como pruebas PCR, y las de antígenos. Cada una detecta una parte diferente del virus y su funcionamiento influye en la velocidad y precisión relativa de la prueba.

Lo que buscan ambos tipos de ensayos es encontrar la evidencia genética de la presencia del virus. En ambos tipos, el primer paso es obtener una muestra del paciente. Puede ser un bastoncillo nasal o un poco de saliva.

Para las pruebas PCR, el siguiente paso es la amplificación del material genético del virus para poder detectar cantidades mínimas de genes de coronavirus en la muestra del paciente. Se consigue mediante una técnica llamada reacción en cadena de la polimerasa, abreviada PCR por su nombre en inglés (Polymerase Chain Reaction), popularizada en el lenguaje coloquial a raíz de la pandemia, pero cuyo empleo en laboratorio es muy habitual desde hace muchos años.

En 1983, el bioquímico estadounidense Kary Mullis desarrolló una novedosa técnica de biología molecular ꟷla reacción en cadena de una enzima, la polimerasa (PCR)ꟷ mediante la cual un pequeño fragmento de ácido nucleico puede clonarse varias veces para obtener copias múltiples, lo que resulta de gran utilidad para investigar la evolución, diagnosticar enfermedades genéticas, identificar individuos a partir de cantidades mínimas de tejidos, de sangre o de un simple cabello (algo que sabrán muy bien los seguidores de series como Expediente X o CSI), y para las pruebas de paternidad tan caras para Julio Iglesias. La técnica se hizo muy popular a raíz de la concesión del Nobel de Química de 1993 a Mullis, de manera que científicos de todo el mundo se pusieron manos a la obra para perfeccionarla y multiplicar sus aplicaciones.

El SARS-CoV-2 consta de una envoltura externa compuesta por proteínas estructurales y accesorias (Figura 1). Su material genético, el virión, consiste en una cadena sencilla de ácido ribonucleico (RNA, por sus siglas en inglés), en el que se codifican proteínas para su transcripción y replicación. Dicho de otra forma, en el RNA están escritas las instrucciones de replicación del virus en el interior de las células contagiadas.

Figura 1. Elaboración propia a partir del original.

El RNA está rodeado por una estructura o cubierta de proteínas, la cápside, en cuyo interior se encuentra siempre encerrado el material genético del virus. Por tanto, el virión va protegido por esta cápside y el conjunto del virus está, a su vez, rodeado por la envoltura externa.

El mecanismo de infección comienza con la unión del virión a un receptor (ACE2) de la célula del hospedante y su posterior entrada en la misma por endocitosis. El RNA viral se libera en el citoplasma donde se transcriben y se traducen las proteínas necesarias para la producción de sus proteínas estructurales y para la replicación del material genético vírico. Posteriormente, el RNA replicado se asocia con la cápside y se ensambla junto con las proteínas estructurales para conformar las partículas víricas que serán liberadas de la célula infectada.

Básicamente, la PCR es un amplificador de las huellas dejadas por el material genético vírico, es decir, aumenta la huella de cadena simple del RNA duplicándola en otra de doble cadena, el ácido desoxirribonucleico (ADN por sus siglas en inglés). Un trabajador sanitario toma la muestra de mucosa del paciente y la trata con una enzima transcriptasa que convierte el ARN en ADN de doble cadena (Figura 2). Luego, el ADN se mezcla con una solución que contiene una enzima llamada polimerasa y se calienta, lo que hace que el ADN se separe en dos piezas de ADN de una sola cadena. Se baja la temperatura y la polimerasa, con la ayuda de un pequeño fragmento de ADN llamado cebador, se une al ADN monocatenario y lo copia. Los cebadores aseguran que solo se amplifique el ADN del coronavirus.

Figura 2. Elaboración propia a partir del original.

Con esa técnica se han creado dos copias del ADN del coronavirus a partir de la pieza original de ARN. Aparatos de laboratorio llamados termocicladores repiten estos ciclos de calentamiento y enfriamiento de 30 a 40 veces, duplicando el ADN hasta que hay mil millones de copias de la pieza original. La secuencia amplificada contiene un tinte fluorescente que es leído por otro aparato.

La capacidad amplificadora de la PCR permite que la prueba detecte con éxito el material genético de coronavirus por pequeña que sea la cantidad de este contenida en una muestra. Eso hace de ella una prueba muy sensible y precisa. Con una precisión cercana al cien por cien, la PCR es la prueba del nueve para diagnosticar el coronavirus.

Figura 3. Termociclador para PCR y otras aplicaciones. Fuente.

Sin embargo, las PCRs también tienen algunos puntos débiles. Exigen el trabajo de técnicos capacitados, de un aparataje especial para ejecutarlas, y el proceso de amplificación puede tardar horas. Por lo general, solo las instalaciones de pruebas grandes y centralizadas, como los laboratorios de los hospitales, pueden realizar muchas pruebas de PCR a la vez. Entre la toma de la muestra, el transporte, la amplificación, la detección y el informe, una persona puede tardar entre 12 horas y cinco días en obtener los resultados. Finalmente, no son baratas (100 euros o más por prueba), como cualquiera que se haya hecho una PCR privada podrá atestiguar.

Por eso, las pruebas rápidas y precisas son esenciales para contener un virus altamente contagioso como el SARS-CoV-2. Las pruebas de antígenos, el otro tipo principal de ensayos de detección de coronavirus, aunque son mucho más rápidas, son menos precisas. Los antígenos son sustancias que hacen que el cuerpo produzca una respuesta inmunitaria: desencadenan la generación de anticuerpos

El sistema inmune hace frente a la infección viral mediante el reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs) de la inmunidad innata y por la acción de los linfocitos T y B por parte de la inmunidad humoral, que constituyen el sistema de defensa que nos protege contra todos los antígenos. Los antígenos son sustancias (por lo general proteínas) que se encuentran en la superficie de las células, los virus, los hongos o las bacterias. Las sustancias inertes, como como una simple astilla que se nos clave en la piel) también pueden ser antígenos. El sistema inmunitario reconoce y destruye sustancias que contienen antígenos. Básicamente, consiste en barreras que impiden que los materiales dañinos ingresen en el cuerpo. Estas barreras de anticuerpos forman la primera línea de defensa en la respuesta inmunitaria.

Los test domésticos utilizan anticuerpos fabricados en laboratorio para buscar antígenos del coronavirus. Para realizar un test de antígeno, primero se trata la muestra con un líquido que contiene sal y jabón que rompe las células y otras partículas. Luego, se aplica este líquido a una tira de prueba que tiene anticuerpos específicos contra el SARS-CoV-2 colocados en una línea delgada. Como harían los anticuerpos de su sistema inmune, los de la tira reactiva se unirán a cualquier antígeno de la muestra. Si los anticuerpos artificiales se unen a los antígenos del coronavirus, aparece una línea de color en la tira reactiva que indica la presencia de SARS-CoV-2.

Las pruebas de antígenos tienen varios puntos fuertes. En primer lugar, son tan fáciles de usar que personas sin formación especial pueden realizarlas e interpretar los resultados en casa. También producen resultados con rapidez, normalmente en menos de quince minutos. Otra ventaja es que estas pruebas son relativamente económicas, entre cinco y diez euros por prueba.

Pero también tienen algunos inconvenientes. Dependiendo del momento pueden ser menos precisas que las pruebas de PCR. Cuando alguien presenta síntomas o tiene muchos virus en su sistema, las pruebas de antígenos son muy precisas. Sin embargo, a diferencia de las pruebas de PCR molecular, las pruebas de antígenos no amplifican lo que buscan. Esto significa que debe haber suficiente antígeno viral en la muestra para que los anticuerpos de la tira reactiva generen una señal.

Cuando una persona se encuentra en las primeras etapas de la infección, no hay mucho virus en la nariz y la garganta. Por lo tanto, las pruebas de antígenos pueden pasar por alto los primeros casos de COVID-19. También en esa etapa inicial las personas no presentan síntomas, por lo que es más probable que no se den cuenta de que están infectadas.

Laboratorios de todo el mundo están realizando estudios clínicos para comprender mejor cómo funcionan las pruebas de antígenos en las distintas etapas de la infección. Cuantos más datos tengan los científicos sobre cómo cambia la precisión con el tiempo, más eficazmente se podrán utilizar esas pruebas. Comprender las fortalezas y limitaciones de las pruebas de PCR y de antígenos, y cuándo usarlas, puede ayudar a controlar la pandemia de COVID-19.

Catedrático de Universidad de Biología Vegetal de la Universidad de Alcalá. Licenciado en Ciencias Biológicas por la Universidad de Granada y doctor en Ciencias Biológicas por la Universidad Complutense de Madrid.

En la Universidad de Alcalá ha sido Secretario General, Secretario del Consejo Social, Vicerrector de Investigación y Director del Departamento de Biología Vegetal.

Actualmente es Director del Real Jardín Botánico de la Universidad de Alcalá. Fue alcalde de Alcalá de Henares (1999-2003).

En el PSOE federal es actualmente miembro del Consejo Asesor para la Transición Ecológica de la Economía y responsable del Grupo de Biodiversidad.

En relación con la energía, sus libros más conocidos son El fracking ¡vaya timo! y Fracking, el espectro que sobrevuela Europa. En relación con las ciudades, Tratado de Ecología Urbana.

 

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