Arizona COVID-19 Genomics Union tiene traccia delle sequenze del genoma di SARS-CoV-2

I risultati iniziali riportati dall'Arizona COVID-19 Genomics Union (ACGU) suggeriscono che a seguito del primo caso segnalato di COVID-19 in Arizona a fine gennaio, lo stato non ha registrato casi non rilevati ed è stato esente da COVID fino a quando non si sono verificate almeno 11 incursioni distinte tra metà febbraio e l'inizio di aprile.

I risultati pubblicati appaiono sulla rivista scientifica mBio .

Facoltà presso il Translational Genomics Research Institute (TGen), un affiliato di Città della Speranza, Università dell'Arizona settentrionale (NAU), Università dell'Arizona (UArizona), e l'Arizona State University (ASU) hanno lanciato l'ACGU ad aprile con l'espresso scopo di rintracciare l'agente eziologico del COVID-19, SARS-CoV-2:come si evolve e come si diffonde, dentro e fuori l'Arizona.

L'ACGU ha sequenziato i genomi SARS-CoV-2 nel maggior numero possibile di campioni di pazienti positivi al virus in Arizona, e lavorando con i funzionari della sanità pubblica dell'Arizona, applicato i risultati verso gli sforzi in tutto lo stato per testare e monitorare i pazienti, oltre a fornire una guida per i responsabili delle politiche pubbliche dell'Arizona.

Azione rapida da parte dei funzionari della sanità pubblica dell'ASU e della contea di Maricopa, Gli scienziati dell'ACGU concordano, probabilmente ha tenuto il primo paziente identificato COVID-19 in Arizona - uno studente che era appena tornato da Hubei, la provincia cinese in cui ha avuto origine la malattia - dall'accensione di un focolaio, e ha impedito all'Arizona di diventare un primo epicentro del contagio.

"Questo è un ottimo esempio di come una risposta rapida e completa della salute pubblica possa avere successo nel prevenire la diffusione di questa malattia, " ha affermato il direttore dell'ACGU, il dott. Paul Keim, Professore di Scienze Biologiche di Regents e Cattedra Cowden Dotata di Microbiologia presso la NAU e Direttore Esecutivo del Pathogen and Microbiome Institute della NAU.

"Si potrebbero adottare misure simili quando si plasmano gli sforzi futuri per riaprire le imprese e le scuole, anche se il virus continua a circolare e le persone rimangono suscettibili, " ha aggiunto Keim, che è anche un illustre professore e co-direttore della divisione patogeni e microbiomi di TGen.

Dott. Michael Worobey, un co-fondatore dell'ACGU e il capo del Dipartimento di Ecologia e Biologia Evoluzionistica dell'Università dell'Arizona, è d'accordo.

"È una combinazione del paziente che fa le cose giuste per isolarsi ed essere consapevole che potrebbe avere questa malattia, e funzionari della sanità pubblica che fanno tutte le cose giuste. Fermare un'incursione di COVID-19 è stata una vittoria per lo stato dell'Arizona, " disse il dottor Worobey.

Questo ha fatto guadagnare all'Arizona tempo prezioso per gli sforzi di preparazione. Il primo caso segnalato di trasmissione "comunitaria" si è verificato in Arizona all'inizio di marzo e discende dall'epidemia dello stato di Washington scoperta a febbraio.

Oltre l'80% delle sequenze del genoma di SARS-CoV-2 dei casi di COVID-19 dell'Arizona discendeva da almeno 11 linee separate che inizialmente stavano circolando ampiamente in Europa, e da allora i viaggi hanno dominato l'epidemia in tutti gli Stati Uniti. Nessuno dei gruppi di trasmissione osservati è epidemiologicamente collegato al caso originale relativo ai viaggi in Arizona, suggerendo un isolamento precoce e una quarantena di successo.

L'ACGU utilizza sequenziatori all'avanguardia, flussi di lavoro di analisi computazionale personalizzati, e supercomputer per determinare la sequenza del genoma dell'RNA del virus, che ha poco meno di 30 anni, 000 basi di lunghezza. In contrasto, ci sono quasi 3 miliardi di basi nel genoma umano, che determinano tratti semplici come il colore degli occhi e dei capelli, e tanto complesso quanto la propensione di un individuo al cancro e ad altre malattie.

TGen ha finora sequenziato i genomi SARS-CoV-2 di quasi 3, 000 campioni positivi al COVID-19 per l'ACGU, e un ulteriore sequenziamento è stato eseguito presso ASU e UArizona, tra gli oltre 200, 000 casi positivi in ​​Arizona, rendendolo uno dei più robusti tali sforzi nella nazione. ACGU riceve campioni dell'Arizona raccolti dallo stato, contea, sistemi sanitari tribali e privati.

Gli scienziati dell'ACGU sfruttano piccoli cambiamenti o mutazioni nel genoma del virus, che si verificano naturalmente nel tempo durante la riproduzione del virus, per monitorare la diffusione del virus. Confrontando le mutazioni osservate in Arizona con quelle presenti nei ceppi circolanti in tutto il mondo, possono determinare quando e da dove il virus è stato introdotto in Arizona.

Utilizzando analisi dell'orologio molecolare, i ricercatori hanno scoperto che la maggior parte delle sequenze dell'Arizona sono rappresentate da due lignaggi - e diversi sotto-lignaggi - la maggior parte dei quali è stata probabilmente introdotta attraverso viaggi domestici, ma con qualche prova per l'importazione internazionale.

"Attraverso l'ACGU, stiamo sfruttando le competenze in virologia, genomica, evoluzione e bioinformatica da tutta l'Arizona al fine di distillare rapidamente questi dati genomici in intuizioni utilizzabili che possono integrare la risposta della salute pubblica dello stato, " Ha detto il dottor Keim. "Questi risultati dimostrano il potere della tracciabilità dei contatti della salute pubblica e dell'autoisolamento a seguito di un test positivo per arginare l'ondata di infezioni che avanzano".

Dott. David Engelthaler, Direttore del TGen North a Flagstaff, che comprende il ramo malattie infettive dell'istituto, ha affermato che i risultati iniziali dell'ACGU mostrano come ogni comunità, ogni stato sta scrivendo la propria storia per ciò che sta accadendo nella pandemia di COVID-19.

"Dobbiamo capire tutte quelle trame che hanno portato a dove siamo ora, " ha detto il dottor Engelthaler, un altro dei co-fondatori dell'ACGU. "Una volta che questa malattia è stata rilevata in Arizona il 26 gennaio, la sanità pubblica è immediatamente intervenuta per assicurarsi che tutti i contatti fossero identificati, sono stati raccolti campioni e il paziente è stato osservato molto da vicino per le prossime due settimane per assicurarsi che non ci fossero più casi".

Nei prossimi mesi, Egli ha detto, sarà necessario tracciare i focolai di COVID-19 e costruire muri epidemiologici attorno a ciascun caso, soprattutto per le persone più a rischio:persone di età superiore ai 65 anni, quelli nelle strutture di assistenza a lungo termine, prigioni, e quelli con problemi di salute preesistenti.

"Quando non hai occhi su questo, quando non hai il tracciamento dei contatti, allora può davvero passare facilmente da persona a persona, " Ha detto il dottor Engelthaler. "È davvero utile per i responsabili delle politiche pubbliche prendere decisioni informate a livello locale".

Dott. Efrem Lim, un virologo che guida il team dell'ASU, ha affermato che i dati sulla sequenza del genoma SARS-CoV-2 possono dare agli operatori sanitari e ai responsabili delle politiche pubbliche un vantaggio nella lotta alla pandemia.

Il monitoraggio della trasmissione del virus e delle sue mutazioni garantisce che le terapie e i vaccini in fase di sviluppo siano sulla strada giusta. Ora abbiamo un controllo su come appare il virus SARS-CoV-2 nelle nostre comunità a livello di sequenza".

Dott. Efrem Lim, Virologo e assistente professore, Istituto di Biodesign, Università statale dell'Arizona

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