La Técnica del PCR: la palabra más escuchada en pandemia y, quizás, la menos comprendida.

Published On: 06/05/2021

Durante la pandemia del SARS-CoV-2, la cual ya cumplió un año en Marzo del 2021, muchos hemos sufrido la, a veces desagradable, toma de muestra nasofaríngea para la detección del virus en nuestro cuerpo. Luego de horas de tomada la muestra, llega a nuestro correo o celular el informe que nos indica si somos positivos o negativos para SARS-CoV-2, pero… ¿Qué pasa entre la toma de muestra y la entrega del informe? Hoy queremos ayudarte a responder la pregunta sobre qué es una PCR, la técnica de biología molecular que permite la detección del virus en nuestro cuerpo.

Pues bien! ¡Comencemos! ¿Qué significa PCR? La PCR corresponde a las siglas en inglés de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (o Polimerase Chain Reaction), una técnica de laboratorio muy común, la cual nos permite, mediante una reacción enzimática, detectar y amplificar una región específica del ADN, es decir, realizar millones de copias de esa región. La siguiente pregunta que ahora nos tenemos que responder sería, ¿cómo funciona la PCR? Pues bueno, esta técnica utiliza el ADN de una muestra, junto con unas pequeñas secuencias de ADN conocidas como “partidores”, para amplificar una región específica de nuestro interés dentro del ADN. Esta amplificación ocurre gracias a una enzima llamada Taq Polimerasa, la cual puede soportar altas temperaturas sin perder su función (entenderás este punto más abajo). De hecho, esta enzima fue descubierta en una bacteria llamada Thermus aquaticus, la cual se encuentra en manantiales de agua caliente con temperaturas de hasta 80°C!

Ahora que tenemos una primera idea de qué es y en qué consiste la PCR, vamos a explicar y esquematizar todos los procesos por los que pasa nuestra muestra desde que sale de nuestro cuerpo hasta que recibimos el informe de resultados.

Como bien sabemos, el proceso para la detección del virus SARS-CoV-2 comienza en nuestra nariz (Figura 1A). Una persona especializada en la toma de muestra introduce una tórula delgada por nuestra nariz, recogiendo con la punta de ella células y virus (suponiendo que una persona está contagiada). Luego la tórula es introducida en un tubo de ensayo que contiene un líquido necesario para la mantención y el transporte de la muestra sin que ésta sufra daño (Figura 1B). Ya en el laboratorio, los analistas que realizarán la PCR comienzan con un proceso de “extracción de ARN” (Figura 1C), en donde, utilizando diferentes reactivos y etapas de centrifugación obtendrán el ARN del virus, ácido nucleico necesario para las etapas posteriores. Así, nuestra muestra de hisopado ahora se ha reducido a un pequeño tubo conteniendo una solución acuosa del ARN del virus y de nuestras células (Figura 1D).

Figura 1. Proceso de extracción de ARN desde hisopado nasofaríngeo (Creado con BioRender.com).

Como mencionamos anteriormente, el producto final del proceso de extracción de ARN es el ARN del virus y de nuestras propias células, pero la PCR se basa en la amplificación de ADN y no de ARN. Entonces, ¿cómo se logra la detección del virus si lo que obtenemos de las muestras es ARN y no ADN? Esto lo realizamos mediante un proceso llamado transcripción reversa, mediante el cual, utilizando una enzima llamada Transcriptasa Reversa, transformamos el ARN en ADN (Figura 2). Finalmente, tenemos el material genético necesario (ADN) para la detección del virus SARS-CoV-2 mediante la PCR.

Figura 2. Proceso de transcripción reversa, entonces el ARN es transformado a ADN (Creado con BioRender.com).

Una pregunta importante que tenemos que aclarar en este punto es, ¿Cómo en la PCR se distingue entre el ADN del virus y el ADN nuestro? Esto se realiza gracias a los partidores (explicados anteriormente), los cuales se unen a la secuencia específica de ADN viral que queremos amplificar. En este caso, utilizamos partidores específicos para diferentes regiones del ADN del virus, que se unen a éste y no al ADN humano. Estos partidores son sintéticos, es decir, los podemos fabricar para diferentes regiones del ADN del virus que queremos detectar.

Llegado a este punto hemos respondido tres preguntas: i) ¿Qué es una PCR?, ii) ¿Cómo obtenemos la muestra y el ARN del virus? y iii) ¿Cómo “transformamos” el ARN en el ADN que necesitamos amplificar? La última pregunta a responder es entonces ¿Cómo amplificamos el ADN obtenido? Pues bien, te contaremos ahora cómo funciona la PCR.

La PCR cuenta principalmente con 3 etapas, las cuales ocurren en un tubo de ensayo dentro de un equipo llamado termociclador, que es el equipo que nos permite hacer muchas copias del ADN que nos interesa (en este caso el ADN del virus). Primero, como podemos ver en la Figura 3A, el ADN (que es una doble hebra), se abre. Esto se produce en la primera etapa de la PCR, llamada denaturación. Luego en una segunda etapa llamada alineamiento, los partidores se unen a secuencias específicas del ADN viral (Figura 3B). En la tercera etapa llamada elongación, una enzima llamada Taq Polimerasa añade los pequeños bloques de construcción del ADN, llamados nucleótidos. Cada bloque de construcción se designa con una letra, A, G, C o T, como se muestra en la Figura 3C. Cuando los pasos que puedes ver desde la Figura 3A hasta 3C se repiten muchas veces, a una temperatura característica para cada etapa, podemos obtener múltiples copias del ADN viral, en otras palabras lo estamos amplificando hasta en un trillón de veces!!

Figura 3. Etapas de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) (Creado con BioRender.com).

Resumiendo, para saber si te has contagiado con el virus SARS-Cov-2, i) tenemos que extraer células y virus desde tu nariz, ii) tenemos que extraer el ARN del virus con el que te has contagiado, para luego iii) transformarlo a ADN y luego…la palabra más escuchada en pandemia y, quizás, la menos comprendida, iv) hacer la PCR.

En Tested llevamos más de un año realizando la detección de SARS-CoV-2 mediante la técnica de PCR, hasta el momento considerada la técnica más confiable para la detección del virus. Con más de 100.000 test realizados, como empresa estamos comprometidos en que tú y tu familia tengan un servicio rápido y oportuno para la detección del coronavirus.

Referencias:

https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Polymerase-Chain-Reaction-Fact-Sheet
https://my.clevelandclinic.org/health/diagnostics/21462-covid-19-and-pcr-testing
– D’Cruz, Currier and Sampson (2020) Laboratory Testing Methods for Novel Severe Acute Respiratory Syndrome-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2). Jun 4;8:468. Front Cell Dev Biol. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.00468.

Autores:

Paulina Troncoso Escudero
David Chamorro Veloso

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