UY Press - Agencia uruguaya de noticias

05.10.2016

Una joven empresaria y madre de familia se encuentra de viaje de negocios en un país asiático. Al regresar a su país de residencia, Estados Unidos, comienza a tener síntomas similares a una gripe: malestar, fiebre alta, dolores corporales.

Por entregas anteriores de nuestra Columna de Ciencia y Tecnología, visite aquí.

Su condición se agrava rápidamente y fallece. En pocos días comienzan a aparecer nuevos casos en personas que han estado en contacto. El Centro para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC) toma conocimiento y comienza a investigar. Se trata de un nuevo virus, desconocido en el mundo occidental, y el inicio de una epidemia sin precedentes en el país...

Así comienza el film "Contagion", en mi opinión uno de los mejor logrados en su género. Pero, ¿cuánto hay de verdad y cuánto de ficción en este argumento? ¿qué posibilidades reales hay de que episodios como este ocurran realmente?

La mala noticia es que no es nada descabellada una situación por el estilo. De hecho, en los últimos años hemos asistido a brotes epidémicos ocasionados por los que los virólogos llamamos "virus emergentes y re-emergentes".  Algunos ejemplos son la pandemia del VIH a partir de 1980, los brotes causados por nuevos hantavirus en las Américas desde 1993, la aparición de un nuevo coronavirus, causante del síndrome respiratorio agudo severo (SARS) en 2003, la pandemia de gripe H1N1 de 2009. Más recientemente hemos sido testigos de la mayor epidemia de virus Ébola de la historia en África occidental, donde se registraron casos importados a USA y Europa. A partir de 2014, ocurre la introducción de los virus Chikungunya y Zika en las Américas.

Pero, ¿qué tienen en común estos virus, y cómo afecta la actividad del hombre a este fenómeno de la emergencia viral? Definimos como emergentes a aquellos virus descubiertos recientemente que producen nuevas enfermedades, mientras que los re-emergentes son virus ya conocidos que por diferentes causas aumentan su incidencia o virulencia en un área geográfica determinada.

Los virus son estructuras muy simples, básicamente son una "cáscara" compuesta por proteínas, y dentro de ésta, un genoma más o menos pequeño, que lleva la información indispensable para construir estas proteínas y finalmente formar las partículas virales. Para poder hacer copias de sí mismos, es condición necesaria que infecten una célula, la cual provee de todos los "insumos" para que se formen la progenie viral. Si nos basamos únicamente en el tipo de genoma que poseen los virus, podemos clasificarlos en 2 grandes grupos, aquellos que poseen un genoma ADN (como el resto de los seres vivos) y aquellos que utilizan otro tipo de ácido nucleico para codificar sus proteínas: el ARN.

Al analizar las principales características biológicas de los virus emergentes y re-emergentes, veremos que, aunque taxonómicamente pertenecen a distintas familias, todos poseen su información genética en una o más moléculas de ARN. A diferencia del mundo ADN, en donde la replicación se realiza con un grado elevado de fidelidad, cuando los virus ARN se replican, es altamente probable que se cometan errores, es decir que se introduzcan mutaciones en la secuencia nucleotídica (tanto como 1 de cada 1000 nucleótidos). Esto ocurre porque las enzimas que participan en este proceso (las ARN polimerasas) no tienen la capacidad de corregir errores de copia función que sí poseen las polimerasas de ADN. Sumado a esto, por tener genomas bastante pequeños, los virus ARN virus suelen replicarse muy rápido y a gran escala (es común que de cada partícula que infecta una célula se produzcan 107 a 109 partículas "hijas"). Hoy en día se reconoce que los virus ARN, desde el punto de vista poblacional no son "especies" tal como las conocemos en el resto de la naturaleza, sino que son en realidad "cuasiespecies". Una "cuasiespecie" es un conjunto de virus cuyos genomas no son totalmente idénticos entre sí. Para dar un ejemplo gráfico de esto, cuando alguien nos estornuda al lado y nos contagiamos con millones de partículas del virus de la gripe, en realidad, a pesar de que efectivamente son todas virus gripe, los genomas de cada uno de ellos no son idénticos entre sí, sino que conforman una cuasiespecie.

Esta "nube de genomas" posee una cierta distribución, donde hay en general variantes mayoritarias y minoritarias, que están en equilibrio en un ambiente determinado. Ese "ambiente" es la célula o tejido y por consiguiente el hospedero (mamífero, artrópodo, ave) junto con su sistema inmune. Incluye también factores externos, como los antivirales o las vacunas que nos administramos. Esta estructura poblacional hace que los virus ARN sean sumamente adaptables a los cambios, pero también susceptibles a la extinción. En la "colección" de genomas que integra la cuasiespecie, ante un cambio en las condiciones externas (por ejemplo, un salto entre especies o la administración de un antiviral), aquellos que eran minoritarios pueden resultar mejor adaptados y pasar a ser mayoritarios. Esta estructura poblacional es en muchos casos la razón principal de que los virus ARN sean capaces de generar resistencia a los antivirales, o que no sea fácil obtener vacunas eficaces para combatirlos. Las poblaciones virales cambian y se adaptan mucho más rápido, en comparación con el tiempo que nosotros necesitamos para general nuevos fármacos o nuevas vacunas.

Inicialmente las cuasiespecies eran un modelo, una teoría sobre cómo se componen y cómo evolucionan las poblaciones de virus ARN. Hoy en día hay evidencias experimentales de que, al menos para algunas familias de virus ARN, las cuasiespecies son reales.

Además de la gran variabilidad genética intrínseca a estas poblaciones, pueden ocurrir cambios aún más radicales, como son la recombinación y el reordenamiento genético. Cuando 2 virus emparentados, pero genéticamente distintos co-infectan una célula, es posible que se generen virus progenie que posean partes del genoma de uno y de otro parental. En el caso de virus ARN cuyos genomas son segmentados (es decir, en vez de ser una única molécula el genoma lo componen varias moléculas de ARN) es posible que, luego de una co-infección, las partículas hijas resulten con segmentos de uno u otro parental. Obviamente estos mecanismos provocan grandes cambios en los genomas virales, y por lo tanto en sus proteínas externas, que es lo primero que reconoce nuestro sistema inmune para iniciar la batalla contra la infección. Algunos virus que utilizan estos mecanismos como fuente de variabilidad genética son el VIH y el virus de la gripe. Por ejemplo, en Uruguay, la mayor parte de los VIH circulantes corresponden a recombinantes entre los subtipos B y F.  El virus influenza que emergió y se transformó en pandémico en 2009, surgió por reordenamiento genético entre virus de origen porcino, humano y aviar.

Otra característica de los virus emergentes, es que muchos de ellos son zoonóticos y/o de trasmisión vectorial. Por ejemplo, los hantavirus y arenavirus tienen a los roedores como sus principales reservorios naturales, y se mantienen en la naturaleza por contacto interespecífico, sin provocar patología en los mismos. El humano, que puede sufrir una enfermedad grave y mortal, es en realidad un hospedador incidental y no es capaz de trasmitir el virus.

Entre los arbovirus (virus trasmitidos por artrópodos) encontramos unos cuantos virus emergentes: los virus dengue, fiebre amarilla, West Nile, Zika, Chikungunya. Otros menos conocidos, pero que también han dado lugar a brotes epidémicos recientemente son el virus de la encefalitis de San Luis y los alfavirus causantes de encefalitis equinas. Algunos poseen ciclos biológicos muy complejos, que involucran uno o más artrópodos vectores y aves o mamíferos como hospedadores amplificadores. El humano puede o no ser un hospedador amplificador del virus (como ocurre en dengue, donde el ciclo implica únicamente a humanos y mosquitos).

Las actividades humanas tienen gran influencia en los episodios de emergencia o re-emergencia de los virus. Este pool viral, que está presente muchas veces en ciclos enzoóticos exclusivamente en las selvas y otros ambientes naturales, es una fuente latente de patógenos que pueden infectar a las poblaciones humanas cercanas, y luego esparcirse más o menos rápidamente a otras áreas geográficas. Los factores que se han visto más frecuentemente implicados en la emergencia de los patógenos en general (no sólo los virus) son los cambios en el uso de la tierra y las prácticas en la agricultura, los cambios en la demografía humana y en la sociedad (por ejemplo, las grandes migraciones humanas a causa de guerras) y las malas condiciones de salud comunitaria. Además, podemos agregar a esto los viajes internacionales, las fallas o la discontinuidad de los programas de salud pública, y la contaminación de las fuentes de agua.

La batalla es difícil, pero podemos estar mejor preparados con más investigación y más interacción entre los diferentes actores (academia-nivel asistencial-salud pública). Las redes internacionales y la permanente colaboración e intercambio con los investigadores que trabajan en estos temas son muy importantes, nos permiten a anticiparnos y estar mejor preparados.

Quienes estamos investigando en estos temas desde un perfil más básico, podemos ayudar a contestar algunas preguntas importantes: ¿cuáles son los virus que circulan en nuestro país y en la región, que características genéticas y antigénicas poseen? ¿Cuáles son los vectores, los hospedadores y los reservorios naturales de estos agentes infecciosos en nuestro país?, ¿Podemos conocer sus ciclos biológicos? ¿Es posible generar modelos predictivos que nos ayuden a identificar zonas de riesgo para la emergencia de ciertos patógenos? En este camino venimos trabajando, con las dificultades comunes a nuestra comunidad científica, pero también con el privilegio de poder trabajar en una disciplina fascinante como es la virología.

PS: Como anécdota, en los créditos de "Contagion" aparecen Connie Schmaljohn e Ian Lipkin (ambos reconocidos virólogos estadounidenses) como asesores científicos del film.

---

Dra. Adriana Delfraro. Prof. Adjunto de Virología, Facultad de Ciencias. Investigadora Grado 4 del PEDECIBA, Investigadora Nivel 1 de la ANII

Contacto: adelfraro@gmail.com

Por entregas anteriores de nuestra Columna de Ciencia y Tecnología, visite aquí.