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La Evolución de los Virus Emergentes

Eddie Holmes

August 2008

¿Por qué parece que las enfermedades virales están aumentando?

El crecimiento de los virus emergentes está arraigado con su poder de evolución.
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Una micrografía de electrón coloreada del virus de la Influenza tipo A, subtipo H5N1, un virus de la gripe aviar de rápida mutación y altamante patógenico. Foto: Cynthia Goldsmith

Holmes: Yo creo que la mayoría de las enfermedades emergentes son, o descritas recientemente, o que están aumentando en su predominio o su distribución. La razón por la cual creemos esto es que los virus de ARN¹ (ácido ribonucleico) evolucionan mucho más rápidamente que los antivirus. Esencialmente, un virus de ARN evolucionara seis veces más rápido, en escala logarítmica, que el ADN humano. Y más evolución significa más mutaciones y más capacidad de generar mutaciones que se adaptarán a los nuevos ambientes, tales como nuevas especie huésped. Y si un virus puede adoptar a una nueva especie como huésped, uno tiene una nueve enfermedad. Entonces, yo creo que la razón por la cual la mayoría de los virus de ARN son más comparables con las nuevas enfermedades tiene como raíz el poder evolutivo básico de los virus, el cual es muchísimo más virulento.

¿Cuáles son algunos de los virus que continúan siendo una amenaza a la salud humana?

Algunos virus son novedades y difíciles de predecir.

Holmes: Esta es una pregunta muy grande, pero podemos responderla agrupando a las enfermedades emergentes en categorías. Primero, existen aquellas que son virus nuevos “normales.” Debido a que son nuevas, no sabemos lo que son. En los últimos años hemos tenido algunas de estas que aparentan haber aparecido de la nada. Las dos más famosas son el VIH (virus de la inmunodeficiencia humana) y el SARS (síndrome respiratorio agudo y severo). A pesar de que el VIH se encuentra en monos y que parientes del SARS se encuentran en otros animales, estos virus en particular fueron completamente nuevos. De manera que existen aquellos que son completamente novedosos y es muy difícil predecir qué serán.

Otros han estado aquí por mucho tiempo.
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La Cruz Roja Americana atiene pacientes en un auditorio en 1918. La influenza durante ese año puede haber matado entre 40 y 50 millones de personas. Foto: Edward A. “Doc” Rogers, Oakland Public Library.

El segundo juego consiste en virus que han estado con nosotros por mucho tiempo pero que continúan causando problemas. Primero, yo diría que están los rotavirus², los cuales causan enfermedades diarreicas y que probablemente, en términos de la salud humana, infectan al mayor número de personas. En el occidente no pensamos mucho sobre este grupo porque podemos curar esas enfermedades. Sin embargo, en los países en desarrollo como países en África, los rotavirus son realmente devastadores. También se encuentra la influenza la cual cada año mata alrededor de 36.000 personas en los Estados Unidos, lo cual es un número inmenso. La influenza es como un tipo de enfermedad robusta y perenne que, de vez en cuando, emerge con una gran potencia. Por ejemplo, la epidemia de influenza del año 1918 puede haber matado entre 40 y 50 millones de personas en un año, lo cual la hace el incidente de mortalidad más grande en la historia de la humanidad debido a un evento singular. Entonces, tenemos los virus comunes que nos preocupan continuamente y a éstos le añadimos los virus que aparecen repentinamente cada varios años.

¿Cómo es que los virus pueden saltar de una especia a otra?

Las personas son expuestas a los virus cuando están cerca de nuevos animales o plantas.

Holmes: Esto involucra a dos cosas. La primera es la exposición a una nueva especie. A medida que la ecología humana ha cambiado, también hemos cambiado nuestra relación con el reino animal y vegetal y, al cambiar esta relación, nos henos expuesto a nuevos patógenos.³ Por ejemplo, cuando primero se desarrolló la agricultura hace miles de años, comenzamos a vivir cerca de los animales por primera vez. Esto nos permitió adquirir a los antígenos.4 Más tarde en nuestra historia, cuando la gente comenzó a congregarse en las ciudades, las enfermedades pudieron dispersarse rápidamente por primera vez. Y en años más recientes, elementos como el transporte aéreo global, la deforestación, las guerras, los cambios en las prácticas agrícolas, etc. han cambiado nuestra relación con la flora y la fauna. El VIH es un gran ejemplo. Parece muy probable que el cambio en el uso de la tierra en el África occidental, donde se explotan maderas en proximidad a hábitats de monos, causaron que la gente adquiriera sus virus.

¿Qué hace que los virus sean tan únicos que les permite saltar entre especies?

Es un juego de números - replicarse lo más rápido posible.

Holmes: Lo único que un virus quiere es poder autoreplicarse. Los virus son el parásito último, pues no pueden existir independientemente. Ellos necesitan un huésped. Entonces, no le importa cual especie termina colonizando, siempre y cuando pueda enlazarse con sus células. No importa si el VIH infecta a las células T de un chimpancé o de un primate. Una vez que un virus se encuentra en una célula T, va a hacer su vida allí. Lo que el virus está buscando es una célula del tipo correcto. Y si esto significa tener que saltar de una especie a otra, eso pasará. La enfermedad es simplemente un efecto secundario. El interés de los virus, al igual que en cualquier proceso de selección, es el juego de números: reproducirse rápidamente y con la mayor progenie posible.

¿Por qué es importante entender los orígenes y la evolución de los virus?

La evolución nos ayuda a predecir apariciones.

Holmes: Es importante por varias razones. Las enfermedades emergentes han causado, y continúan causando, una carga enorme a la humanidad. Como científicos sería beneficioso poder predecir cual será la enfermedad siguiente. Si hubiéramos podido predecir al SARS o al VIH, hubiéramos podido salvar a muchas más personas. La evolución nos da varias reglas, acerca de lo que puede evolucionar, lo que se puede distribuir y lo que no se puede. Entonces, si conocemos algunas de estas reglas, podemos comenzar a predecir lo que va a pasar.

La resistencia a las drogas es uno de los mayores problemas.

También importante es que, si conocemos como evolucionan los virus y otros patógenos, entonces estamos mejor preparados para tratarlos. Uno de los problemas principales que tenemos en este momento, tanto para las enfermedades virales como las bacterianas, es la resistencia a las drogas; los antibióticos en las bacterias y los antivirus. Por ejemplo, la bacteria que causa la tuberculosis es ahora resistente a tres, quizás cuatro, antibióticos diferentes. Necesitamos saber las reglas y ahora tenemos varias estrategias de tratamiento que utilizan directamente a datos evolutivos. Entonces, la evolución nos ayuda a predecir lo que puede venir después así como controlar lo que tenemos ahora.

La vacunación es más efectiva que las drogas.

Si en los viejos tiempos hubiéramos sabido más sobre la evolución, los problemas que ahora tenemos con los estafilococos, por ejemplo, no serían tan severos. La resistencia a los antibióticos en las bacterias es algo que da mucho temor, e incluye a los estreptococos, a la tuberculosis y a muchas otras enfermedades. Necesitamos urgentemente a una nueva generación de antibióticos que permita enfrentar a esta amenaza. Los antivirus son un poco diferentes porque, en muchos casos donde uno tiene una infección viral, ésta dura muy poco tiempo, quizás tres o cuatro días cuando mucho. Así que, para cuando uno va al doctor, el virus ya se ha ido y todo lo que uno observa es el sistema inmune de la persona causando síntomas, no el virus. Los antivirus son muy eficaces para las enfermedades que duran un largo tiempo, tales como el VIH, pero para infecciones rápidas, probablemente no son útiles, porque por definición uno tiene mucho menos tiempo para tratarlas. Los antibióticos y los antivirus son importantes, pero la vacunación es aún más importante. La vacunación funciona mejor que las drogas porque previene la transmisión. Los profesionales de la medicina dicen siempre que las vacunas son ultimadamente la clave, y esto es verdad.

¿Por qué algunos patógenos infectan a millones de personas mientras que otros no?

Las enfermedades están relacionadas al tamaño y densidad de la población.

Holmes: Existen un número de parámetros evolutivos muy críticos. Uno de los más importantes (y la razón por la cual mencioné anteriormente que la ecología evolutiva humana ha cambiado) es el tamaño y la densidad de la población. Desde la perspectiva de la ecología humana, mientras mayor sea el número de huéspedes que uno tiene, y mientras más grande la densidad de ellos, mayor es la posibilidad de que un agente patógeno se introduzca y se disperse. Para ponerlo de otra forma, cuando uno se ve infectado por un patógeno, el virus necesita a otro huésped para poder mantenerse. Si uno tiene una población pequeña, esto es menos factible que suceda. Si uno tiene una población más grande, uno tiene más oportunidades de transmitir la enfermedad.

El sarampión no puede sobrevivir en algunos lugares.

Existen varios estudios impresionantes sobre el sarampión en las poblaciones. Hace algunos años, científicos estudiaron esto en islas y descubrieron una estadística asombrosa. Ellos demostraron que el sarampión se puede sostener en islas con una población de alrededor de 300.000 personas. Por debajo de esta cifra, el sarampión se extingue porque no hay suficientes huéspedes para que el virus se pueda mantener vivo. Por encima de 300.000 se puede mantener. Por lo tanto, la ecología juega un papel importante en la enfermedad.

¿Se van a intensificar las enfermedades virales en el futuro?

La conectividad del mundo favorece a la transmisión

Holmes: En la medida que los humanos vivan en ambientes más hacinados, que el mundo se vea más conectado, que cortemos los bosques húmedos, nos matemos los unos a los otros en guerras mundiales y que continuemos llevando a cabo cambios de uso de la tierra, entonces sí, nos veremos expuestos a más enfermedades. No hay duda de esto. Sin embargo, para contrarrestar esto, también estamos mejorando en nuestro trabajo con patógenos biológicos y en aprender a controlarlos. También, la conectividad mundial que ayuda a la dispersión de los patógenos también nos ayuda a controlarlos. SARS en un buen ejemplo, donde la investigación global contribuyó mucho a su control. Entonces sí, vamos a ver más enfermedades, y sí, van a aumentar, pero también tenemos la esperanza que a medida que nuestro conocimiento mejore, podremos contrarrestarlas más rápido.

¿Qué piensa usted sobre las redes que hoy existen para el control de las enfermedades emergentes?

Podríamos estar monitoreando toda la biodiversidad en el futuro.

Holmes: Yo creo que las redes son buenas, mucho mejores que las de hace algunos años. Sobre si son ideales o no, necesitamos tener un caso estudio. Algo que yo creo debemos hacer es ir al campo y descubrir de dónde vienen o pueden venir los virus. Esto sería una gran tarea. Toda la biodiversidad podría ser un factor porque los virus vienen de animales que viven ya en este planeta. Entonces, potencialmente, y a pesar de que esto es muy difícil de lograr, podríamos examinar a todos los patógenos que viven en los animales de la Tierra. Esto puede sonar como ciencia ficción pero yo no veo el por qué esto no sería posible en el futuro. La tecnología está avanzando lentamente hacia donde esto podría ser posible.