Ciencia y tecnología para prevenir pandemias

Este artículo es una continuación del titulado Entendiendo de nuevo a la influenza.

Existen dos ámbitos de la ciencia que exploraremos para prevenir la amenaza pandémica: primero la posible aceleración en la fabricación de vacunas y segundo los sistemas de monitoreo que nos mantengan al tanto de las áreas del planeta con patógenos potencialmente pandémicos e individuos infectados, fortaleciendo los controles sobre las transfusiones sanguíneas y las pruebas de diagnóstico en esos lugares. Los dos ámbitos apuestan por dos soluciones muy diferentes: la prevención sobre el atender la pandemia ya propagada o la prevención.

Vacunas

El surgimiento del SARS y la gripe aviar ambas en 2003 reforzaron la necesidad de mejorar técnicas de incubación y de manufactura de nuevas vacunas. Un ejemplo son las vacunas genómicas, basadas en el ADN de los individuos. Se crecen en células en vez de huevos, lo que acelera considerablemente el proceso. Laboratorios privados de Estados Unidos han probado en fase inicial una vacuna genómica contra la influenza y sus cepas que es segura y que se puede acelerar su producción con relativa facilidad. Investigadores han publicado el perfeccionamiento de un proceso para fabricar anticuerpos que atacan enfermedades como la gripe aviar (sciam.com). Es la primera vez que se logran fabricar con rapidez proteínas que acaban con organismos patógenos. Con este avance se podría fabricar a gran escala los anticuerpos encontrados en ciertas personas para detener una potencial pandemia al mes de su surgimiento. Hasta este logro este proceso tardaba unos tres meses en producir la suficiente cantidad de defensas para una población grande, ya que producimos naturalmente pequeñas cantidades de anticuerpos para combatir infecciones.

Esta innovadora técnica extrae defensas de las células B, glóbulos blancos que las producen y las transportan hasta la enfermedad. De ahí se replican estas muestras en laboratorios para luego inyectarse a individuos enfermos cuyos sistemas inmunológicos no reconocen a la infección. Dependiendo de la cantidad de defensas extraídas y si el individuo en algún momento se vacunó o no con la enfermedad (una vacuna contiene una versión anterior más débil del virus) se puede fortalecer su efectividad. En etapa inicial los virus tenían tiempo para adaptarse a los anticuerpos antes que los científicos lograrán reproducirlas a gran escala. Hoy en día es posible modificar genéticamente a los anticuerpos para que contengan mayor cantidad de proteínas para combatir al virus, lo que nos ayuda a llevarle un paso adelante a la selección natural. Las células utilizadas son las primeras a las que recurre el cuerpo para defenderse, por lo tanto viven por poco tiempo.

Investigadores suizos fabricaron anticuerpos de un tipo de células B que guardan defensas de vacunas y virus derrotados anteriormente que se quedan en nuestra sangre a perpetuidad. La selección natural es tan impactante y de tan amplio alcance que ha dotado a nuestros cuerpos con una memoria para combatir enfermedades. Focalizar este tipo específico de células ayuda a solucionar el problema del corto tiempo para localizarles y cultivarlas. El reto es encontrar este tipo de células que llega a presentarse una en mil. Extraerlas y localizarlas rápidamente debe ser una prioridad en el mejoramiento del proceso. Y es algo que la inversión pública gubernamental no debería ignorar. Sería una negligencia que podríamos lamentar profundamente en un futuro.

Monitoreo

Si algo nos ayudará a detener la próxima gran pandemia será el monitoreo. Focalizar rápidamente las enfermedades potencialmente pandémicas puede ser la diferencia entre aislarlas o permitir su propagación global. Y las tecnologías de comunicación actuales nos permiten compartir y propagar cualquier cantidad de información en tiempo real lo que hace posible consolidar un sistema de vigilancia para enfermedades eficiente.

Más de la mitad de las enfermedades que nos afligen provienen originalmente de otros animales. El flujo humano en el planeta en este sentido es un arma de doble filo: un libre tráfico de factores de producción rápido –incluyendo seres humanos- es reflejo de una era más acaudalada y tecnológica; pero también establece la posibilidad de propagar una pandemia sobre buena parte de la población mundial igual de rápido que nos transportamos. Los números de la influenza en el comienzo de esta investigación son prueba irrefutable del potencial de una futura catástrofe epidemiológica. El VIH se pasó en principios de personas a personas, otros padecimientos se pasan de animales salvajes a domésticos como la gripe aviar y ciertas cepas de influenza. Si más del 50 por ciento de las enfermedades provienen de animales resulta necesario afinar sistemas de seguimiento en naciones que concentren gran cantidad de biodiversidad como las naciones del África subsahariana, Brasil, Indonesia y todas las naciones cuyos territorios se encuentran en los trópicos (México está en este grupo). Cazar primates para su consumo aumenta la posibilidad que distintos organismos patógenos se adapten a nuestra especie. El VIH-SIDA inició de esta forma, desplazándose de monos a los chimpancés y de ahí a nosotros. Esto se debe al parentesco. Es más difícil que se nos pase un virus de una res o de un pescado por que están emparentados con nosotros muy lejanamente.

El Global Viral Forecasting Initiative es un proyecto de científicos de diferentes universidades apoyados por Google y National Geographic para monitorear la aparición de patógenos en África, compartiendo información y dándole un seguimiento a su desarrollo por medio de la tecnología de google maps. En 2004 el proyecto descubrió una enfermedad llamada simian foamy virus (SFV), una nueva variante de los retrovirus a los que pertenece el VIH y que ataca a gorilas y mandriles (cada especie con su respectiva variante genética del padecimiento). Se han encontrado 3 tipos del SFV y todos han logrado pasarse a las personas. El consumo de estos animales por parte de los humanos fue el detonante para este brinco entre especies.

Otro descubrimiento de este proyecto fueron los HLTV conocidos en inglés como human T lymphotropic viruses, que atacan células inmunológicas llamadas linfotropicos tipo T. Una variante de esta enfermedad el HTLV-3 proviene del virus que afecta a primates el STLV-3. Estos padecimientos aún no enferman a personas. Pero siendo padecimientos que atacan el sistema inmunológico como el VIH debe ser monitoreado diariamente. Epidemiólogos, biólogos y personal médico están involucrados con monitorear y aplicar pruebas de sangre a las poblaciones y los animales con los que conviven. Por ahora hay 100 representantes en Camerún, China, Congo, Malasia, Laos y Madagascar.

Con este sistema se pueden localizar las causas de las enfermedades, si es posible que se contagien entre personas y si se está propagando prestando especial atención a que no llegue a zonas densamente pobladas. Pero para monitorear a buena parte de las áreas potenciales para dar origen a una nueva pandemia se necesitará de una gran cantidad de personas, que apliquen diagnósticos, estudien la fauna local y den seguimiento a los patógenos. En este sentido resulta prioritario documentar las distintas formas de transmisión de las enfermedades para tomar las medidas necesarias.

HealthMap es otro importante esfuerzo de la comunidad científica que monitorean diariamente en todo el mundo. La tecnología utilizada detrás del proyecto puede ayudar a detectar patrones de enfermedad en distintas naciones al momento que se localizan. La OMS requerirá de un sistema de monitoreo global que detecte a la potencial pandemia del futuro asegurándose de que jamás ocurra. El GFVI necesita $10 millones de dólares anuales para su operación. Pero cualquier costo lo vale. México, el principal foco de esta influenza A(H1N1), no contribuirá mucho con ningún sistema de detección y todo se reduce al peligroso rechazo que nuestro sistema político, clase política y sector privado tienen hacia la investigación e innovación científica.

Entendiendo de nuevo a la influenza

We are accidents waiting, waiting to happen- Radiohead

Desde el 6 de noviembre pasado se han presentado 5 mil 464 nuevos casos de contagios del virus de la influenza A(H1N1) y 54 fallecimientos en nuestro país. Cuando esta nueva cepa apareció en mayo de este año ya se sabía que habría un nuevo pico de infecciones según se aproximaba el invierno. Por ello he decidido sacar de las bóvedas del olvido extractos de una investigación que realicé sobre la influenza, espero que les resulte información valiosa para entender esta crisis de salud, sus orígenes y sus posibles alcances. La influenza ha existido desde el surgimiento de nuestra especie. En temporada aparece y reaparece modificando su estructura genética. Con estos cambios es posible que surjan cepas de la enfermedad para los que no tenemos defensas, lo que la convierte en una pandemia en ciernes. De acuerdo a Nathan Wolfe, un profesor de biología humana en la Universidad de Stanford y director del Global Viral Forecasting Initiative, existen 5 etapas para los patógenos que se transfieren de animales a humanos:

1. La enfermedad se presenta sólo en animales.

2. Para la segunda etapa se puede transmitir a un ser humano exclusivamente por el animal portador.

3. Los patógenos se siguen transmitiendo de animales a personas, sin embargo ya se puede pasar entre miembros de nuestra especie sin mantenerse vivos mucho tiempo.

4. Una vez que la enfermedad entra en la etapa cuatro puede transferirse entre humanos regularmente.

5. Para esta última fase la enfermedad se convierte en una enfermedad exclusiva a nuestra especie, caso que ocurrió con la cepa A(H1N1).

Enfermedades que alcanzan las últimas dos etapas tienen el potencial de convertirse en pandemias a gran escala. La influenza común es muy contagiosa y en temporada mata a miles en todo el mundo, en Estados Unidos a unas 30 mil personas al año. Otra característica preocupante es su capacidad constante para mutar. Cuando el virus infecta una célula puede cambiar su información genética con extraordinaria facilidad, detonando cambios al azar conocidos como mutaciones. Éstas no tienen nada que ver con la evolución de las especies que son cambios no accidentales que buscan adaptar a los organismos a nuevas condiciones de sus ambientes. Si un humano es infectado por dos cepas de influenza es muy viable que intercambien genes en su interior. Las mutaciones fundamentalmente son retrocesos que debilitan a los individuos. Pero ante un patógeno como la influenza, que cambia muy seguido y en cantidades masivas, alguna mutación puede volverla imparable para nuestros sistemas inmunológicos. Y el resultado es una pandemia en potencia. La última pandemia mundial de influenza fue en 1968 cuando la enfermedad mató a aproximadamente un millón de personas. A(H1N1) tiene varias características que la vuelven preocupante, lo que no quiere decir que no sea tratable. A diferencia de la influenza común esta cepa ataca a individuos jóvenes y sanos. Entre 1918 y 1919 una pandemia de influenza conocida como la gripe española, cuyo primer caso registrado fue en Kansas, mató entre 50 y 100 millones de personas. Utilizando datos de esa pandemia un estudio publicado en The Lancet estimó que una cepa igual de mortal podría matar hoy a 62 millones de personas, 96% de ellas en países subdesarrollados. Como podemos ver existen suficientes fundamentos históricos para temer y tomar con seriedad cualquier brote de influenza. Las mutaciones más peligrosas son aquellas que le permiten al virus brincar de una especie a otra, para luego adaptarse a las condiciones que le presenta su nuevo receptor. El VIH-SIDA por ejemplo era un patógeno benigno en los chimpancés que luego pasó a nuestra especie para convertirse en una pandemia masiva. De acuerdo al reporte UNAIDS del 2008 30.8 millones de adultos y dos millones de niños estaban infectados de VIH para el 2007. En la actualidad enfrentamos tres pandemias cuyo impacto varía por región: una de malaria, tuberculosis y VIH-SIDA.

Lo que ocurrió en nuestro país es que una cepa de influenza que era sólo transmisible de los cerdos, mutó para contagiarse entre humanos con la facilidad que caracteriza originalmente a la enfermedad. Si el virus se propaga cada vez más tarde o temprano mutará una cepa más contagiosa y mortífera. La facilidad histórica de esta enfermedad para mutar es la prueba. Hay que aclarar que la cepa A(H1N1) es vulnerable a tratamientos existentes, el Tamiflu y el Relenza; dos medicamentos que pueden desactivar la proteína que le permite al virus reproducirse con las células del receptor. Estas son excelentes noticias que demuestran que esta no es la nueva cepa de influenza que podría matar a millones. Pero de ahí surge otra preocupación. Administrar el Relenza y el Tamiflu a gran escala podría volver a una de las fuerzas más poderosas de la naturaleza en nuestra contra: la selección natural. Si muchos individuos comienzan a consumir estos medicamentos la cepa rápidamente se adaptará volviéndola inmune. Las reservas de antivirales y la capacidad global de producir vacunas es de los temas más graves. Según cálculos de la Universidad de Londres la actual producción de vacunas rinde para proveer a menos del 10% de la población global. Solo nueve países cuentan con una producción interna para dar abasto a su población, Estados Unidos no es uno de ellos (ver video del documental Pandemic Vaccines de la BBC). Si surge una pandemia es prácticamente seguro que surgirá una mutación resistente a nuestros tratamientos. La influenza A(H1N1) es un aviso. Nuestro planeta está experimentando los flujos migratorios más grandes de su historia. Si una pandemia surge puede propagarse a cada rincón del planeta en semanas. Y no es solo la influenza, la variedad de patógenos que pueden llevar acabo aquél salto entre especies es enorme. Las tecnologías de monitoreo y prevención existen pero deben fortalecerse y coordinarse.