Diseñar nuevas formas de detectar antes las amenazas virales para prevenir otra pandemia
Guyani Tillekeratne, MD, y su equipo establecieron un laboratorio de diagnóstico molecular en la Universidad de Ruhuna en Sri Lanka (en la foto aquí), donde ella y sus socios de Sri Lanka trabajan para identificar los virus que provocan enfermedades respiratorias graves en los niños y establecer un tamizaje de vigilancia. Crédito: Universidad de Ruhuna
Para Linfa Wang, Ph.D., algunas de las preguntas sin respuesta más importantes sobre la pandemia de COVID-19 se encuentran dentro de capas resbaladizas de guano, en lo profundo de un agujero en el suelo.
Wang, virólogo de la Facultad de Medicina Duke-NUS de Singapur, formó parte de un equipo de científicos internacionales encargados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) de desentrañar los orígenes del virus SARS original hace 17 años. Ahora está intentando hacer lo mismo con el coronavirus que causa el COVID-19, conocido como SARS-CoV-2. Si bien aún no se conoce el camino exacto que siguió el virus para comenzar a infectar a los humanos, es casi seguro que atravesará murciélagos, que han sido el foco del trabajo de Wang durante casi tres décadas. Y eso significa mirar mucho excremento de murciélago.
El año pasado, Wang desarrolló una prueba para detectar anticuerpos contra coronavirus tipo SARS en excrementos y orina de murciélago, lo que le permitió buscar parientes genéticos del SARS-CoV. -2. Si bien un estudio de la primavera pasada identificó virus similares en murciélagos en el sur de China, en febrero, Wang y sus colaboradores también encontraron virus estrechamente relacionados en murciélagos y pangolines en Tailandia. Estos descubrimientos indican que los ancestros animales del virus responsable de la pandemia pueden haber estado circulando en un área geográfica más amplia de lo que se pensaba anteriormente.
Y eso significa que aún falta una gran parte de la historia del origen del COVID-19. : Está claro que el primer grupo de infecciones humanas surgió en Wuhan, China, pero ¿un humano o un animal trajo el virus allí y de dónde?
«Lo más probable es que el punto de acceso esté en el sur de China y el sudeste asiático». «, dice Wang, quien también es profesor en el Instituto de Salud Global de Duke, «pero tenemos que tener la mente abierta». Él dice que puede llevar muchos años precisar la fuente exacta de transmisión de animal a humano.
Pero a diferencia de los políticos que señalan con el dedo los orígenes de COVID-19, esta investigación silenciosa y meticulosa sobre el raíces de la pandemia no está orientado a culpar por el brote, que la mayoría de los expertos en enfermedades infecciosas ven como una parte inevitable del ciclo natural de la evolución viral. De hecho, no se trata realmente de esta pandemia en absoluto. Se trata del próximo.
Greg Gray y Gayani Tillekeratne hablan sobre la detección temprana de COVID-19. Crédito: Escuela de Enfermería de la Universidad de Duke.
Sumergiéndose en el reservorio animal
Del sesenta al setenta por ciento de las enfermedades infecciosas que afectan a los humanos comienzan en los animales, una alineación formidable que incluye la peste, el Ébola, el Nilo Occidental, Lyme enfermedades y muchas formas de influenza. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., estas enfermedades son responsables de 2,7 millones de muertes en todo el mundo cada año. Y cuando un nuevo virus se propaga en las poblaciones humanas, puede causar caos.
Incluso antes de la COVID-19, los virus transmitidos por animales habían desencadenado al menos cuatro brotes mundiales en este siglo: SARS en 2002, gripe H1N1 en 2009, la enfermedad respiratoria MERS en 2012 y el Ébola en 2014. Sin embargo, a pesar de estos recordatorios regulares, los sistemas de salud pública del mundo no son muy buenos para anticipar o prevenir episodios tan mortales.
«Tenemos un golpe -una política de topo en este momento», dice Gregory Gray, MD, MPH, profesor de medicina, salud global y salud ambiental en Duke. «Esperamos a que un patógeno cause mucha morbilidad y luego respondemos. Tenemos que encontrar una mejor manera de predecir las enfermedades infecciosas emergentes y mitigarlas antes de que causen mucho daño».
Gray y Wang se encuentran entre una comunidad de científicos que dicen que podríamos hacer un mejor trabajo al anticipar nuevas amenazas virales prestando más atención a los animales que las albergan. Un enfoque conocido como One Health busca unir los mundos de la salud humana, animal y ambiental al estudiarlos como un sistema interconectado. Si los virus no están limitados por los límites del mundo natural, argumenta One Health, tampoco deberían hacerlo nuestros esfuerzos por entenderlos.
Formado como biólogo, Wang aborda el problema desde una perspectiva centrada en los animales, más precisamente, una perspectiva centrada en los murciélagos. Los murciélagos, los únicos mamíferos voladores del planeta, han desarrollado una notable capacidad para tolerar virus que enferman a otros animales y personas. Pero esto también significa que pueden transportar un estofado tóxico de patógenos que a veces se propagan a otras especies. A lo largo de los años, Wang ha rastreado varios virus de murciélagos que han llegado a los humanos, sobre todo como parte del equipo de la OMS que rastreó el origen de la epidemia de SARS de 2002 hasta una colonia de murciélagos de herradura en la provincia china de Yunnan.
Crédito: Escuela de Enfermería de la Universidad de Duke
Como era de esperar, este trabajo le ha valido a Wang el apodo de «Batman», pero eso no significa que le gusten especialmente los murciélagos. Más bien, como el vengador alado, está en esto para proteger a los humanos de peligros invisibles.
Su estudio del brote de 1998 del virus Nipah en Malasia es un buen ejemplo. El virus era desconocido cuando comenzó a infectar a los cerdos en la región del río Nipah del país y, en cuestión de semanas, cientos de granjeros desarrollaron casos graves de encefalitis. Se necesitaron seis meses para identificar la causa y, para entonces, casi la mitad de los infectados habían muerto. Un millón de cerdos fueron sacrificados en un intento por controlar el brote.
Al estudiar muestras de suero de cerdos infectados, Wang y sus colaboradores encontraron un virus relacionado en una especie de murciélago de la fruta llamada zorro volador. Al investigar las granjas en el epicentro del brote, los investigadores vieron que los granjeros habían plantado árboles frutales cerca de sus corrales para dar sombra a sus cerdos. Los murciélagos se alimentaban de los árboles y dejaban caer trozos de fruta a medio comer en los corrales, donde los cerdos se los comían y quedaban expuestos al virus. Luego, el virus saltó a los trabajadores agrícolas y a las personas que comieron carne infectada.
El escenario, que se presentó en la película «Contagio» de 2011, ilustra por qué es importante comprender la patogenia exacta de los nuevos virus, dice Wang. . «(Plantar árboles frutales) suena como una idea creativa y productiva, pero cuando investigas, encuentras que hay un gran factor de riesgo». Los granjeros pudieron prevenir futuros brotes simplemente sacando a sus cerdos de la sombra.
Estudiando la interfaz
Pero con un estimado de 1.6 millones de virus diferentes circulando en el reino animal, incluyendo varios cien tipos de coronavirus que pueden infectar a los mamíferos, ¿cuáles vigilamos? «Intentamos predecir estas amenazas virales, pero no detectamos el virus específico tanto en 2009 (con H1N1) como en 2019 (SARS-CoV-2)», señala Gray. Es probable que adivinar los saltos oportunistas de la evolución nunca sea un juego ganador.
Gray cree que podemos hacerlo mejor si reducimos el campo. Su investigación se centra en lo que él llama la «interfaz humano-animal», o lugares como granjas y mercados de ganado donde los humanos y los animales entran en contacto con regularidad. En estos entornos, los virus pueden alternar entre especies, acelerando potencialmente los cambios evolutivos que podrían permitir que un patógeno se vuelva altamente transmisible a los humanos. El objetivo del trabajo de Gray es ver esos cambios en tiempo real, creando un sistema de alerta temprana para patógenos en movimiento.
«Sabemos que un virus puede tardar muchos años en adaptarse a los humanos y más aún no se transmite de humano a humano», dice Gray, «y por eso creemos que si buscamos nuevos virus en la interfaz humano-animal, tendremos tiempo para desarrollar estrategias de mitigación».
El equipo de Gray está probando este enfoque en granjas industriales porcinas y avícolas en China, Malasia, Myanmar y Vietnam. Los investigadores ingresan periódicamente para tomar muestras de animales y trabajadores, que luego se analizan en el laboratorio en busca de nuevos patógenos o nuevas fuentes de infección. También han experimentado con el uso de dispositivos de muestreo de bioaerosol para detectar virus que circulan en el aire en los mercados de aves vivas. Aunque los experimentos son a pequeña escala, han podido detectar una serie de contagios virales entre especies.
Al mismo tiempo, Gray está trabajando con la colega del Duke Global Health Institute, Gayani Tillekeratne, MD, para crear un tipo diferente de campana de alarma. Juntos, han lanzado un proyecto piloto para ayudar a los médicos en puntos críticos virales a diagnosticar casos de neumonía sin explicación, que a menudo son los primeros signos de un nuevo brote.
Tillekeratne, profesor asistente de medicina en Duke, ha visto este juego de primera mano. Pasó gran parte de la última década investigando enfermedades infecciosas en Sri Lanka, donde los hospitales a menudo solo tienen equipos para identificar algunos virus conocidos. En 2018, ella y sus colegas fueron llamados para ayudar a investigar una serie de enfermedades respiratorias graves, y en ocasiones fatales, entre los niños. El equipo envió equipos para establecer un laboratorio de diagnóstico molecular en la Universidad de Ruhuna, que ayudó a identificar la causa de las enfermedades (una mezcla de tres virus) y a establecer pruebas de vigilancia.
Un objetivo del piloto proyecto es traer esa capacidad de detección internamente. «Estamos desarrollando ensayos que podemos realizar en el sitio para que podamos realizar las pruebas en tiempo real», dice ella. «Eso es algo que hemos estado tratando de hacer en Sri Lanka durante un tiempo».
Un objetivo igualmente importante es ayudar a compartir información. Gray y Tillekeratne esperan unir una red de observadores de virus en varios países que puedan alertar a otros sobre casos y patrones inusuales. Los socios internacionales de Gray ya han sacado a la luz algunos casos que merecen una mayor exploración, incluido un grupo de enfermedades respiratorias en Malasia que parecen estar causadas por un coronavirus canino del que no se sabía que infectara a los humanos.
«100 Percent Probablemente»
Cuando se le preguntó si veremos surgir otro virus capaz de causar una pandemia en humanos, Gray suelta una risita triste. «Creo que mucha gente diría que es 100 por ciento probable», dice.
Muchos factores pueden estar conspirando para hacer que nuestro mundo sea más propicio para las pandemias, desde la facilidad de los viajes globales hasta la agricultura animal de alta densidad y la cría y el comercio de animales exóticos. Si bien una política inteligente puede reducir esos riesgos, no es probable que desaparezcan por completo. Los virus son virales. Sin duda, estaremos aquí nuevamente, enfrentando un brote en algún lugar que amenaza con convertirse en un brote en todas partes.
Wang, quien ahora ha sido llamado para investigar seis epidemias virales diferentes, espera que enfrentemos ese momento con solidaridad mundial. Mejorar nuestra capacidad para detectar nuevas amenazas virales y prevenir la propagación de la pandemia no solo requerirá innovación biomédica, sino también transparencia y cooperación abierta entre los países, algo que no siempre ha sido evidente en esta pandemia.
«Tenemos que tratar a los virus como un enemigo común, dejando de lado la política, como luchar contra los terroristas o luchar contra el crimen», dice Wang. «Interpol es una organización internacional para combatir el crimen; ¿podemos tener algo así para combatir futuros virus?»
Ya se han imaginado ideas audaces antes, solo para desaparecer a medida que las amenazas se desvanecen y se establece la autocomplacencia. Wang espera que esto el tiempo será diferente, y las cicatrices persistentes de la peor pandemia en un siglo obligarán a tomar medidas más proactivas. Pero ya sea que eso suceda o no, él y los detectives de virus de Duke estarán atentos a la interfaz, listos para responder, sin necesidad de una señal de murciélago.
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