Propagación silenciosa de COVID-19: un estudio explora el papel de la transmisión sin síntomas
Investigadores de la Universidad de Princeton analizaron las estrategias evolutivas que emplean los patógenos para propagarse a través de una población y descubrieron que la transmisión sin síntomas, una táctica empleada por el virus que causa COVID-19, puede ser una estrategia exitosa para propagarse entre la población. Crédito: Chadi Saad-Roy, Universidad de Princeton
La rápida propagación de la COVID-19 en todo el mundo se ha visto impulsada en parte por la capacidad del virus de ser transmitido por personas que no muestran síntomas de infección.
Ahora, un estudio realizado por investigadores de Princeton ha descubierto que esta fase silenciosa de transmisión puede ser una estrategia evolutiva exitosa para patógenos como virus como el que causa el COVID-19. El estudio se publicó el 8 de mayo en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
El estudio examinó los pros y los contras de la transmisión silenciosa sobre la supervivencia a largo plazo del patógeno. ¿La transmisión sin síntomas permite que el patógeno infecte a un mayor número de personas? ¿O la falta de síntomas eventualmente disminuye la transmisión y reduce la supervivencia a largo plazo del patógeno?
La respuesta podría informar cómo los expertos en salud pública planifican medidas de control como cuarentenas, pruebas y seguimiento de contratos.
«Una etapa asintomática por varias razones podría proporcionar ciertos beneficios al patógeno», dijo Bryan Grenfell, Kathryn Briger y Sarah Fenton Profesor de Ecología y Biología Evolutiva y Asuntos Públicos de Princeton, Woodrow Wilson School. «Con la crisis de la COVID-19, la importancia de esta fase asintomática se ha vuelto extremadamente relevante».
Al igual que los organismos más complejos, los virus pueden evolucionar por selección natural. Las nuevas variantes se generan por mutación y si estos cambios benefician la transmisión de patógenos, entonces esa cepa del virus se propagará.
Sobrevivirán las especies con estrategias que contribuyan a su éxito, mientras que las especies con estrategias que no promuevan la transmisión, como matar al huésped antes de que el virus pueda transmitirse a nuevos individuos susceptibles, eventualmente desaparecerá.
«La evolución viral implica un compromiso entre aumentar la tasa de transmisión y mantener al huésped como base de transmisión», dijo Simon. Levin, Profesor Distinguido James S. McDonnell de la Universidad de Princeton en Ecología y Biología Evolutiva. «Las especies que navegan esta compensación de manera más efectiva que otras llegarán a desplazar a esas otras en la población».
Los investigadores hicieron modificaciones a un modelo matemático estándar de cómo una enfermedad se propaga a través de una población en la que los individuos se clasifican como susceptibles (S), infectado (I) o recuperado (R). Para explorar el papel de la transmisión asintomática, los investigadores dividieron el compartimento infectado (I) en dos etapas: en I1, los síntomas de las personas pueden variar desde ninguno (asintomático), hasta leves y completamente sintomáticos. En I2, todos los individuos son completamente sintomáticos. Crédito: Chadi Saad-Roy, Universidad de Princeton
Levin dijo que es útil pensar en la enfermedad desde el punto de vista de un juego entre el patógeno y el huésped. «Estas son interacciones huésped-parásito», dijo Levin, «y pensar en ellas desde una perspectiva evolutiva es algo en lo que nosotros, junto con muchos otros científicos, hemos estado interesados durante mucho tiempo».
Como el Muestra la pandemia de COVID-19, una infección silenciosa tiene ciertas ventajas a corto plazo. Hace que las estrategias de control, como la identificación, la cuarentena y el rastreo de contactos, sean difíciles de implementar. Las personas infecciosas que carecen de síntomas tienden a seguir con sus vidas y entran en contacto con muchas personas susceptibles. Por el contrario, es más probable que una persona que desarrolle fiebre y tos se autoaísle, por ejemplo, quedándose en casa y no vaya al trabajo.
Sin embargo, también existen inconvenientes: las personas asintomáticas pueden generar menos partículas infecciosas y por lo tanto, escaparán menos de la persona infectada, por ejemplo, en un estornudo violento o tos fuerte. La transmisión general podría reducirse con el tiempo.
Los investigadores utilizaron modelos de enfermedades para explorar las compensaciones entre estos escenarios.
Llevaron a cabo el estudio mucho antes de que el nuevo coronavirus irrumpiera en escena. De hecho, el estudiante graduado Chadi Saad-Roy comenzó el estudio en mayo de 2019, inicialmente para considerar la influenza, que también tiene una infección asintomática significativa.
«Me preguntaba por qué surgiría la gripe asintomática en la evolución», Saad-Roy dijo, «y como equipo formulamos un modelo simple para tratar de entender por qué la evolución favorecería tal comportamiento».
Para realizar la investigación, Saad-Roy trabajó con Grenfell, Levin y Ned Wingreen, de Princeton. Howard A. Prior Profesor de Ciencias de la Vida y profesor de biología molecular y el Instituto Lewis-Sigler de Genómica Integrativa.
Los patógenos pueden exhibir una variedad de comportamientos que contribuyen a su propagación.
Algunos virus, como el VIH, se propagan antes de que se identifiquen los síntomas. Otros virus se transmiten cuando aparecen los síntomas. Por ejemplo, el virus ahora erradicado que causaba la viruela tendía a generar síntomas significativos cuando comenzaba la transmisión.
La mayoría de los patógenos probablemente emplean una combinación de estrategias silenciosas y sintomáticas.
Para estudiar el efecto de la transmisión asintomática, el equipo hizo modificaciones a un modelo matemático estándar de cómo una enfermedad se propaga a través de una población. El modelo divide a la población en compartimentos que representan individuos susceptibles, infectados y recuperados.
En la versión del modelo del equipo, los investigadores dividieron además el compartimento «infectado» en dos etapas. En la primera etapa infectada, los investigadores podrían variar el nivel de síntomas para que algunas personas no tengan síntomas, otras tengan algunos síntomas y otras tengan síntomas significativos. En la segunda etapa infectada, los individuos están completamente sintomáticos. El equipo se enfocó no solo en el efecto de la variación de los síntomas en la propagación de la enfermedad, sino también en las consecuencias evolutivas de exhibir diferentes niveles de síntomas en la primera etapa.
El equipo encontró que las estrategias exitosas surgieron cuando la primera etapa de infección fue completamente asintomático, completamente sintomático y en algún punto intermedio. También encontraron que el rango de ser sintomático, desde ningún síntoma hasta síntomas máximos, podría verse alterado por pequeños cambios en las estrategias de control de enfermedades.
La implicación de esta última parte del análisis es que las estrategias de control de enfermedades podrían , durante largos períodos de tiempo, influyen en la estrategia que despliega un patógeno y, por lo tanto, tienen impacto en el curso de una epidemia.
Saad-Roy también descubrió que el modelo ayuda a explicar muchos de los modelos epidemiológicos que se emplean para entender las enfermedades. «Es un marco general para explicar una gama más amplia de modelos epidemiológicos», dijo.
Dijo que no le sorprende que el virus que causa la COVID-19 se propague sin síntomas. «Según nuestro modelo», dijo, «es un punto final evolutivo natural para ciertas enfermedades».
Explorar más
Las personas con COVID-19 pueden ser infecciosas días antes de los síntomas: estudio Más información: Dinámica en un modelo evolutivo-epidemiológico simple para la evolución de una etapa inicial de infección asintomática, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2020). DOI: 10.1073/pnas.1920761117 , www.pnas.org/content/early/2020/05/07/1920761117/ Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por Princeton Cita de la universidad: propagación silenciosa de COVID-19: el estudio explora el papel de la transmisión asintomática (13 de mayo de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-covid-silent -explores-role-symptomless.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.