Cómo nuestras exhalaciones ayudan a propagar patógenos como el SARS-CoV-2

ARRIBA: ISTOCK.COM, PABST_ELL

Lydia Bourouiba comenzó a pensar en cómo viajaban los patógenos durante el brote global de SARS que comenzó en noviembre de 2002. El SARS, un primo viral cercano del SARS-CoV-2, el virus que causa la actual pandemia de COVID-19, saltó de persona a persona a través de superficies contaminadas, pero incluso entonces hubo discusión entre los epidemiólogos de que la transmisión por el aire puede ser un mecanismo poco estudiado que contribuye a la propagación del virus. Como matemática física interesada en la dinámica de fluidos y la salud pública, Bourouiba sabía que los patógenos existen en los fluidos del cuerpo, en el agua o en el aire, y también sabía un poco sobre cómo se mueven los fluidos por el mundo. A pesar de lo que ella llama las muchas brechas en nuestra comprensión de cómo las enfermedades se transmiten de una persona a otra, estos dos puntos despertaron su curiosidad y pasó de una carrera en matemáticas y física a una en epidemiología.

Ahora, como directora del laboratorio de dinámica de fluidos de transmisión de enfermedades del MIT, Bourouiba y sus colegas fusionan la dinámica de fluidos y la epidemiología para estudiar la transmisión del SARS-CoV-2 y otros patógenos que habitan en los fluidos respiratorios. Con más de 17 millones de casos de COVID-19 y 667 000 muertes en todo el mundo hasta la fecha, es fundamental comprender cómo se propagan el SARS-CoV-2 y otros patógenos. Científicos de todo el mundo solicitaron recientemente a agencias como la Organización Mundial de la Salud que reconocieran la transmisión aérea en la pandemia actual, lo que llevó a la agencia a admitir que, al menos en interiores, no se puede descartar.

Lydia BourouibaLILLIE PAQUETTE, MIT SCHOOL OF INGENIERÍA

En su laboratorio, Bourouiba utiliza una combinación de enfoques teóricos y herramientas experimentales, como visualización de flujo, imágenes de alta velocidad y microscopía, para construir una visión más holística del aire que exhalamos como nubes dinámicas y complejas de gotas. que pueden viajar más de 20 pies desde donde estaban parados. Sus hallazgos rompen con el estudio tradicional de las emisiones en el aire como una dicotomía entre gotas grandes y aerosoles pequeños. En cambio, dice, nuestra tos y estornudos proyectan un continuo de tamaños de gotas, un hecho que tiene implicaciones importantes para modelar y evaluar la transmisión de enfermedades.

El científicohabló con Bourouiba sobre la importancia de estudiar los patógenos transmitidos por el aire y cómo su trabajo podría informar nuestras decisiones de salud pública durante la pandemia de COVID-19.

El científico: ¿Cómo funciona la física de la tos y ¿Los estornudos influyen en la transmisión de enfermedades como el COVID-19?

Lydia Bourouiba: En este momento, creemos que [el SARS-CoV-2] se transmite principalmente a través de las vías respiratorias. tracto. La infección ocurre en el tracto respiratorio y las emisiones del tracto son el mecanismo de propulsión del virus hacia el medio ambiente y hacia otros. Es muy importante, por lo tanto, comprender no solo las distancias sino también las escalas de tiempo de las exposiciones. El virus nunca se emite en el aire por sí solo. Siempre está en la secreción mucosalivar que se emite al exhalar, toser o estornudar. En todos los casos, estás creando una nube, pero la distribución del tamaño de las gotas y la energía del gas serán diferentes.

TS: ¿Qué sucede con nuestros fluidos cuando hacemos algo? como estornudo o tos?

LB: La exhalación es muy parecida a una nube. . . pero es una [nube] con un impulso mucho mayor para la tos y los estornudos. Eso . . . se mueve como se ve cuando hay condensación encima de una olla. Y también contiene esta carga útil de gotas, como nubes reales en el exterior, [con] hinchazón, movimiento y turbulencia en el interior. 

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La diferencia entre diferentes eventos [por ejemplo, hablar, estornudar, toser] son simplemente los volúmenes [de las nubes] que se emiten, las escalas de tiempo en las que se emiten y, por lo tanto, también la energía o el impulso que tienen. Ese impulso es lo que está impulsando el rango de contaminación y la exposición de los demás.

TS: ¿Cree que la transmisión aérea se está abordando adecuadamente durante la pandemia?

LB: Sí y no. Se ha discutido, y el artículo que publiqué en JAMA en marzo [que describe la necesidad de mejores modelos para rastrear la transmisión aérea de COVID-19] también ha generado mucha discusión. Pero creo que todavía hay un panorama muy fragmentado de investigación y puntos de vista sobre el tema que en este punto realmente deberían estar unificados pero aún no lo están.

Y es porque la investigación no se ha realizado de manera consistente. Particularmente en términos de pandemias, hay muchos campos diferentes que analizan estas cuestiones, y aunque la cooperación y la transferencia de información deberían ser nuestro objetivo, no siempre ha habido una caída de las barreras entre las áreas de investigación o incluso el conocimiento mutuo. No creo que estemos en el punto en el que hayamos visto un impulso unificado que podría unir todo esto.

TS: ¿Por qué es tan difícil estudiar las enfermedades transmitidas por el aire en particular? ?

LB: Mucha de la información se recopila durante una época de crisis de una manera muy rudimentaria. Históricamente, ha habido muchas ocasiones en las que las preguntas deberían seguir siendo el centro de atención después de la pandemia para prepararse para la próxima [pero eso a menudo no sucede]. Siempre nos deja en esta posición vulnerable de estar en modo reactivo durante una pandemia, lo cual no es ideal para llegar a los mecanismos de los problemas. La investigación realizada con prisa nunca conducirá realmente a conocimientos profundos.

TS: ¿Qué podemos hacer para protegernos a nosotros mismos y a los demás de los riesgos asociados con el COVID-19?

LB: Usar una máscara, incluso si no son los respiradores híbridos, es fundamental para minimizar el rango de esa emisión de un individuo y brindar cierto nivel de protección a los demás. . Pero eso no reemplaza necesariamente el hecho de que debemos tener cuidado con lo cerca que estamos de los demás, cuánto tiempo estamos en ese espacio, cuántas personas hay en ese espacio y cómo el mantenimiento y los protocolos de contaminación tanto para el aire y las superficies se están desplegando. En lugar de pensar en un aspecto, realmente necesitamos pensar de manera integral.

Nota del editor: la entrevista fue editada por razones de brevedad.