Un esfuerzo masivo de salud pública erradicó la viruela, pero los científicos aún están estudiando el virus mortal
Hoy en día, la viruela solo se puede encontrar congelada en unos pocos laboratorios altamente seguros, como este en los CDC en 1980. Credit: CDC, CC BY
La viruela fue un flagelo terrible para la humanidad, matando a cientos de millones de personas a lo largo de los siglos. Pero su origen sigue siendo oscuro. Las momias egipcias de hace 3.000 a 4.000 años, incluida la del faraón Ramsés V, tienen lesiones cutáneas parecidas a la viruela, pero ¿tenían viruela? La evidencia genómica reciente pone eso en duda.
Ya sea que las antiguas plagas fueran realmente viruela o no, en el siglo XVIII la enfermedad era endémica en todo el mundo. La introducción generalizada de vacunación efectiva en el siglo XIX disminuyó pero no eliminó la viruela en el mundo occidental, y persistió en muchas áreas hasta bien entrado el siglo XX.
Soy un microbiólogo interesado en cómo las enfermedades saltan de los animales. a los humanos y luego evolucionar. La viruela hizo estragos durante siglos, pero fue erradicada hace 40 años. Si bien la idea de erradicar por completo una enfermedad tiene un atractivo evidente durante la pandemia actual, las diferencias entre los virus de la viruela y el SARS-CoV-2 sugieren que el camino para poner fin a la pandemia de COVID-19 no será el mismo.
Limpiar un virus de la faz de la Tierra
La viruela es causada por un virus llamado variola. Aunque la ruta principal de infección es la inhalación, las pústulas cutáneas características también están llenas de virus. Ya en el siglo X, los chinos sabían que una persona que se rascaba con el pus de una viruela a veces ganaba inmunidad. Sin embargo, fue arriesgado ya que algunos destinatarios desarrollaron viruela y murieron.
Este procedimiento, llamado variolación, se introdujo en Europa a principios del siglo XVIII. Más tarde ese siglo, el médico inglés Edward Jenner descubrió que la inoculación con un virus estrechamente relacionado, la viruela bovina, también confería inmunidad a la viruela, pero era mucho más segura. Llamada vacunación, por «vacca», la palabra latina para vaca, el proceso se ha mantenido esencialmente igual hasta el presente.
En 1959, la Organización Mundial de la Salud inició un programa para erradicar la viruela en todo el mundo, pero el esfuerzo realmente no se puso en marcha hasta 1967.
Los esfuerzos intensificados de vacunación del programa emplearon una nueva técnica llamada vacunación circular, que consiste en vigilancia y contención; cuando las personas de una comunidad contraían la enfermedad, los trabajadores de la salud trataban de vacunar a todos sus contactos para detener la propagación del virus.
La contención funcionó porque las personas infectadas con el virus de la viruela no lo transmiten hasta que presentan síntomas evidentes. Esto contrasta con el SARS-CoV-2, que las personas infectadas pueden propagar mucho antes de que desarrollen síntomas, si es que alguna vez los desarrollan. La vigilancia y contención de casos, que tuvo tanto éxito en el caso de la viruela, puede tener menos éxito en el caso de la COVID-19 debido a su propagación asintomática.
El último caso natural conocido de viruela ocurrió en Somalia en 1977, y en mayo 1980 La Asamblea Mundial de la Salud declaró oficialmente erradicada la enfermedad. Y ese fue el fin de la viruela en la naturaleza.
En 1977, un trabajador de campo de atención médica realiza una búsqueda casa por casa de posibles habitantes infectados con viruela. Crédito: CDC/Dr. Stanley Foster, CC BY
Deducción de la evolución de la viruela a partir de sus genes
Variola es muy diferente del SARS-CoV-2, el virus que causa la actual pandemia de COVID-19. El genoma de la viruela consta de ADN de doble cadena, que es más estable y se copia con mayor precisión cuando el virus se replica que los genomas de ARN de cadena sencilla, como el del SARS-CoV-2. En consecuencia, la tasa de cambio genético en la variola es mucho menor. Aunque las estimaciones varían, la tasa de evolución del genoma de la viruela es al menos 15 veces menor que la del SARS-CoV-2.
Sin embargo, la historia evolutiva de la viruela con los humanos es mucho más larga que la del SARS-CoV. -2; exactamente cuánto tiempo es el tema de la investigación en curso. Para reconstruir la historia evolutiva de la viruela, los científicos necesitan comparar el ADN de muestras de virus preservadas en varios momentos.
Después de la erradicación, los científicos destruyeron todas las muestras existentes conocidas de variola excepto 571 muestras vivas que se habían recolectado en los 30 años anteriores. Se mantienen en dos instalaciones seguras, una en EE. UU. y otra en Rusia.
Los científicos han secuenciado los genomas de unas 50 de estas muestras. También han aislado el ADN de la viruela de unos pocos restos humanos conservados accidentalmente. Hasta la fecha, el más antiguo de ellos son los restos momificados de un niño lituano que murió entre 1643 y 1665. Todavía se desconoce si las enfermedades similares a la viruela descritas en los textos antiguos u observadas en las momias egipcias eran en realidad viruela.
Con las secuencias de ADN viral en la mano, los científicos pueden construir árboles genealógicos genéticos analizando los pequeños cambios y mutaciones que se acumularon en los genes mientras los virus circulaban en la población humana.
Estos estudios muestran que las cepas de variola que existían en el siglo XX se agrupan en dos grupos. Uno se compone de muestras recolectadas de África occidental y América del Sur, una asociación probablemente debida al comercio de esclavos del siglo XVIII y el otro se compone de muestras recolectadas del resto del mundo.
Ya sea usando solo el ADN de las cepas de variola del siglo XX, o incluyendo el ADN viral de la momia lituana del siglo XVII, los investigadores estiman que la tasa de cambio de las cepas de variola es de una o dos mutaciones por año. Las estimaciones anteriores que incorporaban registros históricos habían sido tan bajas como una vigésima parte de esta tasa.
La tasa de mutación más rápida predice algunas cosas. Significa que las cepas modernas de variola disponibles compartieron un ancestro común hace solo 400 años; los dos grandes cúmulos se dividieron hace solo entre 200 y 300 años; y las cepas dentro de los dos grupos comenzaron a divergir hace unos 100 años.
Con un aumento de 370 000X, el núcleo viral en forma de mancuerna del virus de la viruela es visible; contiene el ADN viral. Crédito: CDC/Dr. Fred Murphy; Sylvia Whitfield, CC BY
¿Cuándo y cómo apareció la viruela en las personas?
Si las cepas de viruela existentes aparecieron hace solo un par de siglos, eso es claramente inconsistente con los registros históricos confiables de brotes de viruela anteriores. Hay dos razones posibles para esta discrepancia, las cuales pueden ser ciertas.
Primero, las cepas virales recientes podrían haber evolucionado más rápidamente que las cepas más antiguas. Es decir, la tasa de evolución estimada podría no ser aplicable a lo largo de toda la historia del virus.
En segundo lugar, es posible que las cepas más antiguas del virus hayan desaparecido, sin dejar descendencia para recolectar en el siglo XX. El auge de la vacunación en el siglo XIX puede haber llevado a estas otras cepas a la extinción. Eso dejaría solo la única cepa que dio origen a los dos grupos principales que luego divergieron en las cepas modernas.
Entonces, ¿cómo llegó la cepa original a la población humana por primera vez?
< El virus de la viruela pertenece a una familia de virus de la viruela que están muy extendidos entre los mamíferos y la mayoría tiene un amplio rango de huéspedes. Por ejemplo, la viruela vacuna infecta a vacas, humanos, gatos, perros y animales de zoológico, incluidos los grandes felinos. La variola, sin embargo, infecta solo a los humanos.
A nivel de su ADN, los dos parientes más cercanos de la viruela son la viruela del camello, que infecta solo a los camellos, y el terapox, cuyo único huésped conocido es un jerbo africano. Una interpretación de este árbol genealógico es que estos tres virus surgieron de un ancestro común, probablemente con una amplia gama de huéspedes, hace unos 3000 años. Luego, los tres virus redujeron de forma independiente su rango de huéspedes a medida que se adaptaban a sus nuevos huéspedes, perdiendo muchos de los genes que permiten que los virus de la viruela infecten a otras especies de huéspedes.
No todos los científicos que estudian la evolución de la viruela están de acuerdo con este esquema simplificado, argumentando que la información obtenida de los genomas virales disponibles no se puede extrapolar al momento o la secuencia de eventos que condujeron a la aparición original de la viruela en las personas.
Modelo de árbol filogenético que ilustra cómo un antepasado, A, podría haber dado lugar a los dos grupos actuales de cepas de viruela, B y C. Sus posibles otras cepas se extinguieron (x) y sus restos aún no se han descubierto. Las líneas horizontales representan los linajes de las cepas y los puntos de ramificación representan la divergencia genética. Basado libremente en Duggan et al, 2016 https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.10.061, CC BY-ND
Pocas similitudes entre la viruela y el COVID-19
Además Además de las diferencias entre los virus, las enfermedades que provocan también son muy diferentes, lo que hace que las técnicas utilizadas para erradicar la viruela sean menos útiles para la pandemia de COVID-19.
La viruela es altamente letal; hasta el 30% de las personas infectadas con la forma principal de variola mueren, pero los sobrevivientes tienen inmunidad duradera. Por el contrario, las mejores estimaciones sitúan la tasa de mortalidad de COVID-19 en un 1 % o menos, y no se sabe si la infección produce una inmunidad duradera.
Las personas infectadas con viruela no la transmiten hasta que aparecen los síntomas, en punto en el que están tan enfermos que están postrados en cama, mientras que el COVID-19 puede ser transmitido por personas infectadas que no tienen síntomas. Dentro de una comunidad, esta propagación asintomática de COVID-19 puede representar más del 40 % de los casos secundarios.
Los registros históricos muestran que en varios momentos aparecieron cepas de viruela menos virulentas, algunas de las cuales sobrevivieron hasta el siglo XX. siglo. Un patógeno altamente virulento puede perder su virulencia con el tiempo si la desactivación o muerte rápida de su huésped limita su tasa de transmisión. Sin embargo, debido a que la COVID-19 se transmite tanto por personas asintomáticas como sintomáticas, parecería haber pocas ventajas para que el SARS-CoV-2 evolucione para ser menos virulento.
La vigilancia y contención de casos, que fue tan exitoso para la viruela, también es menos probable que funcione para el COVID-19.
Nuestra mejor esperanza es tener una vacuna eficaz para detener la pandemia del COVID-19, tal como detuvo la viruela.
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Recordando el triunfo de la humanidad sobre un virus, 40 años después Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Un esfuerzo masivo de salud pública erradicó la viruela, pero los científicos aún están estudiando el virus mortal (24 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020 -06-massive-health-effort-erradicated-smallpox.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.