Erradicación de la viruela: Lecciones para hoy

La Viruela, causada por el virus variola, tiene un lugar importante en la historia de la humanidad. Esta enfermedad contagiosa era famosa por su capacidad de propagarse rápidamente, causando enfermedades graves y altas tasas de mortalidad. Antes de que finalmente se erradicara, la viruela enfermó a muchas personas y causó un miedo generalizado. Sin embargo, la lucha contra este virus también llevó a un logro médico importante: el desarrollo de la primera vacuna efectiva.

#El auge y la caída de la viruela

La viruela se hizo prominente hace siglos, atacando poblaciones en todo el mundo. Los brotes eran tan severos que dejaron a muchas personas con cicatrices y cobraron innumerables vidas. Esta situación obligó a científicos y médicos a actuar, lo que llevó al descubrimiento de métodos de Vacunación. La primera vacuna exitosa se hizo usando un virus relacionado pero más leve, lo que brindó cierto nivel de protección contra la viruela.

En 1980, alcanzamos un hito cuando la Organización Mundial de la Salud declaró que la viruela estaba oficialmente extinta. Este éxito se atribuyó en gran parte a los esfuerzos coordinados en todo el mundo para vacunar a las personas contra el virus. Lo que hizo que este logro fuera aún más notable fue que no había reservorios animales que pudieran mantener el virus vivo fuera de las poblaciones humanas. Si hubiera habido animales que pudieran albergar el virus, podría haber seguido representando una amenaza.

Después de la erradicación exitosa de la viruela, los esfuerzos de vacunación disminuyeron. Como resultado, la inmunidad de las personas contra virus relacionados disminuyó. A pesar de esta caída en la inmunidad, los científicos saben que existen virus que pertenecen a la misma familia que el virus de la viruela y aún circulan entre los animales. Esto significa que todavía existe la posibilidad de que algunos de estos virus puedan regresar a los humanos, lo que generaría nuevas preocupaciones de salud.

#Entendiendo los ortopoxvirus

Los ortopoxvirus, la familia a la que pertenece el virus variola, son interesantes debido a su capacidad para infectar varios mamíferos. Aunque sabemos que muchos de estos virus pueden infectar animales, la lista completa de hospedadores animales sigue siendo en gran parte desconocida. Una razón de este misterio es que estos virus tienen muchos genes accesorios que les ayudan a evitar ser detectados por los sistemas inmunológicos de sus hospedadores. Algunos de estos genes podrían influir en cómo un virus interactúa con diferentes tipos de animales.

A medida que estos virus evolucionan, algunos genes pueden perderse o ganarse con el tiempo, lo que podría influir en cómo se adaptan a sus hospedadores. Por ejemplo, una versión modificada de la vacuna contra la viruela llamada virus vaccinia Ankara modificado ha perdido una cantidad significativa de su material genético. Esta pérdida significa que no interactúa tan ampliamente con los hospedadores como sus parientes más virulentos.

Ciertos otros ortopoxvirus, como el virus mpox (anteriormente virus de la viruela de los simios) y el virus de la viruela bovina, tienen un rango más amplio de hospedadores. La reciente propagación del virus mpox en diferentes regiones ha levantado alarmas sobre la posibilidad de que salte de un lado a otro entre animales y humanos. Eventos recientes que involucran ciervos de cola blanca y SARS-CoV-2 destacan cuán rápido pueden adaptarse y propagarse los virus.

#Virus emergentes e interacción con hospedadores

Los científicos han estado tratando de predecir qué animales podrían ser hospedadores de estos virus emergentes. Sin embargo, muchos modelos se basan en características ecológicas de los hospedadores e ignoran las importantes características moleculares de los virus. A veces, los científicos podrían pensar que un cierto tipo de animal puede infectarse según sus características, solo para llevarse una sorpresa al descubrir que no puede ser infectado cuando se prueba.

Por ejemplo, se pensaba que los cerdos domésticos eran potenciales hospedadores de un virus basado en sus características. Sin embargo, al probarlo en la vida real, no se infectaron en absoluto. De manera similar, se predijo que algunos murciélagos serían hospedadores del virus Nipah, pero nuevamente, no soportaron la infección en los ensayos. La conexión entre el virus y su posible hospedador puede ser complicada y requiere más que solo características ecológicas para entender.

Los virus también se sabe que evolucionan con el tiempo, a veces cambiando su rango de hospedadores. Un ejemplo típico es la variante Omicron de SARS-CoV-2, que logró infectar una gama más amplia de animales que sus predecesores. Al estudiar los genomas de los virus, los investigadores pueden reunir pistas sobre la compatibilidad potencial de los hospedadores, lo que puede mejorar los modelos predictivos.

#Un nuevo enfoque para predecir asociaciones hospedador-virus

Para abordar estos problemas, los científicos han desarrollado nuevos métodos utilizando algoritmos avanzados. Usaron un modelo conocido como árboles de regresión aumentados (BRT), que es útil en investigación ecológica y evolutiva. Este modelo combina tanto las características de los hospedadores como las características de los virus para predecir qué mamíferos podrían estar asociados con virus ortopox.

En su investigación, crearon dos modelos. El primer modelo observó interacciones hospedador-virus conocidas, mientras que el segundo combinó características ecológicas y datos genómicos virales. Esto les permitió predecir qué géneros de animales eran más propensos a ser infectados por virus ortopox específicos.

Usando ambos enfoques, los investigadores evaluaron cómo diferentes métodos de detección influenciaban sus predicciones. Combinaban datos de varias técnicas de detección para obtener una visión más completa de los posibles hospedadores.

#Rendimiento de los modelos

Los modelos que se centraron únicamente en las características de los hospedadores mostraron una razonable precisión predictiva. Sin embargo, aquellos que combinaron tanto información de hospedadores como de virus tuvieron un éxito aún mayor. Al observar el rendimiento predictivo, los investigadores encontraron que incluir características genéticas virales ayudó a identificar emparejamientos hospedador-virus más precisos.

Un resultado notable fue el descubrimiento de patrones en qué tipos de hospedadores eran más susceptibles a los ortopoxvirus. No es sorprendente que ciertas familias de animales, como los gatos, fueran más propensas a albergar estos virus, mientras que otros, como los conejos y roedores, eran menos propensos. Esta información ilumina posibles caminos para entender cómo estos virus podrían saltar a las poblaciones humanas.

#Desbalance de clases y técnicas de optimización

Uno de los desafíos que los investigadores enfrentan con frecuencia es el desbalance de clases, lo que significa que el número de hospedadores en su conjunto de datos puede sesgar los resultados. Los investigadores deben ser conscientes de este problema para evitar sacar conclusiones incorrectas. Para abordar este desafío, los investigadores exploraron diferentes métodos de umbral para clasificar con precisión a los posibles hospedadores.

Al ajustar el umbral para buscar una mayor sensibilidad, podrían capturar más posibles hospedadores, incluso si eso significaba aceptar algunos falsos positivos. El objetivo era minimizar el riesgo de perderse a algún hospedador real mientras mantenían un número manejable de predicciones.

Este ajuste resultó beneficioso para entender qué animales podrían albergar ortopoxvirus. Por ejemplo, cuando el umbral se estableció en el 80%, el número de géneros de hospedadores predichos aumentó drásticamente. Se observó una tendencia similar cuando se aumentó el umbral al 90%. Esta flexibilidad permite a los científicos personalizar sus predicciones según la situación.

#El papel de la distribución geográfica

A medida que los investigadores profundizaban en sus hallazgos, también mapearon las ubicaciones geográficas de los animales predichos como hospedadores de ortopoxvirus. Este mapeo reveló áreas con altas densidades de posibles hospedadores, a menudo situadas en regiones donde las tasas de vacunación contra la viruela eran bajas. Tales hallazgos indican un riesgo de que estos virus regresen, especialmente en regiones con protección limitada de vacunaciones.

Regiones como los Himalayas Orientales, África Central y ciertas islas fueron señaladas por su potencial de albergar estos virus. Reconocer estos puntos críticos es crucial para monitorear posibles brotes y permitir esfuerzos de vigilancia dirigidos.

#Entendiendo los genes accesorios

Un aspecto interesante del estudio involucró genes accesorios, que pueden desempeñar un papel significativo en cómo los virus interactúan con sus hospedadores. Los investigadores identificaron qué genes eran más influyentes a la hora de determinar la compatibilidad con los hospedadores.

A través del análisis de componentes principales, agruparon estos genes accesorios para identificar patrones que pudieran explicar cómo ciertos virus podrían infectar exitosamente a varios hospedadores. Los genes asociados con la evasión del sistema inmunológico o interacciones con células hospedadoras fueron particularmente significativos en la formación de las relaciones entre diferentes virus y sus hospedadores mamíferos.

#Desafíos y limitaciones

Mientras los investigadores lograron avances significativos, también reconocieron algunos desafíos. Una de las principales limitaciones es la dependencia de los datos disponibles, lo que podría llevar a vacíos en la comprensión de las interacciones hospedador-virus. Además, el hecho de que algunas funciones de los genes aún no estén bien caracterizadas representa una barrera para llegar a conclusiones más claras.

El estudio también destacó la importancia de la colaboración en la recopilación de información sobre virus y sus hospedadores. Al integrar datos de diferentes especies y regiones, los investigadores pueden crear una imagen más completa de las amenazas potenciales que representan los virus emergentes.

#El futuro de la investigación sobre virus zoonóticos

A medida que el mundo se vuelve más interconectado, la posibilidad de que los virus salten de los animales a los humanos está siempre presente. La creciente frecuencia de brotes nos hace repensar cómo abordar la salud pública y la vigilancia de la fauna. A la luz de esto, las predicciones sobre las especies hospedadoras potenciales son más cruciales que nunca.

Al refinar continuamente los modelos para incluir datos genómicos, los investigadores pueden mejorar su comprensión de cómo podrían propagarse los virus. Tal conocimiento puede ayudar a las autoridades a desarrollar mejores estrategias de monitoreo, mitigando así los riesgos que representan patógenos emergentes como los de la familia ortopoxvirus.

En resumen, mientras la batalla contra la viruela ha sido ganada, la guerra contra los virus emergentes continúa. Es importante mantenerse alerta e informado a medida que nuevos estudios allanan el camino para entender cómo estos patógenos interactúan con el reino animal. ¿Y quién sabe? Quizás algún día podamos predecir al próximo villano viral antes de que tenga la oportunidad de decir: "¡Sorpresa!"