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SALUD

Zika, una colaboración para caracterizar un síndrome

En el marco de un trabajo interdisciplinario, se confirmó que el virus causa microcefalia y otros daños cerebrales en bebés infectados durante el embarazo

RODRIGO MÉXAS E RAQUEL PORTUGAL/FIOCRUZ Una hembra del mosquito Aedes aegypti, el principal transmisor del virus del Zika y de otros tres virus en BrasilRODRIGO MÉXAS E RAQUEL PORTUGAL/FIOCRUZ

A finales de 2016, cobró fuerza la idea de que la microcefalia representa tan sólo una parte de los problemas que provoca el virus del Zika, posiblemente la menor, pero a su vez la más trágica, debido a sus consecuencias permanentes. Trabajos publicados en diciembre y durante los meses previos pasaron a caracterizar con mayor detalle el amplio espectro de daños que los bebés infectados durante el embarazo pueden sufrir: desde los más graves e incompatibles con la vida hasta aquéllos tan sutiles que no se los detecta y quizá permitan una existencia plena. Entre estos extremos, seguramente raros, se ubica una gama más frecuente de lesiones del sistema nervioso central –las más comunes son las calcificaciones, una especie de cicatrices presentes en el tejido cerebral– capaces de comprometer en un grado todavía incierto el desarrollo y la independencia de los niños. Este continuum de efectos refuerza, de acuerdo con los expertos, la idea planteada hace ya algún tiempo que indica que el virus provoca un síndrome: el síndrome congénito del virus del Zika.

A partir de la sospecha de que el virus estaba por detrás de los casos de microcefalia y hasta llegar a la caracterización de este síndrome que se le atribuye, ha pasado un tiempo relativamente corto en términos de investigación científica, una actividad que suele funcionar a un ritmo más lento, signado por la disponibilidad de recursos económicos y de infraestructura para la realización de experimentos. El alerta sonó en las maternidades de la ciudad de Recife a comienzos de agosto de 2015, cuando la neuróloga pediátrica Vanessa van Der Linden y otros médicos del estado de Pernambuco empezaron a detectar un aumento atípico de los casos de microcefalia. Al mes siguiente, el Ministerio de Salud le solicitó a la epidemióloga Celina Turchi Martelli, del Centro de Investigación Aggeu Magalhães, con sede también en Recife, que investigase el problema. La investigadora entró en contacto con científicos de Brasil y del exterior y creó un grupo de trabajo con la misión de estudiar la conexión entre el aumento de casos de microcefalia y la infección por el virus del Zika: debido a su labor, Turchi Martelli fue elegida por la revista Nature en diciembre como una entre los 10 científicos que marcaron la diferencia en 2016.

Tres meses después de que se registrara el incremento de casos de microcefalia, las evidencias de que el virus del Zika causaba este problema se volvieron más fuertes. A mediados de noviembre, la obstetra Adriana Melo, con la ayuda de investigadores de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz) de Río de Janeiro, detectó el virus en el líquido amniótico de dos mujeres embarazadas del estado de Paraíba cuyos fetos tenían microcefalia. Al final de ese mes, el equipo del virólogo Pedro Vasconcelos, del Instituto Evandro Chagas (IEC), en el estado de Pará, aisló el virus partiendo de diversos tejidos de un bebé del estado de Ceará que nació con microcefalia y falleció poco después del parto.

National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health
Copias del virus del Zika (en rojo) aisladas en un niño que nació con microcefalia en la ciudad de FortalezaNational Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health

“Luego de los análisis iniciales, en los cuales detectamos los virus, a mí no me cabía ninguna duda de que el virus del Zika causaba microcefalia”, afirma Pedro Vasconcelos, director del IEC, donde coordina un laboratorio que constituye una referencia nacional en arbovirosis –las enfermedades causadas por virus transmitidos por artrópodos– tales como el zika, el dengue y la fiebre amarilla. “Tuve la convicción de que nuestro trabajo se había hecho bien”, dijo el virólogo a mediados del mes pasado, durante un viaje a Río. “Yo me encontraba en una reunión en Brasilia a fines de octubre de 2015 y corría un rumor. Yo dije que si me enviaban el material adecuado y en las cantidades pertinentes, en dos o tres días suministraría un diagnóstico”, comenta. Y lo cumplió.

A mediados de noviembre, la patóloga Fernanda Montenegro de Carvalho Araújo, del Laboratorio Central de Salud Pública (Lacen) de Ceará, le envió a Vasconcelos muestras de tejidos de un bebé con microcefalia. Días después el director del IEC informó sobre el hallazgo al Ministerio de la Salud, que el 28 de noviembre reconoció la conexión entre la infección por zika durante la gestación y los casos de microcefalia. Un comunicado del ministerio informaba que era “una situación inédita en la investigación científica mundial” y convocaba a una movilización nacional para contener al Aedes aegypti, el principal transmisor del virus del Zika y de los virus del dengue y de la recién llegada fiebre del chikunguña, que en ese momento preocupaba más a los investigadores y a las autoridades sanitarias.

Una vez aislado el virus, Vasconcelos distribuyó muestras entre equipos de Brasil y del exterior con el fin de acelerar las investigaciones. Los meses siguientes fueron ajetreados. Había que aprender a mantener y a multiplicar el virus y generar copias suficientes para la realización de los experimentos. En el Instituto de Ciencias Biomédicas (ICB) de la Universidad de São Paulo (USP), los grupos de los virólogos Edison Durigon y Paolo Zanotto iniciaron inmediatamente las tentativas de replicación del virus y, en colaboración con el grupo del neuroinmunólogo Jean Pierre Peron, también del ICB, y de la neurocientífica Patrícia Beltrão-Braga, de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia (FMVZ) de la USP, dieron inicio a los experimentos con roedores y con células madre cultivadas en una matriz tridimensional que permite generar distintos tipos celulares que se organizan en esferas microscópicas (neuroesferas) o en capas, como si fuesen minicerebros.

Léo Ramos Chaves Un cultivo de células utilizado para producir copias del virus en el laboratorio de Edison Durigon, en la USPLéo Ramos Chaves

Con estos experimentos, se esperaba poder entender mejor de qué manera se transmitía el virus de la madre al feto, cómo actuaba el mismo en el organismo del embrión y cuál era el período de mayor vulnerabilidad de la gestante. También urgía confirmar si el virus del Zika era el causante de los problemas, aquello a lo que los científicos denominan relación de causalidad, pues no estaba descartada la posibilidad de que éste estuviera presente en el cerebro sin provocar daños.

Diversas evidencias se fueron acumulando durante los meses siguientes. En febrero, investigadores de Eslovenia encontraron el virus en el cerebro de un bebé de 8 meses abortado por una mujer que había quedado embarazada mientras vivía en Rio Grande do Norte y que había exhibido signos de zika durante la gestación, y cuantificaron su presencia. A ese trabajo le siguieron otros que demostraron que el virus era capaz de atravesar la placenta e infectar el líquido amniótico, algo que pocos virus hacen.

Con la atención de grupos de investigación del país y del exterior volcada hacia el zika, surgían novedades casi diariamente. En Brasil, se empezaron a divulgar los avances obtenidos en los laboratorios antes de que los resultados hubiesen sido analizados y juzgados por otros científicos, lo cual revirtió el flujo de información característico de la producción científica. Siguiendo una orientación anunciada en septiembre de 2015 por la Organización Mundial de la Salud (OMS) y acordada por algunas editoriales de revistas científicas, muchos investigadores pasaron a dejar disponibles los trabajos de sus grupos lo más pronto posible.

Hasta 2015 existían dos artículos de brasileños sobre el virus del Zika: en el primero se analizaban sus alteraciones genéticas…

Dos estudios presentados en los primeros días de marzo demostraban que el virus del Zika era capaz de infectar las células neurales humanas y matarlas. En el primero de éstos, investigadores de Río y de São Paulo, trabajando bajo la coordinación de Stevens Rehen y Patrícia Garcez, neurocientíficos del Instituto D’Or de Investigación y Educación (IDOR) y de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), comprobaron que el virus prefería invadir y matar a los progenitores neurales, las células madre precursoras de las neuronas y de las células de la glía, que conforman el tejido nervioso. Días después, científicos de Estados Unidos confirmaron ese hallazgo y demostraron que el virus del Zika infectaba in vitro a las células neurales correspondientes a las que forman la corteza, la capa exterior del cerebro, asociada a las funciones cognitivas, tales como la atención, la memoria y el lenguaje.

Casi simultáneamente, en la USP, los grupos del ICB y de la FMVZ arribaron a resultados parecidos en los experimentos con las neuroesferas y los minicerebros. En el marco del mismo trabajo, realizado con la participación de investigadores del Instituto Pasteur de Senegal y publicado el 11 de mayo en la revista Nature, los científicos de São Paulo también presentaban el primer modelo animal de microcefalia causada por el virus del Zika y establecían la relación causal del virus con esa anomalía.

Utilizando copias del virus producidas en los laboratorios de Durigon y Zanotto, Peron y su grupo inocularon la variedad del virus del Zika en circulación en Brasil en hembras preñadas de ratones. El virus atravesó la placenta de las hembras de un linaje más susceptible a infecciones virales y perjudicó el desarrollo de las crías. Nacían con menos peso, con un cerebro menor y con daños similares a los observados en los bebés humanos. Ese modelo de microcefalia se utilizó después en pruebas realizadas por investigadores de Estados Unidos en colaboración con los científicos de la USP, en las cuales se demostró que era posible crear una vacuna contra el zika.

…el segundo describía los primeros casos de transmisión interna en el país

Una señal de alarma
Frente a estos resultados y con el aumento de casos sospechosos de microcefalia en Brasil, el día 31 de marzo la OMS divulgó un informe en el cual afirmaba que existía un “fuerte consenso científico” que apuntaba que el virus del Zika causaba microcefalia y el síndrome de Guillain-Barré, un trastorno inmunológico que lleva a la destrucción de la mielina, la sustancia que forma la vaina que reviste los nervios, y que puede causar parálisis. Era un importante cambio de postura, a tan sólo dos meses después de haber considerado que existía una “posible asociación” del virus con estos problemas y de declarar la situación de emergencia en salud pública de interés internacional.

“Desde el comienzo de la epidemia, ha avanzado bastante el conocimiento sobre el virus, especialmente al respecto de su biología y de su interacción con organismos de mamíferos”, comenta Peron. Sólo en 2016 se produjo mucha más información sobre el virus del Zika que toda la que se había acumulado durante las seis décadas anteriores. Pubmed, una de las más importantes bases que indexan artículos científicos en biología y ciencias de la vida, registró el año pasado 1.756 artículos sobre el zika (casi 200 con autoría de brasileños). Ese total es aproximadamente ocho veces mayor que el volumen disponible hasta el final de 2015. Desde 1952, cuando se registró la primera infección en humanos, hasta que el virus se convirtió en una preocupación mundial, en 2015, había 218 artículos sobre el zika en Pubmed. Algunos trabajos mostraban la afinidad del virus con el sistema nervioso de los mamíferos y varios otros describían casos esporádicos de fiebre en África y en Asia. Al margen de la epidemia de 2007 en isla Yap, en Micronesia, y la de 2013 en la Polinesia Francesa, cuando miles de personas fueron infectadas, nada se sabía al respecto de la acción del virus del Zika sobre los fetos en desarrollo.

“El brote en Micronesia debería haber servido de alerta”, afirma Zanotto. “Hago esta autocrítica porque, en ese momento, los expertos en arbovirus estábamos secuenciando variedades africanas del virus del Zika, pero no nos imaginábamos que el virus podría alterar su perfil de actuación de manera tan rápida y avasalladora”. Según el virólogo, en esa época, tanto él como otros especialistas estaban con la mira puesta en otros arbovirus considerados de mayor riesgo y mayor potencial pandémico, tales como el de la fiebre del Valle del Rift, el linaje 2 del virus de la fiebre del Nilo Occidental y el virus de la fiebre del chikunguña. “Ahora existe un consenso en el seno de la comunidad científicas en el sentido de que debemos asumir una conducta más proactiva con los patógenos emergentes”, afirma Zanotto, quien al final de 2015 puso en marcha la movilización de la Red Zika, el consorcio de científicos de São Paulo que investigan el virus con el apoyo de la FAPESP.

Pan American Health Organization PAHO Participante de un estudio de seguimiento de gestantes con síntomas de zika en la ciudad de RecifePan American Health Organization PAHO

Además de su colaboración en el desarrollo del modelo animal de microcefalia, Zanotto trabaja con Durigon y con el biólogo Luis Carlos de Souza Ferreira, también de la USP, en la mejora de un test serológico capaz de distinguir la infección del dengue de la del zika. Y es coautor de uno de los dos trabajos de investigadores brasileños sobre el zika que existían entre los 218 artículos publicados hasta 2015. En dicho estudio, publicado en enero de 2014 en PLOS Neglected Tropical Diseases, el equipo de Zanotto y el grupo del virólogo senegalés Amadó Alpha Sall, del Instituto Pasteur en Dakar, secuenciaron el material genético de muestras del virus del Zika recolectadas en África y en Asia para estudiar las transformaciones que el virus había experimentado desde que se lo aisló en 1947. Este trabajo permitió reconstituir posteriormente la ruta migratoria del virus (vía Asia) hasta Brasil y verificar que en el camino parece haberse adaptado para infectar a los seres humanos.

Un virus, múltiples daños
Al tiempo que algunos investigadores se dedicaban a aprender más acerca de la biología del virus, otros grupos apuntaban a la caracterización de síndrome congénito causado por el virus del Zika. En enero de 2016, un equipo coordinado por la médica y genetista Lavinia Schüler-Faccini, de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS), realizó una serie de análisis con algunos de los primeros niños con microcefalia relacionada con el zika nacidos en ocho estados brasileños y verificó que esa anomalía no era el único problema. Muchos de ellos presentaban otras alteraciones neurológicas, tales como calcificaciones, lisencefalia, que es la ausencia de las circunvoluciones o pliegues característicos del cerebro sano, o paquigiria, es decir, pliegues más ensanchados, aparte de un problema articular grave llamado artrogriposis.

Léo Ramos Chaves Minicerebros cultivados en la USP y utilizados en experimentos con el virus del ZikaLéo Ramos Chaves

Al final del mes de agosto, un artículo publicado online en la revista Radiology y firmado por investigadores de São Paulo, Paraíba, Río de Janeiro y Campinas mostró el resultado del estudio de 17 niños probadamente infectados por el virus del Zika durante la gestación y de otros 28 bajo sospecha de haber mantenido contacto con el virus. Todos exhibían una disminución del volumen cerebral, más pronunciada entre aquéllos en los cuales la infección había sido confirmada, de acuerdo con el trabajo, coordinado por la médica y radióloga Fernanda Tovar-Moll, docente de la UFRJ e investigadora del IDOR. En algunos casos, los investigadores verificaron que el cerebro incluso presentaba un ritmo de desarrollo normal al comienzo de la gestación, pero, con el tiempo, pasaba a crecer más lentamente.

Dos meses después, los neurólogos pediátricos André Pessoa, de Ceará, y Vanessa van der Linden, de Pernambuco, informaron sobre 13 casos de niños infectados con el virus del Zika durante el embarazo que nacieron con el perímetro cefálico en el límite y alteraciones neurológicas detectadas mediante estudios por imágenes. Algunos meses después del parto, 11 chicos exhibían cráneos menores que el tamaño esperable para sus edades: habían desarrollado microcefalia posnatal como consecuencia de la desaceleración del desarrollo del cerebro. “La ausencia de microcefalia al momento de nacer no excluye la infección congénita por el virus del Zika ni la existencia de anomalías en el cerebro o en otros órganos relacionadas con el mismo”, escribieron los investigadores en un artículo publicado en Morbidity and Mortality Weekly Report.

En la edición del 15 de diciembre de New England Journal of Medicine, la infectóloga Patrícia Brasil y su equipo de la Fiocruz de Río, en asociación con colaboradores de São Paulo, Estados Unidos, Suecia y Austria, describen el desenlace del que es probablemente el más amplio estudio de seguimiento de gestantes brasileñas con zika. En ese trabajo, presentan el resultado de las gestaciones de 186 mujeres (125 positivas para el virus del Zika y 61 negativas) de las 345 que se someten a un seguimiento en la capital fluminense desde el apogeo de la epidemia de zika en Brasil.

Pan Patrícia Garcez/ UFRJ e Idor Una neuroesfera formada con base en células sanas (a la izq.) y otra generada por células infectadas por el virusPan Patrícia Garcez/ UFRJ e Idor

De los 117 niños expuestos al virus del Zika durante la gestación y estudiados por los investigadores, sólo cuatro (un 3,4%) nacieron con microcefalia y 49, el equivalente al 42% del total, exhibieron señales de desarrollo anormal durante el primer mes de vida, casi siempre asociados con daños en el sistema nervioso central. Exámenes de imágenes mostraron calcificaciones en el sistema nervioso de varios de los 49 niños y una disminución del tamaño cerebral –no necesariamente de los cráneos–, aparte de un aumento del volumen de las cavidades (ventrículos) cerebrales. Esas alteraciones ocurrieron en bebés cuyas madres fueron infectadas al comienzo, a la mitad y al final de la gestación: una tuvo zika durante la 39a semana, poco antes del parto. Esas observaciones indican que el virus representa un riesgo para el bebé durante todo el embarazo.

Vistos en conjunto, estos resultados ayudan a explicar por qué no siempre las mujeres infectadas durante la gestación dan a luz bebés con microcefalia. En São José do Rio Preto, en el interior de São Paulo, el equipo del médico y virólogo Maurício Nogueira inició un seguimiento de 1.200 embarazadas a comienzos de 2016. De éstas, sólo 54 padecieron infección por zika. No obstante, ninguno de los bebés nació con microcefalia, aunque un 30% presentaba lesiones neurológicas. En Jundiaí, un municipio situado a 60 kilómetros de São Paulo, el grupo del pediatra Saulo Duarte Passos realiza un seguimiento con 560 gestantes desde marzo de 2016. Hasta diciembre, 265 bebés habían nacido y 33 tenían microcefalia; y sólo tres casos probadamente causados por el virus del Zika, ya que los demás se encuentran en análisis. Entre los que nacieron con la cabeza normal, algunos empezaron a exhibir alteraciones neurológicas, visuales y auditivas entre el 5º y el 6º mes de vida.

National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health Aplicación de la vacuna antizika en un voluntario, en ensayos iniciales con seres humanos realizados en Estados UnidosNational Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health

En busca de un inmunizante
En el Centro de Virología e Investigaciones de Vacunas (CVVR) de la Escuela Médica Harvard, en Estados Unidos, el grupo de Dan Barouch, del cual forma parte el inmunólogo brasileño Rafael Larocca, testeó dos fórmulas en roedores y comprobó –en colaboración con los grupos del ICB-USP– que las mismas protegían a los animales contra la infección por el virus del Zika. Dos meses después salieron los resultados de las pruebas en monos y empezaron a hacerse los ensayos clínicos en seres humanos de dos compuestos que constituyen posibles vacunas. En la actualidad existen alrededor de 30 fórmulas que se encuentran en distintos estadios de estudio. Aun cuando se muestren eficaces en seres humanos, se requerirán años hasta que estén disponibles para su aplicación en la población.

“Fue sorprendente la capacidad de respuesta de la ciencia brasileña”, afirma Rehen, director de investigación del IDOR. A su juicio, esto fue posible porque durante un período de casi 10 años hubo mucho dinero disponible para hacer investigaciones en el país, y capacidad instalada como para realizar las investigaciones. “La existencia de un problema real hace que la comunidad científica se organice en busca de soluciones”, añade. “Demostramos que es posible hacerlo.”

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