James Gathany/CDCDurante las últimas semanas, dos equipos de científicos brasileños culminaron la secuenciación del material genético del virus del Zika que se aisló en los estados de São Paulo y Paraíba. Los resultados sugieren que la variedad del Zika circulante en distintas regiones brasileñas es la misma que se identificó en la Polinesia Francesa, donde se registró un brote entre 2013 y 2014. También señalan que, probablemente, el virus se introdujo en Brasil en un único evento.
En el Instituto Adolfo Lutz, de São Paulo, el virólogo Renato Pereira de Souza y su equipo secuenciaron el material genético del virus del Zika que se extrajo de un paciente que desarrolló la enfermedad en Campinas. Ese individuo contrajo el virus cuando recibió una transfusión de sangre. El donante se enfermó unos días después y le avisó al hemocentro de la Universidad de Campinas (Unicamp), que sospechaba que se trataba de dengue. Los análisis que se efectuaron en el Adolfo Lutz descartaron el dengue y confirmaron la infección por el virus del Zika. “Los hemocentros también deberán prestar atención a este virus, puesto que muchos de los casos son asintomáticos”, dice Pereira de Souza. “En el caso en cuestión, el virus se mantuvo viable e infectó a otra persona”, relata el virólogo, uno de los coordinadores del análisis, que se efectuó con la colaboración de investigadores de la Unicamp y de la Universidad de São Paulo (USP), en Ribeirão Preto, y fue aceptado para su publicación en la revista Genome Announcements.
La secuenciación del material genético del virus reveló un genoma magro. Se trata de alrededor de 10.600 unidades (nucleótidos) que componen una cadena simple de ácido ribonucleico (ARN). Esa cinta alberga, en total, tan sólo seis genes, capaces de producir diez proteínas diferentes, y algunos genes son polivalentes. “El análisis del genoma indica que el virus proviene de un linaje muy cercano al que circuló en la Polinesia Francesa y en la Isla de Pascua”, comenta Pereira de Souza.
En la Universidad Federal de Río de Janeiro, el virólogo Amilcar Tanuri y su equipo también secuenciaron el genoma del Zika que se extrajo del líquido amniótico de dos gestantes que tuvieron bebés con microcefalia en el estado de Paraíba. Las conclusiones son las mismas. “No me cabe duda de que se trata del mismo linaje de la Polinesia”, sostiene Tanuri. Según el virólogo carioca, la diferencia entre el material genético del virus circulante aquí y el de allá es mínima, de unos veinte nucleótidos y solamente uno de los 3.500 aminoácidos (las unidades formadoras de proteínas). Semejante similitud, según Tanuri, indica que el virus se está propagando muy rápidamente y se introdujo en una sola ocasión en Brasil. El investigador incluso comenta que el Zika secuenciado en Río de Janeiro presenta una gran similitud con el virus del dengue, especialmente el serotipo 4, algo que podría dificultar el desarrollo de un kit de diagnóstico que detecte específicamente los anticuerpos contra el Zika. “Tendremos que sortear esa similitud a la hora de elaborar el test”, dice.
LÉO RAMOSUn embrión de gallina…LÉO RAMOS
De Brasil al mundo
Al virus que espanta al mundo con la amenaza de la microcefalia le llevó casi 70 años atravesar la mitad del globo. Pero en poco tiempo adquirió un potencial explosivo para diseminarse. Su capacidad de propagación parece haber aumentado en los últimos tiempos, especialmente después de su arribo a Brasil, donde, según estimaciones del gobierno, ya ha infectado a entre 440 mil y 1.300.000 personas.
Las adaptaciones que sufrió el virus durante su viaje saliendo de África, aparentemente propiciaron su reproducción en el organismo humano. Esta característica, que se suma a la alta movilidad de la población actual y al hecho de que el virus se instala a menudo en la sangre humana sin ser detectado (en el 80% de los casos, la infección no provoca síntomas), está transformando al Zika en un dolor de cabeza internacional. En un breve artículo presentado en la edición del 23 de enero de la revista Lancet, una de las más importantes del área médica, un grupo de investigadores de Canadá, Estados Unidos e Inglaterra, prevén un escenario de rápida difusión del virus del Zika por regiones con elevada concentración de habitantes en América y Europa.
El equipo encabezado por el médico Kamran Khan, infectólogo de la Universidad de Toronto que investiga cómo propagan las enfermedades los viajeros, se valió de un modelo matemático que reproduce los brotes del dengue para calcular la capacidad de difusión del zika. Los investigadores alimentaron el modelo con informaciones sobre las áreas donde habitan actualmente los mosquitos del género Aedes, que, además del virus del Zika, también transmiten los virus de la fiebre amarilla, del dengue y del chikunguña, así como las regiones con clima favorable para la proliferación de esos insectos. Con estos datos, ahora tienen una idea de dónde habría condiciones propicias para la propagación del zika, en caso de que el virus arribase allí.
En una etapa posterior, los científicos tuvieron que calcular la probabilidad de que el virus llegue a las regiones donde habita su transmisor ‒el Aedes aegypti‒, en América y en África, y el Aedes albopictus, en Asia y Europa. Para lograrlo, mapearon el destino internacional de las personas que, durante el período comprendido entre septiembre de 2014 y agosto de 2015, visitaron regiones de Brasil donde se registraban contagios de zika.
En ese período, casi 10 millones de personas viajaron al exterior partiendo de 146 aeropuertos brasileños emplazados en áreas donde circulaba el virus. Alrededor de 6,5 millones de personas (el 65% del total) se trasladaron a países de América del Sur y del Norte. Otro 27% viajó hacia Europa, y un 5% se dirigió a Asia. Estados Unidos, sólo, ha recibió a 2,8 millones de personas provenientes de Brasil, mientras que Argentina acogió a 1,3 millones y Chile, a 614 mil. En Europa, los destinos más frecuentes fueron: Italia, Portugal y Francia, donde cada uno recibió a 400 mil personas. Algunas decenas de miles también viajaron a Asia, en particular, a China, y a África, principalmente hacia Angola.
Este panorama preocupa a las autoridades sanitarias por diversas razones. En primer lugar, porque algunas de las regiones que recibieron a los viajeros albergan una elevada concentración de habitantes. “Más del 60% de la población de Argentina, Italia y Estados Unidos habita en regiones propicias para la transmisión estacional del virus”, escribieron los investigadores. En México, Colombia y también en Estados Unidos, hay entre 23 y 30 millones de habitantes que se encontrarían en áreas donde el riesgo de transmisión es permanente, en las cuales los insectos pueden propagar el virus durante todo el año.
El segundo motivo de inquietud radica en que el Zika parece haber adquirido la capacidad para infectar con mayor facilidad al organismo humano en el extenso y lento tránsito que realizó en Asia, desde que salió de los bosques de Uganda aproximadamente en 1945, hasta arribar a la Polinesia Francesa en 2013, desde donde llegó a Brasil. En esa travesía, recientemente mapeada por el biomédico Caio de Melo Freire, de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), junto a colegas de la USP y del Instituto Pasteur, en Senegal, el virus se humanizó. Esto quiere decir que algunos de sus genes poseen ahora la fórmula para elaborar proteínas más compatibles con el organismo humano, lo cual facilita la infección (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 239). “Esto podría haber ocurrido porque en el curso de su viaje, el virus circuló entre pocos vectores, probablemente, el ser humano y el insecto”, explica el biólogo Atila Iamarino, coautor del estudio, quien es miembro del equipo de la USP y que también se dedica a la divulgación científica. Además, junto a la zoóloga Sônia Carvalho Lopes, coordinó la producción de un material que se encuentra disponible en el sitio web Wikiversidade, con orientaciones para que los docentes de la enseñanza básica y media puedan ayudar a sus alumnos a desmentir rumores sobre el zika que se difunden por internet.
A medida que el virus avanza, científicos de todo Brasil prosiguen con sus estudios para intentar comprender qué provoca el Zika en el organismo humano y cómo es que causaría los casos de microcefalia que se le atribuyen. Desde el 22 de octubre de 2015 hasta el 30 de enero de este año, el Ministerio de Salud registró el nacimiento de 4.783 bebés que, se sospecha, padecen microcefalia (antes de la epidemia de zika, no era obligatorio informarlo).
De los 1.113 casos que se analizaron, 404 ya se confirmaron. Esos bebés tienen, efectivamente, el cerebro demasiado pequeño para su edad y, además de los síntomas clínicos, exhiben señales de lesión cerebral compatibles con las de una infección adquirida en el curso del embarazo (congénita). Hasta ahora, sin embargo, sólo se logró comprobar la infección por Zika en 17 de los 404 casos de microcefalia. En los restantes 387 casos, se depende de la realización de pruebas inmunológicas, aún no disponibles, para descartar terminantemente esa asociación.
Ângela Costa y Murilo Carvalho/ lnbio…y otro de pez cebra: modelos para el estudio del desarrollo del sistema nervioso centralÂngela Costa y Murilo Carvalho/ lnbio
Un síndrome congénito
Algunos grupos intentan realizar una mejor caracterización de los problemas que presentan los hijos de madres posiblemente infectadas por el virus. Con la coordinación de la médica y genetista Lavinia Schüler-Faccini, de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul, expertos en anomalías congénitas de diversas instituciones brasileñas realizaron exámenes clínicos, genéticos y por imágenes en 35 niños con microcefalia relacionada con el zika nacidos en ocho estados brasileños, entre los que figura São Paulo. “Los análisis permitieron descartar enfermedades genéticas o infección a través de otros agentes conocidos que causan microcefalia”, comenta Schüler-Faccini.
A partir de esos análisis, comenzó a emerger un patrón de alteraciones típico de las infecciones causadas por virus durante la gestación. Si bien no se comprobó que las madres hayan sido infectadas por el virus, el 74% de ellas presentó síntomas compatibles con la fiebre del Zika durante el embarazo, tales como manchas rojas con comezón, fiebre tenue y dolor en las articulaciones, la mayoría de ellos, durante el primer trimestre de gestación, cuando el feto atraviesa una fase acelerada de su desarrollo. De los 35 bebés que se estudiaron, 25 (el 71% del total) padecían microcefalia grave, con un perímetro del cráneo inferior a 31 centímetros al nacer.
Los 27 bebés a los que se les efectuaron exámenes por imágenes presentaban alteraciones neurológicas. Lo más común eran las calcificaciones, pequeños nódulos que funcionan como una especie de cicatriz en el tejido cerebral. Uno de cada tres niños presentaba lisencefalia ‒ausencia de las circunvoluciones características del cerebro sano‒, o paquigiria, que son pliegues más alargados. Estas últimas alteraciones, más graves, sugieren que la infección se produjo en una etapa precoz del desarrollo.
Cuatro de los bebés desarrollaron un problema articular grave, la artrogriposis. Esta enfermedad, que dificulta el movimiento de las articulaciones, se manifestó fundamentalmente en las rodillas, las caderas y los codos y, a juicio de Schüler-Faccini, podría significar que el bebé no se movía mucho durante el desarrollo intrauterino a causa de las lesiones neurológicas. “Hemos analizado otros 15 casos y el patrón que observamos siempre es muy similar, lo que abona la hipótesis de que la infección por el Zika no provoca solamente microcefalia, sino también un nuevo síndrome, tal como ya propusieron algunos investigadores”, comenta la genetista, quien presentó los resultados en un artículo publicado en la edición del 22 de enero de la revista Morbidity and Mortality Weekly Report.
La caracterización de los daños asociados al zika resulta fundamental para encauzar el trabajo de otros grupos que tratan de esclarecer los mecanismos biológicos inherentes a la microcefalia. En el marco de una nueva iniciativa de estudio del virus que organizó Kleber Gomes Franchini, del Laboratorio Nacional de Biología (LNBio) del Centro de Investigaciones en Energía y Materiales (CNPEM), el médico e investigador José Xavier Neto y su equipo de Campinas se proponen inocular el virus en embriones de ratones, gallinas y peces cebra con diferentes edades.
En los vertebrados, el amplio grupo zoológico que incluye desde peces hasta mamíferos (incluidos los seres humanos), la formación y el desarrollo de los órganos del sistema nervioso central siguen una secuencia de pasos conocidos y estandarizados. Las interferencias en diferentes etapas generalmente conducen a distintas alteraciones en la estructura cerebral, lo cual permite prever la acción del virus. “Previamente”, explica Xavier Neto, “deberemos verificar cuál es el modelo biológico más adecuado para el estudio de la infección”.
El investigador pretende analizar las alteraciones a nivel celular y genético. El modelo que se observó en los casos de microcefalia asociados al virus del Zika sugiere que podrían producirse interferencias tanto en la multiplicación de las células como en la fase de migración, en la cual éstas se desplazan periféricamente hasta las posiciones que ocuparán en el cerebro fetal, un fenómeno que ocurre durante el segundo trimestre de la gestación. “La información que va surgiendo es mucha y todavía hay que determinar qué es lo más importante”, dice Xavier Neto. En sus experimentos, el científico utilizará muestras del virus que se está cultivando en el laboratorio de Lucio Freitas Júnior, también del LNBio. Éste, a su vez, está desarrollando ensayos de selección para la búsqueda de nuevos compuestos que puedan utilizarse en el tratamiento de las infecciones por Zika.
Letícia Gushi/UnespColonias de bacterias del género Bacillus…Letícia Gushi/Unesp
El virus y el mosquito
Mientras algunos investigadores mapean los daños que produce el virus en el organismo humano, otros buscan formas de reducir o incluso de bloquear la transmisión del virus por el mosquito. En la Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Botucatu, el biólogo Jayme Souza-Neto está empezando a investigar cuáles son los factores que tornan al Aedes más susceptible de infectarse con el Zika. En ese trabajo, se propone valerse de lo que se ha aprendido durante los últimos años al respecto de la interacción entre el mosquito y el virus del dengue.
Años atrás, durante su posdoctorado en la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, Souza-Neto comenzó a notar que las bacterias que componen la microbiota intestinal y naturalmente se encuentran en el sistema digestivo del insecto, en algunos casos lo protegen contra el virus del dengue. Ese efecto se hizo evidente cuando los investigadores trataron a una población de mosquitos con antibióticos ‒alterándoles su microbiota intestinal‒ y comprobaron que se infectaban más fácilmente con el virus que aquéllos que mantenían su microbiota intacta.
En un desglose de ese trabajo, Souza-Neto constató que algunos grupos de bacterias desempeñarían un efecto más protector que otros. Las hembras de Aedes a las que se alimentó con una mezcla de sangre y una alta concentración de ciertos grupos de bacterias ‒por ejemplo, las bacterias del género Paenibacillus y Proteus‒ presentaban una cantidad menor de copias del virus en los intestinos. Además de estimular el sistema biológico del insecto, algunas de estas bacterias, tal como ya se sabe, actúan directamente sobre el virus, inhibiendo su replicación. “Como el virus del dengue y el de la fiebre del Zika son evolutivamente muy próximos, es posible que algunas variedades de bacterias que actúan contra uno también funcionen contra el otro”, dice Souza-Neto. De mostrarse exitosa esta estrategia para combatir al virus, podría sumársela al combate contra el propio mosquito que, por el momento, es la forma más eficiente de evitar el avance del zika.
Más allá de buscar maneras de evitar que el mosquito se infecte con el virus, impidiéndole al insecto la transmisión, Souza-Neto pretende comparar la eficiencia del Aedes aegypti en la propagación del virus del dengue con la de la diseminación del Zika. Este trabajo lo llevará a cabo en colaboración con el equipo de la entomóloga Margareth Capurro, de la USP, y podría ser de ayuda para explicar por qué este virus parece dispersarse más rápidamente que aquél. En el marco de un proyecto que desarrollará junto a científicos del Imperial College de Londres, se propone incluso verificar si el Aedes albopictus, común en Europa y detectado en algunas regiones boscosas en Brasil, también puede ser un buen vector del Zika.
En forma simultánea con los estudios a largo plazo, Souza-Neto se ocupará de una labor de impacto inmediato. Tal como lo harán otros equipos de la Red Zika, su grupo de trabajo con sede en Botucatu realizará una búsqueda activa de mosquitos en las áreas donde hay casos con sospecha de la enfermedad. “De esta manera, esperamos conocer la cantidad de mosquitos infectados en el ambiente y la cepa del virus circulante”, comenta el biólogo, quien trabajará junto a Margareth Capurro y Lincoln Suesdek, del Instituto Butantan, ambos integrantes de la red de investigaciones que comenzó a estructurarse en São Paulo en el mes de diciembre, y que ahora ganará en eficiencia, con una gestión optimizada.
Letícia Gushi/Unesp…y Microbacterium: test para evaluar si eliminan al virus del ZikaLetícia Gushi/Unesp
Una red más eficiente
En el marco de una reunión que se realizó a comienzos del mes de febrero en el Consejo de Rectores de las Universidades Estaduales Paulistas (Cruesp), los prorrectores de Investigación de la USP, Unicamp y Unesp, les propusieron a los líderes de la Red Zika la creación de una estructura que permita optimizar el uso de los recursos disponibles y coordinar la interacción entre esas universidades y otras instituciones del país y del exterior, además de acelerar el acceso a un mayor presupuesto para la investigación. Esta estructura estará compuesta por un comité científico y otro consultivo, ambos integrados por miembros de las tres universidades, además de un vocero, que oficiará como interlocutor ante los medios de comunicación.
El objetivo, según los prorrectores, consiste en diseñar un programa de acción que conduzca con mayor premura a la comprensión de cómo actúa el virus en el organismo humano, al desarrollo de test de diagnóstico más eficaces, a la producción de un suero o una vacuna contra el virus y, además, al control del vector. En primera instancia, se efectuará un censo de todos los científicos de la red y de sus áreas de actuación. “Con ello, pretendemos tener más claro el panorama con el que estamos trabajando, para verificar los recursos disponibles y cuáles tendremos que conseguir, incluso en el exterior”, dice Maria José Giannini, prorrectora de Investigación de la Unesp. “Ése será un intento por lograr que las mencionadas colaboraciones obtengan resultados con mayor rapidez en un tema que se ha transformado en una urgencia nacional e internacional”, añade.
“Esta coordinación quizá no había sido necesaria hasta ahora”, dijo el prorrector de Investigación de la USP, José Eduardo Krieger. “No obstante, ahora hemos percibido que se tornó necesaria para que la red gane en eficiencia”. En su opinión, tal estructuración permitirá aprovechar mejor los recursos y la infraestructura de las tres universidades. “Todavía no se habían integrado las capacidades internas de cada institución y podría haber otros grupos trabajando en forma aislada sobre un mismo tema”, comenta Glaucia Pastore, prorrectora de Investigación de la Unicamp. “En esta instancia de emergencia, necesitamos un nuevo modelo de trabajo, donde el desempeño sea complementario para superar los obstáculos más rápidamente”.
El director científico de la FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz, estuvo presente en la reunión y les solicitó a las tres universidades que preparen un programa con propuestas, metodologías y objetivos, que pueda remitirse a algunas fuentes de financiación. “Lo que pretendíamos era contar con un nuevo programa subvencionado por la FAPESP, enfocado en una mejor comprensión, principalmente del virus del Zika, pero también, en relación con el dengue y el chikunguña”, dijo Brito Cruz. “Tendremos más reuniones al respecto”.
Proyecto
Caracterización de los mecanismos de acción antidengue mediados por la microbiota intestinal de poblaciones naturales del mosquito Aedes aegypti (nº 2013/11343-6); Modalidad Programa Jóvenes Investigadores; Investigador responsable Jayme Augusto de Souza Neto (IBTec-Unesp); Inversión R$ 1.843.243,92
Artículos científicos
CUNHA, M. S. et al. First complete genome sequence of zika virus (Flaviviridae, Flavivirus) from an autochthonous transmission in the Americas. Genome Announcements. En prensa.
SCHÜLER-FACCINI, L. et al. Possible association between zika virus infection and microcephaly – Brazil, 2015. Morbidity and Mortality Weekly Report. 22 ene. 2016.
BOGOCHI, I. I. et al. Anticipating the international spread of zika virus from Brazil. Lancet. v. 387, p. 334-5. 23 ene. 2016.
OLIVEIRA MELO, A. S. et al. Zika virus intrauterine infection causes fetal brain abnormality and microcephaly: tip of the iceberg? Ultrasound Obstretics and Gynecology. v. 47. p. 6-7. 2016.
VENTURA, C. V. et al. Zika virus in Brazil and macular atrophy in a child with microcephaly. Lancet. v. 387. p. 228. 23 ene. 2016.
