Breves en Ciencia y Tecnología

Epidemia: Bioseguridad/Nivel 4

[Parte 1]

[Outbreak: Biosafety level 4. Part 1].

 Carlos Aponte MSc. PhD.

Coordinación de Investigación

Gerencia de Docencia e Investigación

He intentado leer el pensamiento de las personas en su rostro y

adentrarme en su vida a través de sus palabras,

y lo que he encontrado esta más allá de lo imaginable.

Richard Prestón

PRECAUCIÓN

PELIGRO BIOLÓGICO

     Nivel de Bioseguridad      4

 PUERTA DE CIERRE NEUMÁTICO

DUCHA DESCONTAMINANTE

NO ENTRE SIN EL TRAJE ESPECIAL

Tarjeta de identificación, por favor (1)

Introducción

 En 1992, año de la introducción de Reston Ebolavirus- en los EEUU (2), el periodista estadounidense Richard Preston describía, en The New Yorker (3), los síntomas característicos de la infección por el virus Ebola:

 Un signo clásico de la infección por el virus Ebola…es una cierta expresión que invariablemente se extiende sobre la cara del paciente a medida que la infección progresa. El rostro deviene fijo, “inexpresivo”, “masklike” (hiponimia), parecido a un fantasma (esto en palabras de los doctores que lo han visto), con ojos muy abiertos, apagados, y hundidos. El paciente se ve y se comporta como un zombi. Esto es debido a que Ebola lesiona el cerebro de forma desconocida. La clásica expresión facial “masklike” aparece en todos los primates infectados con Ebola, tanto en los monos como los seres humanos. Ellos actúan como si ya estuviesen embalsamados aunque aún no estén muertos. La personalidad puede cambiar: los pacientes humanos devienen hoscos, hostiles, agitados o desarrollan psicosis aguda. Se conoce de algunos que escapan del hospital.

…En casos severos, Ébola destruye a tal nivel el tejido, que después de la muerte, el cadáver rápidamente se deteriora. En los monos y quizás en las personas, una especie de fusión ocurre, y el tejido conectivo del cuerpo, piel y órganos, ya salpicados de zonas muertas y calentados por la fiebre, comienza un proceso de licuefacción, y los lodos y la sangre no coagulada que corre del cadáver esta saturada de virus Ébola…

Con esta historia en la mano, Prestón escribe su best seller: The Hot Zone: A Terrifying True Story. (1). Hot Zone o Zona Caliente en la jerga militar significa mortalmente infeccioso, en sentido biológico.  En la sección titulada Proyecto Ebola/26 de septiembre de 1983, el autor refiere que

 En realidad, el Ébola no había abierto todavía ninguna brecha decisiva, irreversible, en la especie humana, pero parecía estar a punto de hacerlo. Había ido apareciendo en microbrotes en diversos lugares de África. Lo preocupante era que los microbrotes se transformaran en una inundación imparable. Si el virus mataba a nueve de cada diez personas infectadas, y no había vacuna ni cura conocida, a la vista estaba lo que podía pasar. Y podía ocurrir a escala mundial. Podía surgir de repente y suponer una amenaza para la especie humana. A Johnson le gustaba decir que no sabemos lo que ha hecho el Ébola en el pasado ni lo que puede hacer en el futuro. El Ébola era impredecible. Podía aparecer una cepa aerófila y extenderse por todo el mundo en seis semanas, lo mismo que la gripe, matando entre un tercio y nueve décimas partes de la población humana del globo, o bien podía seguir siendo eternamente un depredador oculto y situado en los márgenes que sólo se cobraba unas pocas víctimas cada vez.

 Sin embargo, ya el médico escritor, Robert Cook, en 1987, publicaba un Best Seller titulado: Outbreak (4). En el mismo prólogo de la obra se nos destaca inmediatamente un lugar: Zaire (África) y una fecha: 7 de septiembre de 1976.  Pues, ciertamente, fue en la localidad de Yambuku (Zaire, África), y en áreas aledañas a este lugar, donde se desencadena la primera epidemia reconocida de esta enfermedad.  Esta epidemia registró un total de 318 casos (20% menores de 14 años): 280 muertes y 38 supervivientes, serológicamente confirmados; mortalidad, 88% (supervivencia de 1 por cada 10 enfermos), entre los meses de septiembre y octubre de 1976 (5). La base de la diseminación del virus fueron los contacto persona/persona y la utilización de agujas e inyectadoras no adecuadamente esterilizadas. Cook nos describe los primeros síntomas de la enfermedad de la siguiente manera (4):

 Había tenido un sueño agitado y al despertarse estaba débil y vacilante. Se sentía considerablemente peor que al ser atacado por los escalofríos y la fiebre la noche anterior, una hora más o menos después de la cena. Creyó que podía ser malaria.

…

Al tercer día, John se preparaba para volver a remontar el río Zaire siguiendo los pasos de Henry Stanley cuando su salud empezó a empeorar rápidamente. Primero sintió un terrible dolor de cabeza seguido en rápida sucesión por escalofríos, fiebre, náuseas y diarrea. Con la esperanza de que se le pasara, se quedó en la tienda y tembló toda la noche soñando con su país, con sábanas limpias y un baño al final del pasillo. Tras vomitar varias veces en la oscuridad, recogió sus cosas con gran dificultad y se encaminó muy despacio al hospital de la misión. Al llegar al complejo, vomitó una sangre roja y brillante y se desplomó en el suelo de la clínica. Una hora más tarde despertó en una habitación donde había otros dos pacientes afectados ambos por una malaria que se resistía a la medicación.

Además, el médico tratante nota algo inusual respecto de la malaria: “unos curiosos síntomas adicionales: una erupción extraña en el pecho y pequeñas hemorragias superficiales en los ojos” (4).

También nos alerta de las consecuencias directas inmediatas de (para el momento) una infección viral nueva, emergente, sobre el entramado social; sólo una semana después de detectarse los primeros casos:

Al parecer, de los diecisiete miembros del personal médico, once habían muerto ya además de ciento catorce nativos. El hospital estaba cerrado ya que no había nadie en condiciones de mantenerlo en funcionamiento.

El doctor Bouchard decidió que debía declararse en cuarentena toda la zona de Bumba.(4)

Y ciertamente la Zona de Bumba, al noroeste de Zaire, fue la principal área epidémica en el Zaire de 1976. De hecho, el 3 de octubre de ese año toda la zona de Bumba, con cerca de 275 000 personas, es declarada en cuarentena (6). Bumba había sido borrada de la faz de la tierra y enviada al silencioso corazón de las tinieblas (1)

Para Cook, la epidemia de Ebola en Zaire fue el caso emblemático para comenzar su historia; para luego desplazarla a la ciudad de Los Ángeles, EEUU: “…La posibilidad de que apareciera una fiebre hemorrágica africana en el mundo desarrollado ha sido siempre nuestro temor desde que se conoció la enfermedad” (4)

Así, en los primeros días de septiembre 2014, el Presidente Obama aparece en un video divulgado por la Casa Blanca y publicado en YouTube (7) exponiendo lo siguiente:

         Hola,

Quisiera tomar unos breves momentos para hablarles directamente, a la gente del Oeste Africano, especialmente a Liberia, Sierra Leona, Guinea y Nigeria.

En nombre del pueblo americano, Uds. saben que nuestras oraciones están con aquellos que han perdido a sus seres queridos producto de esta terrible epidemia de Ebola

Junto con nuestros aliados alrededor del mundo, los EEUU esta trabajando con sus gobiernos para detener esta enfermedad.

La primera etapa de esta lucha es conocer los hechos:

Primero, Ebola no se disemina a través del aire como Influenza.

Ud. no puede infectarse a través de contacto casual, por ejemplo, sentándose al lado de alguien en el bus.

Tú no puedes infectarte de otra persona hasta que ellos muestran los síntomas de la enfermedad, por ejemplo, fiebre.

Segundo, la forma más común de infectarse con Ebola es tomar contacto con los fluidos del cuerpo de alguien enfermo, o que haya muerto por esta causa, por ejemplo, el sudor, saliva, o sangre, o también a través de algo contaminado, como una aguja.

Debido a que la enfermedad continúa propagándose cuando los pacientes están siendo atendidos en su hogar, o durante los entierros, cuando los familiares y parientes no desean dejar a sus seres queridos.

Es por ello, que los trabajadores de la salud visten con trajes de protección, como guantes y mascaras.

Por eso, si Ud. se siente enfermo y con fiebre alta, deberá buscar ayuda inmediata y adecuada, porque con el apropiado tratamiento en un centro médico, cerca de la mitad de los pacientes se recuperan, y esto es por qué, cuando alguien debe ser enterrado a causa de esta terrible enfermedad, es importante, no tocar directamente su cuerpo.

Ud puede respetar las tradiciones y honor de aquellos que amas sin arriesgar la vida de los que aun viven.

Detener esta enfermedad no será fácil, pero nosotros sabemos como hacerlo.

Uds. no están solos. Juntos, podemos tratar aquellos que están enfermos con respeto y dignidad.

Nosotros podemos salvar las vidas, y nuestras ciudades.

Podemos trabajar juntos para mejorar la salud pública y para que este tipo de epidemia no se repita de nuevo.

Para este día de trabajo, y para la construcción de una fuerte y prospera África, Uds. continuarán teniendo en mí y en EEUU, un socio

Sí, la infección por el virus Ebola, ya para esa fecha, y no en la ficción de Robert Cook, contaba en Liberia con 2081 casos totales/1137 muertes, mientras que en Sierra Leona teníamos 1424 casos/524 muertes y en Guinea 861 casos/557 muertes; Nigeria acumulaba, para el momento, 21 casos y 8 muertes y Senegal, 3 casos/ 0 muertes (5).

La infección por el virus Ébola había comenzado para el 22 de marzo de 2014, justamente, como un brote en Guinea, con 49 casos y 29 muertes (Ibid). La Organización Mundial de la Salud (OMS) lo reportaba de la siguiente manera (8):

Global Alert and Response (GAR)

Disease Outbreak News

23 MARZO 2014 – El Ministro de la Salud (MoH) de Guinea ha notificado a la OMS de un brote evolucionando rápidamente de la enfermedad por virus Ebola (EVD) en áreas forestales del sudeste de Guinea. A la fecha, 22 March 2014, hay un total de 49 casos que incluyen 29 muertes (tasa de letalidad: 59%).

El 30 de septiembre de 2014, un hombre proveniente de Liberia deviene el primer infectado por Ebola diagnosticado en un Hospital de EEUU. Liberia contaba, para el 27 de septiembre del 2014, 3458 casos/1830 muertes provocada por esta infección. (5).

Occidente parecía despertar en la pesadilla prevista por Cook y Preston.

Filoviridae 

Justamente, la historia del primero de los miembros, Marburgvirus, perteneciente a esta familia viral (Filoviridae), la relata Preston de la siguiente manera:

…El virus Marburg es un organismo africano, aunque tiene nombre alemán. Los virus reciben el nombre del lugar donde se descubren. Marburg es una antigua ciudad del norte de Alemania, rodeada de bosques y prados, donde las fabricas se agazapan entre valles verdes. El virus hizo erupción allí en 1967, en una fábrica llamada Behring Works, que produce vacunas utilizando células renales procedentes de monos verdes africanos. Behring Works importa con regularidad monos de la zona central de África. El virus llegó a Alemania escondido en alguna parte de una serie de remesas aéreas de monos, con un total de quinientos o seiscientos animales, facturadas desde Entebbe (Uganda). Tan solo dos o tres animales estaban incubando el virus. Probablemente a simple vista ni se notaba que estuvieran enfermos. En cualquier caso, poco después de su llegada a Behring Works el virus comenzó a extenderse por todos los monos y unos cuantos reventaron y se desangraron. El agente Marburg viajó sin ser visible desde el centro de África hasta Alemania, y una vez estuvo allí saltó de una especie a otra y de improviso apareció entre la población humana. Esto es un ejemplo de amplificación vírica.

Ciertamente, para ese año, Behringwerke, Marburg, Alemania, recibe unos 300 Green Vervet Monkey (Cercopiteco Verde [Cercopithecus aethiops) provenientes de la región de Lake Kyoga (Uganda), para la obtención de células de riñón de mono utilizadas en la producción de una vacuna contra el sarampión. Entre tres y nueve días después del contacto con estas muestras, el veterinario de la Compañía, un ayudante veterinario, el limpiador técnico, dos auxiliares de laboratorio, la esposa del veterinario y un científico visitante de Yugoslavia y su esposa presentaron fuertes dolores de cabeza, fiebre alta, mialgias, y malestar general, ocasionalmente vómitos incontrolables; seguido de inyección conjuntival, fotofobia y exantema generalizado, con oliguria, bradicardia, diarrea e ictericia leve; y hemorragias profusas en varios orificios del cuerpo y de la piel. Todos murieron (9). Un total de 25 personas resultaron infectadas;…Durante unos cuantos días, los médicos de la ciudad de Marburg  pensaron que había llegado el fin del mundo (1). Entre agosto y septiembre, un total de 31 casos en tres ciudades europeas fueron reportados (veinte y tres en Marburg, seis en Frankfurt y dos personas en Belgrado) (10)

Muestras diversas fueron enviadas al Microbiological Research Establishment, Estación Experimental., Porton, Inglaterra; un centro especializado en el manejo de agentes altamente infecciosos y, por tanto, peligrosos (11). Allí, experimentando en modelos animales, con:

(a)    Sangre total proveniente de pacientes en el estado agudo de la enfermedad

(b)   Suero proveniente, también, de cuatro casos en estado agudo de la enfermedad

(c)    Material orgánico de un caso fatal: hígado, bazo, riñón, cerebro, y nodo linfático.

La conclusión obtenida fue: …El agente infeccioso puede ser un organismo desconocido y estudios adicionales son ahora requeridos para elucidar la naturaleza de los gránulos intracitoplasmáticos (11). Sin embargo, no fue sino al año siguiente (1968) que un grupo del Virology Section, National Communicable Disease Center, en Atlanta, Georgia, mediante el uso del microscopio electrónico, logra identificar partículas de naturaleza viral obtenidas del sobrenadante de cultivos infectados. Partículas de apariencia cilíndrica y extremos romos, y de unos 90 – 100 nm de diámetro y 130 – 2600 nm de longitud. (12).  Ledermann (13), en un curioso artículo, lleno expresiones algo apasionadas (como aquella respecto a los murciélagos: …Los intentos fracasaron, porque hasta ahora no se han aislado de estos odiosos mamíferos volantes ni el Marburg ni el Ébola.), finaliza esta historia de una manera no menos apasionada:

Tres años de trabajo se necesitarían hasta llegar a establecer la identidad virológica de este agente y ubicarlo en la familia Filoviridae. En ese momento se cometió la injusticia de llamarlo virus de Marburg, en honor a la ciudad más afectada por este accidente de laboratorio y no virus Uganda, su lugar de origen. Este error no volvería a cometerse con el virus Ébola.

Marburgvirus, junto con Ebolavirus y Cuevavirus, constituyen el orden de los Mononegavirales, todos causantes de fiebres hemorrágicas severas. Marburgvirus son especies únicas con diferencias genéticas no mayores de 37 – 41%, (13, 14). El género Marburgvirus posee dos subespecies: Marburg virus (MARV) and Ravn virus (RAVV) (13, 14). El genoma del género Marburgvirus es un ARN de cadena única y de sentido negativo, cuyos siete productos génicos son: una nucleoproteína (NP), VP35, VP40, glycoproteina (GP), VP30, VP24, y la polimerasa (L). Marburgvirus parece estar confinado hacia el este africano, estando particularmente centrado dentro de unas 500 millas del Lago Victoria. Sin embargo, para Marzo del 2005, un brote epidémico en Uige Province al norte de Angola, demuestra la presencia de Marburgvirus al Oeste de África (14). Dentro de este brote epidémico, el género Marburgvirus mostró una alta diversidad genética total (hasta un 22%), mientras que la diferencia genética entre los virus del Este y aquellos del Oeste africano (Angola) no fueron mayores al 6.8% de diferencia nucleotídica (ibid).

Ebolavirus

 En 1976, este virus envuelto, ARN no segmentado, con apariencia filamentosa y de unos 80 nm de diámetro, constituyó la causa de los brotes epidémicos que ocurrieron simultáneamente, a solo dos meses de diferencia, en Sudan y Zaire, (6). Si bien, la tasa de mortalidad de la cepa de Sudan Ebolavirus (53%) fue dos veces más letal que la mostrada por Marburgvirus, la cepa Zaire Ebolavirus, duplicó esta cifra (88%). Fue reconocido que estos brotes fueron causados por dos diferentes subtipos de Ebolavirus. Tres especies o subtipos más se encuentran dentro del género Ebolavirus: Bundibugyo ebolavirus, Ivory Coast ebolavirus, y Reston ebolavirus (12). Hasta ahora, sólo Sudan Ebolavirus, Zaire Ebolavirus, y subtipos de Bundibugyo ebolavirus han sido implicados en brotes destacables de fiebres hemorrágicas virales (FHV). Ningún brote ha sido asociado a Ivory Coast ebolavirus, y Reston ebolavirus. Para la identificación del virus y su posterior relación con el virus de Marburg, sangre y tejidos de pacientes infectados fueron enviados a Bélgica, Inglaterra y EE.UU. Sobre rejillas cubiertas de carbono, muestras de sobrenadante de cultivos celulares infectados fueron observadas a través del microscopio electrónico. Las imágenes muestran partículas virales indistinguibles de aquellas de Marburgvirus. Sin embargo, y como lo expresa Cook (4):

Su sangre está cargada de virus..., más de mil millones por milímetro. Lo único que tuve que hacer fue poner la muestra en la centrifugadora y observarla luego con el microscopio electrónico.

-¿Pudiste determinar lo que era? -Por supuesto -respondió Tad, emocionado-. Existen sólo dos virus que tienen este aspecto, y me dio positivo en el análisis de Ébola con anticuerpos que se ven por fluorescencia indirecta. El doctor Richter tiene fiebre hemorrágica Ébola.

-Tenía -lo corrigió Marissa, fastidiada por tal despliegue de entusiasmo por parte de Tad.

-¿Acaso murió? -Sí, anoche. -No me sorprende. Esta enfermedad tiene una tasa de mortalidad de más del noventa por ciento.

-¡Dios santo!-Debe de ser el virus más mortífero que se conoce.

-Algunos le conceden al de la rabia ese dudoso honor, pero yo personalmente creo que es el Ébola. Uno de los problemas con que nos enfrentamos es que no se sabe casi nada sobre la enfermedad porque hay muy poca incidencia. A excepción de dos brotes que hubo en], es totalmente desconocida. Os costará muchísimo explicar cómo fue que apareció en Los Ángeles.

BIBLIOGRAFÍA 

1. Prestón, R. (1994). Zona Caliente. Disponible en: https://es.scribd.com/doc/14956423/Preston-Richard-Zona-Caliente        [ Links ]

2. World Health Organization (2009). WHO experts consultation on Ebola Reston pathogenicity in humans. Epidemic and Pandemic Alert and Response. Geneva, Switzerland, 1 April 2009

3. The New Yorker (2014). Takes: Richard Preston on Ebola. Disponible en: http://www.newyorker.com/news/news-desk/takes-richard-preston-ebola

4. Cook, R. (1989). Epidemia. PLAZA & JANÉS EDITORES, S. A. Travessera de Gricia, 47-49. 08021 Barcelona. España.

5.The New England Journal of Medicine (2014). Interactive Perspective/ Ebola virus diseases: Current Knowledge // Current Ebola Outbreak. Disponible:http://www.nejm.org/action/showMediaPlayer?doi=10.1056/NEJMp1410741&aid=NEJMp1410741_attach_1

6. Report of an International Commission WHO. (1978). Ebola haemorrhagic fever in Zaire, 1976. Bulletin of the World Health Organization, 56 (2): 271-293 7. 7.

7. YOUTUBE. (2014) President Obama Delivers a Message to West Africans on Ebola. Disponible en : http://www.youtube.com/watch?v=gFKMYY-2A2k

8. WHO (2014). Ebola virus disease in Guinea. Global Alert and Response (GAR). Disponible en: http://www.who.int/csr/don/2014_03_23_ebola/en/

9. Namulondo, S (2012). The Marburg virus puzzle. The Independent. Disponible en: http://www.independent.co.ug/cover-story/6728-the-marburg-virus-puzzle

10. Martini, GA. (1973). Marburg virus disease. Postgraduate Medical Journal 49, 542-546.

11. Gordon Smith C E, Simpson D I H, Bowen E T W. (1967). Fatal human disease from vervet monkeys. Preliminary communication. Lancet November 25: 119

12.  Kissling, R. E., Robinson, R. Q., Murphy, F. A., Whitfield, S. G. (1968) Agent of Disease Contracted from Green Monkeys. Science, 160, 888

13. Feldmann, H., E. Muhlberger, A. Randolf, C. Will, M. P. Kiley, A. Sanchez,and H. D. Klenk. (1992). Marburg virus, a filovirus: messenger RNAs, gene order, and regulatory elements of the replication cycle. Virus Res. 24:1–19.

14.  Towner, JS. Khristova, ML., Sealy, KL., Vincent, MJ.,. Erickson, BR., Bawiec, DA., Hartman, AL., Comer, J.,  Zaki, Sh., Ströher,U., Gomes da Silva, F.,  del Castillo, F., Rollin, PE., Ksiazek, TG., and Nichol, ST. (2006). Marburgvirus Genomics and Association with a Large Hemorrhagic. J. of Virol., Vol. 80, No. 13 p. 6497–6516.

15. Sanchez A, Khan AS, Zaki SRet al.Filoviridae: Marburg and Ebola viruses. In: Knipe DM, Howley PM, Griffin DE, et al, eds (2001). Fields Virology. 4th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 1279 –1304.