Archivo de febrero 23rd, 2018

El proyecto viroma global

Tras un paréntesis temporal, el blog de los virus emergentes vuelve a la carga. Creo que el tema elegido es muy apropiado, porque trata sobre el “Global Virome Project” (proyecto viroma global), una iniciativa que pretende cambiar nuestra forma de luchar contra las enfermedades infecciosas emergentes causantes de graves alertas sanitarias, desde la actual estrategia reactiva a una más proactiva.

La revista Science en su ultimo número (22 de  febrero de 2018), publica en su “policy forum” un artículo titulado The Global virome Project (GVP) en el que se describe un proyecto de gran envergadura dedicado a conocer la diversidad global de virus presentes en la fauna silvestre de nuestro planeta, lo que en un post de este blog hemos llamado “virosfera” y ellos llaman “viroma global” [1]. Este proyecto, promovido por la USAID (Agencia de los EE.UU. para el Desarrollo Internacional) y financiado por diversas agencias y Gobiernos, será lanzado en 2018, con un presupuesto superior  a los 1.000 millones de dólares y una duración de 10 años.

Foto Global Virome Project Science 22 feb 2018

Portada del artículo “Global Virome Project” publicado en Science (swcción Policy forum) el 22 de febrero de 2018.

Los autores, todos ellos reconocidos investigadores trabajando activamente en el mundo de la virología “prospectiva”, esto es, en el descubrimiento de nuevos virus, con potencial para afectar a la especie humana, razonan que para poder enfrentarse a las próximas amenazas víricas es necesario expandir el conocimiento sobre los virus, en especial identificar, estudiar y catalogar aquellos virus que quedan por descubrir (que todo indica que son muchísimos). Basan su razonamiento en las siguientes premisas:

Objetivo, virus zoonóticos: casi todas las pandemias recientes han sido causadas por virus de origen animal.

Solo conocemos unos pocos virus: Solo tenemos catalogados 263 virus que pueden infectar a humanos. Pero el ritmo de descubrimiento de nuevos virus, cada vez más acusado (por las nuevas tecnologías de secuenciación masiva), nos dice que hay muchos más.

El viroma global es enorme: calculan que existen 1,67 millones de virus (especies) distintos. De ellos, entre 631.000 y 827.000 virus podrían ser zoonóticos.

- Nuestra exposición a esos agentes aumenta: El ritmo de exposición a virus zoonóticos también es cada vez mayor (por el cambio global [2]).

Mejor proactivo que reactivo: Las alertas sanitarias mundiales recientes (recuérdese la crisis del Ebola en 2014-15) muestran que la adaptación a una situación de riesgo pandémico (estrategia reactiva)  es lenta e ineficiente. Mejor sería contar con medidas de lucha contra estos riesgos de antemano (estrategia proactiva).

Como precedente, el proyecto PREDICT, conducido por el mismo núcleo de científicos que lideran el GVP, con un presupuesto de 170 M$ y una duración de 8 años, puesto en marcha en 2009, desarrolló una búsqueda de nuevos virus potencialmente dañinos para el hombre en la fauna salvaje, con resultados notables. Por un lado, ha permitido identificar más de 1000 nuevos virus con potencial para afectar la salud de nuestra especie (téngase en cuenta que en la actualidad hay en total unos 4500 virus bien conocidos y clasificados, de los que solo un 5% afectan al hombre). Por otro lado, ha mejorado las infraestructuras y tecnologías a nivel global para poder detectar de forma eficaz estos nuevos virus. También ha contribuido a incrementar el conocimiento sobre los hábitats, ciclos y epidemiología básica de estos nuevos virus, desarrollando modelos que permiten potencialmente inferir el riesgo zoonótico y pandémico que pueden conllevar.

La cuestión es que el proyecto PREDICT, si bien es un magnífico punto de partida, sin embargo no ha podido abarcar más que una mínima fracción de toda la complejidad estimada que representa el conjunto de virus zoonóticos presentes sobre la tierra. Para abarcarla, los autores abogan por un cambio de escala que permitiera identificar los virus no por cientos, sino por cientos de miles. Este cambio de escala es un reto a todos los niveles, empezando por el científico-tecnológico, pero sobre todo por el económico, pues se antoja un esfuerzo descomunal. Los autores han calculado que identificar y estudiar con cierta profundidad una fracción sustancial de la diversidad de virus en la fauna silvestre de nuestro planeta costaría alrededor de 1.200 millones de dólares en un período de 10 años. Lo que no se descubriera en este empeño, razonan, sería menos importante en términos de amenaza  pues serían los más raros y de hábitats menos accesibles, y por tanto con menos probabilidad de afectar al ser humano.

El GVP es una iniciativa plenamente global que empieza a gestarse en 2016 a partir de encuentros de agencias intergubernamentales, estatales, instituciones académicas, ONGs y sector privado de Asia, África, América y Europa. Los resultados, incluyendo muestras, virus, bases de datos, metodologías, productos, información, etc,  se plantean en un contexto abierto, transparente e igualitario, dirigidos al bien público global. Entre los resultados a compartir y difundir se incluyen posibles medidas de lucha frente a los agentes descubiertos y las enfermedades producidas por éstos.

Un posible efecto no deseado es que este ambicioso –y costoso- programa “vampirice” recursos dedicados a salud pública, especialmente en algunos países donde los recursos para estos fines son escasos. Dicen sus promotores que la diversidad de tareas que implica el GVP puede amortiguar este efecto ya que fondos destinados a, por ejemplo, bioinformática, o muestreo de fauna, podrían fácilmente servir para sostener actividades del GVP. A favor del proyecto señalan, hay países  como China, con un entorno más favorable, que ya tienen programas nacionales de virómica alineados dentro del GVP.

El reto tecnológico es clave, y los autores, conscientes de ello, subrayan la colaboración internacional para superar las dificultades técnicas y logísticas de primer orden que pueden surgir a la hora de, por ejemplo, plantear la toma de muestras en fauna silvestre de lugares remotos en condiciones seguras. Redes de laboratorios trabajando ya en esta línea “Una salud” [3] y con implantación internacional (Instituto Pasteur, OMS, FAO, OIE, ONGs…) ya colaboran en la planificación de estas actividades a 10 años vista. La plataforma tecnológica para el descubrimiento de virus nuevos utilizada en PREDICT, basada en técnicas de PCR* genéricas para familias víricas relevantes no parece buena opción para facilitar el cambio de escala requerido en este nuevo proyecto. Los autores proponen explorar técnicas de secuenciación de nueva generación, o secuenciación masiva, cada vez más asequibles para analizar un gran número de muestras como plantea este programa. Sin embargo, no dan más detalles sobre esta cuestión clave, lo cual resulta sumamente relevante en relación con la viabilidad de los objetivos planteados.

Más importante aún es cómo determinar el potencial zoonótico y pandémico de cada nuevo virus descubierto. Aquí el proyecto GVP se la juega. Es previsible que se detecten miles de virus nuevos, pero eso, ¿en qué se traduce en términos de riesgo para la salud de nuestra especie? En PREDICT ya se elaboraron algoritmos que, basados en rasgos de los virus y de los hospedadores, así como en las características ecológicas de los lugares de muestreo. Estos algoritmos se usarán en el GVP para cribar aquellos virus más susceptibles de representar un riesgo. Sin embargo, aún no está bien establecido si esos algoritmos funcionan. Hay pruebas de laboratorio (estudios de receptores celulares) capaces de determinar qué virus podrían progresar en nuestra especie. Pero estos estudios, ademas de muy laboriosos y con requerimientos complejos como para abordarlo en escalas de miles de virus, no están disponibles mas que para una pequeña fracción de los virus existentes, concretamente los pertenecientes a la familia de los coronavirus (SARS, MERS…). El resto de virus permanecen huérfanos en cuanto a esta aproximación, es decir, su potencial zoonótico es, a día de hoy, impredecible. Esta es una de las principales debilidades del GVP. No obstante, a una década vista, esta situación podría evolucionar favorablemente. De nuevo, la implicación de especialidades diversas, en un espíritu “Una salud” puede jugar un papel fundamental en construir capacidades para evaluar  el potencial zoonótico/pandémico de los nuevos virus descubiertos.

Por encima de las cuestiones técnicas, la cuestión de la rentabilidad de la inversión resulta relevante. A nadie se le escapa que el coste del proyecto GVP es muy alto. Los autores del artículo razonan que el coste derivado de una epidemia es tan sumamente elevado que esfuerzos como el de este proyecto GVP claramente compensan si tan siquiera permiten mejorar la respuesta frente a una sola epidemia de cierta envergadura, cuanto más de varias. No son difíciles de alcanzar retornos del 10:1 de la inversión en estas condiciones. Pandemias de gripe representan pérdidas de cientos de miles de millones de dólares, mientras que crisis de patógenos emergentes como la del SARS produjo pérdidas que rondan entre 10 y 30 mil millones de dólares.  Cabe plantearse cuál es la mejora que representa el GVP sobre la vigilancia “tradicional” (sobre patógenos conocidos, como los virus Ébola, fiebre del valle del Rift o Crimea-Congo). Éstos representan, según los autores, un 0.1% de las amenazas víricas zoonóticas previsiblemente presentes en la fauna. Sin embargo, en la actualidad el impacto real de estas enfermedades, ya conocidas, es muy importante, probablemente más que el que puedan tener enfermedades de etiología desconocida, posiblemente causadas por patógenos por descubrir, un hecho que los autores han pasado por alto en sus cálculos.

Por supuesto, toda clase de “optimizaciones” que reduzcan costes caben en un proyecto como el GVP, desde el muestreo más o menos dirigido a determinadas especies o grupos taxonómicos con capacidad para sostener virus zoonóticos, hasta la selección geográfica de “sitios calientes” en los que históricamente se ha comprobado una especial tendencia a generar alertas sanitarias con potencial zoonótico y pandémico, o “proxys” como utilizar casos clínicos en humanos o animales domésticos para señalar regiones especialmente proclives a padecer síndromes emergentes, susceptibles a una más estrecha vigilancia, o incluso restringir la búsqueda a virus ARN [4], los cuales son la fuente causante del 94% de las alertas zoonóticas graves documentadas desde 1990 a 2010. Una reducción de costes también se espera que ocurra durante el desarrollo del proyecto al disminuir los precios de determinadas actividades como los análisis de laboratorio, la bioinformática, la logística de la recolección de muestras, etc.

Entre los beneficios que puede rendir el GVP está sin duda enriquecer drásticamente las bases de datos genéticas surtiéndolas de miles de nuevas secuencias de virus y sus datos asociados (fuente del aislamiento, especie animal, lugar geográfico, etc). Ello redundará en una mayor precisión en los análisis filogeográficos para definir el origen y evolución de los brotes epidémicos del futuro, pero también, según los autores del artículo, contribuirá a una mejor definición de estrategias de lucha antiviral (vacunas o fármacos), que abarquen más espectro de patógenos relacionados entre sí. Aunque teóricamente plausible, sin embargo esta perspectiva puede tropezar con muchos obstáculos en su desarrollo práctico, y se debe considerar como un objetivo a desarrollar a largo plazo. Más inmediato podría ser el beneficio del proyecto al señalar especies de vertebrados (mamíferos y aves son los objetivos del monitoreo) capaces de sostener virus dañinos para nuestra especie. Lo mismo puede decirse de los medios ecológicos donde se desarrollan los ciclos de transmisión naturales de estos agentes infecciosos. Todo este nuevo conocimiento puede mejorar nuestra capacidad para vigilar y predecir nuevos brotes por virus emergentes, y a evaluar las mejores medidas de bioseguridad para una producción animal  más eficiente y una mayor seguridad alimentaria.

Por lo demás, los autores señalan que este proyecto puede potenciar nuestro conocimiento sobre la biología de los virus, sus interacciones, co-evolución en los hospedadores, etc. Finalizan el artículo comparando el GVP con el proyecto genoma humano: éste catalizó una revolución tecnológica que desembocó en la era de la genómica, con aplicaciones en medicina personalizada y de precisión basada en el genoma individual. Del mismo modo, el GVP puede lanzar el conocimiento sobre enfermedades emergentes a una nueva era donde nuestra capacidad para vigilar, monitorizar y predecir brotes epidémicos y pandemias, sea tal que podamos prever las alertas sanitarias por virus emergentes y elaborar respuestas frente a ellas antes de que se produzcan.

El empeño es sin duda notable, sin embargo, algunos aspectos del mismo, tal y como están expresados en el artículo, resultan poco convincentes y generan ciertas dudas:

1. Cambio de escala: Aparte de un aumento drástico del presupuesto necesario y de que se emplearán herramientas de secuenciación de nueva generación, no se detalla cómo se va a alcanzar ese cambio de escala tan notable de tres órdenes de magnitud superior sobre el proyecto PREDICT.

2. Vampirización de fondos (escasos) para salud pública: este es un riesgo real para el que no se propone una solución clara sobre cómo evitarlo.

3. Cómo traducir la información genética obtenida (en eso consiste un viroma: en información genética de virus) en información útil para prevenir riesgos de zoonosis y pandemias. Es importante señalar que hoy dia se necesitan ensayos funcionales (laboriosos, costosos y lentos) para valorar aspectos relevantes de los virus con respecto a su capacidad zoonótica o pandémica. Los algoritmos pueden ayudar, pero claramente este aspecto clave debe desarrollarse más, en lo cual parecen confiar los autores del artículo en el plazo de 10 años que se dan para desarrollar el proyecto.

4.  Impacto real de los virus aun no conocidos: Es posiblemente cierto que solo conocemos el 0.1% de los virus zooonóticos existentes, pero no es cierto que el 99.9% del pool desconocido represente un riesgo proporcional al de los del pool “conocido”. Si esto fuera así, tendríamos 1000 veces más alertas sanitarias de etiología no resuelta que alertas causadas por virus como Ebola, Crimea-Congo, Valle del Rift, etc, y esto a todas luces no ocurre.

5. Nuevas estrategias de lucha: El arsenal de medios de lucha que poseemos en la actualidad es limitado, y sin duda el GVP promoverá el desarrollo de múltiples herramientas que mejorarán ese arsenal, como nuevos fármacos o vacunas, pero estos desarrollos siguen procesos hoy por hoy lentos y laboriosos que hacen que esta meta sea alcanzable a plazos más largos que los 10 años de duración del proyecto.

No obstante estas posibles limitaciones, el Global Virome Project representa un esfuerzo colosal que sin duda redundará en un mayor control de las enfermedades infecciosas del hombre y los animales.

 NOTAS:

[1] Viroma: conjunto de virus presentes en una muestra compleja, normalmente ambiental, por ejemplo aguas del océano o heces de vertebrados. A menudo se asocia a las tecnologías de secuencación masiva, que han permitido  identificar la presencia de múltiples virus en muestras complejas gracias a su carácter no dirigido, lo que ha dado lugar a una nueva disciplina, la virómica, equivalente en virus a otras derivadas del empleo de la secuenciación masiva, como la genómica, la proteómica o la transcriptómica.

[2] Cambio global: Impacto de la actividad humana sobre los mecanismos fundamentales de funcionamiento de la biosfera, incluidos los impactos sobre el clima, los ciclos del agua y los elementos fundamentales, la transformación del territorio, la pérdida de biodiversidad y la introducción de nuevas sustancias químicas en la naturaleza. Véase post 25-2-2012).

[3] Concepto “Una salud”: Es una estrategia para abordar temas de salud en los cuales hay que integrar diferentes disciplinas de las ciencias médicas y veterinarias, y medioambientales. Es de especial importancia en el mundo de las enfermedades infecciosas, en particular en aquellas que son compartidas entre el hombre y los animales, como son las zoonosis.

[4] PCR genérica: La PCR es una técnica muy utilizada para detectar e identificar agentes patógenos causantes de enfermedades infecciosas, entre ellos los virus. El término “PCR genérica” se refiere a PCR que se han desarrollado para detectar no ya un patógeno sino un grupo relacionado genéticamente, por ejemplo una familia de virus.

[5] Virus ARN: son aquellos virus cuyo material genético consiste en una o más hebras de ácido ribonucleico (ARN).

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