¿Por qué la deforestación abre la puerta a nuevas enfermedades?
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Foto: Jorge Contreras.

¿Por qué la deforestación y la pérdida de especies abren la puerta a nuevas enfermedades?

Fragmentar ecosistemas y perder diversidad de especies son factores que contribuyen a crear “zonas de riesgo”, en donde se incrementa la posibilidad de tener brotes de enfermedades causadas por diversos patógenos.
Foto: Jorge Contreras.
Por Thelma Gómez Durán/Mongabay Latam
11 de abril, 2020
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A principios de la década de los noventa, en el área donde se unen las cuatro esquinas de Arizona, Nuevo México, Utah y Colorado comenzaron a presentarse casos de una enfermedad que, hasta ese momento, no se había reportado en el continente americano.

Los epidemiólogos no encontraban el origen y por ello buscaron a especialistas de diferentes áreas. Fueron los biólogos quienes identificaron que el Síndrome Pulmonar por Hantavirus es una enfermedad infecciosa causada por un virus que, originalmente, solo se encontraba en algunas especies de roedores, pero que ahora también afecta a los humanos.

El investigador mexicano Gerardo Suzán Azpiri, quien realizó su doctorado en biología en la Universidad de Nuevo México, recuerda este capítulo de la ciencia para ilustrar cómo se fueron colocando los cimientos de lo que hoy se conoce como ecología de la enfermedades.

Esta disciplina, entre otras cosas, busca utilizar las herramientas de diversas especialidades científicas para identificar qué detona la expansión de patógenos, en especial virus y bacterias. “Vemos a la enfermedad como un fenómeno natural que tiene una explicación ecológica y una explicación evolutiva”, explica el doctor Suzán.

Quemas y vías en medio de la Amazonía. Foto: Fundación para la Conservación y el Desarrollo Sostenible (FCDS).

Quienes se dedican a la ecología de las enfermedades tienen cada vez más evidencias científicas que les permiten señalar que la deforestación, la fragmentación de hábitats y la pérdida de diversidad aumenta la presencia de patógenos emergentes, causantes de importantes problemas de salud pública.

“Estamos viendo que las dinámicas de muchos patógenos están cada vez más relacionadas con los cambios drásticos que estamos haciendo al ambiente, como la deforestación, la contaminación, la invasión de zonas naturales o la pérdida de diversidad”, explica en entrevista el doctor Gerardo Suzán Azpiri, investigador del Laboratorio de Ecología de Enfermedades de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la UNAM y quien fue presidente de la Wildlife Disease Association (WDA) para Latinoamérica entre 2017 y 2019.

Un concepto que toma fuerza

Desde mediados de la década de los años noventa, quienes impulsaron la ecología de las enfermedades advertían que la fragmentación de ecosistemas y la pérdida de diversidad de especies aumentan los riesgos para la salud no solo de la vida silvestre, también para los humanos.

Incluso, en ese entonces, varios científicos —sobre todo biólogos— comenzaron a hablar de un concepto hoy conocido como “efecto de dilución”.

El doctor Suzán explica que cuando existe un ecosistema que no ha sido perturbado, en donde coexisten en forma equilibrada la fauna y la flora del lugar, los patógenos están diluidos y, por lo tanto, no tienen condiciones para generar brotes de enfermedades.

En 2013, investigadores de la Universidad Estatal de Oregon, en Estados Unidos, encontraron que una menor diversidad de especies de anfibios provocaba que se transmitiera con mayor facilidad una enfermedad provocada por el hongo B. dendrobatidis. En la imagen, una rana Gastrotheca excubitor afectada por este padecimiento. Foto: Emmanuele Biggi.

Pero cuando se deforesta y fragmenta un ecosistema, hay especies —que junto con sus patógenos— comienzan a dominar; es ahí en donde se crea una zona de riesgo para el brote de una enfermedad.

El investigador mexicano, quien es miembro del Comité Científico de Especies Invasoras de CONABIO, menciona uno de los ejemplos que ya se han documentado: en donde existe fragmentación de ecosistemas y deforestación aumenta la presencia de ciertas especies de roedores portadoras de hantavirus. “Entre más diversidad de roedores se tienen en un ecosistema, disminuye la prevalencia del virus. La misma diversidad de especies —resalta Suzán— hace que ciertas cepas de virus se vayan regulando. Cuando se pierde la diversidad de especies se disparan las infecciones”.

La pérdida de diversidad no solo se ha relacionado con brotes de hantavirus, también con otros padecimientos como la enfermedad de Lyme, provocada por una bacteria que se adquiere por la picadura de una garrapata infectada y que afecta a humanos, ratones y ciervos.

El doctor Suzán aclara que el “efecto de dilución” se considera aún una hipótesis. Pero también resalta que este concepto ha tomado más fuerza en los últimos años.

El doctor Rodrigo Medellín, investigador del Instituto de Ecología de la UNAM, es una de las voces científicas que consideran que “el efecto de dilución nos ha demostrado que es más universal de lo que hubiéramos pensado”.

El efecto de dilución —apunta Medellín— no solo se puede aplicar para explicar la mayor prevalencia de virus, también se ha documentado con parásitos que causan leishmaniasis o la enfermedad de Chagas.

Conservar especies en sus hábitats

En momentos en los que el mundo enfrenta la pandemia del COVID-19, en donde aún no hay claridad sobre cómo se originó el virus SARS-CoV-2, científicos dedicados a estudiar la ecología de las enfermedades, pero también aquellos enfocados a la conservación de la biodiversidad coinciden en la necesidad de reflexionar sobre cómo la salud de los humanos depende, en gran medida, de la salud de los animales y de los ecosistemas.

Los científicos señalan que en los últimos años son cada vez más recurrentes los episodios de zoonosis, enfermedades que se transmiten de animales a humanos.

Desde hace tiempo los científicos dedicados a estudiar las zoonosis y la ecología de las enfermedades advertían de la importancia de combatir el tráfico de especies silvestres, la pérdida de diversidad y la fragmentación de hábitats.

“Lo habíamos dicho cuando se presentaron brotes de enfermedades —como el SARS, el hantavirus, dengue o el zika— en ciertas regiones”, recuerda Suzán.

La doctora Selene Zárate, miembro de la Sociedad Mexicana de Virología y especialista en evolución, diversidad y dinámica de virus, también coincide en que existe suficiente evidencia que muestra que la deforestación influye en la expansión de brotes de diversas enfermedades, entre ellas las transmitidas por insectos.

El calentamiento global —resalta Zárate— es otro factor que contribuye a incrementar los problemas de salud pública. “Se ha documentado la presencia de mosquitos —que transmiten dengue u otras enfermedades— en lugares en donde antes no se encontraban”.

Deforestación provocada por el avance de la minería ilegal en Madre de Dios, Perú. Foto: Jason Houston/CINCIA WFU.

Al igual que otros científicos, la veterinaria e investigadora de Wildlife Conservation Society (WCS-Colombia), Luz Dary Acevedo, resalta que existe evidencia científica que muestra el vínculo entre la deforestación y actividades que cambian el uso del suelo con el aumento de enfermedades como la malaria, la leishmaniasis o la enfermedad de Chagas.

“Estamos acabando con el hábitat y con poblaciones de especies silvestres que son reservorios de varias enfermedades”,  señala Acevedo, quien también menciona que se ha demostrado que cuando se extrae a una especie de la vida silvestre, algunos de sus parásitos —con los que se encontraba en balance— “toman ventaja”.

La investigadora de WCS pone el ejemplo de una especie que ha estudiando en los últimos años: el tití gris (Saguinus leucopus), primate endémico de Colombia que enfrenta la fragmentación de su hábitat y que se extrae de la naturaleza para comercializarlo ilegalmente como mascota.

Lee el reportaje completo 

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Mutaciones del coronavirus: ¿cómo será su evolución?

Expertos explican la importancia de conocer las mutaciones del SARS-CoV-2 no sólo para hacer una vigilancia genómica de la pandemia, sino también para conocer el impacto que pueda tener la evolución del virus sobre ella.
19 de agosto, 2021
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Las mutaciones de los virus ocurren por errores al azar en la replicación de su genoma cuando se multiplican dentro de la célula. Esos errores generan la diversidad biológica necesaria para que sobre ella actúe la selección natural.

Los virus no tienen voluntad ni controlan sus mutaciones, pero el proceso evolutivo siempre da como resultado una mejor adaptación al medio. En este caso, a nosotros.

¿Cómo actúa la selección natural sobre el SARS-CoV-2? Básicamente de dos formas: o bien hace desaparecer mutaciones que son deletéreas o perjudiciales o bien selecciona mutaciones favorables porque tienen un valor adaptativo.

Conocer las mutaciones del coronavirus SARS-CoV-2 es interesante para realizar una vigilancia genómica de la pandemia, pero también para conocer el impacto que pueda tener la evolución del virus sobre ella.

Evolución del SARS-CoV-2 a lo largo de la pandemia

Desde que el SARS-CoV-2 realizó el salto a nuestra especie ha acumulado más de 12.700 mutaciones. La mayoría no tienen consecuencias biológicas. Otras han dado lugar a nuevas variantes. Algunas de ellas se denominan variante de interés (VOI) o de preocupación (VOC).

  • Variante de interés (VOI): variante del SARS-CoV-2 que porta cambios genéticos que pueden causar una enfermedad más severa, escapar al sistema inmune, afectar al diagnóstico de la enfermedad o a su transmisibilidad, provocando transmisión comunitaria en varios países, aumentando su prevalencia con un impacto notable sobre la salud pública.
  • Variante de preocupación (VOC): es una VOI que haya demostrado una mayor transmisibilidad, peor pronóstico, mayor virulencia o una menor eficacia de las medidas de salud pública, incluidos los tratamientos conocidos y las vacunas.

Al inicio de la pandemia (antes de febrero de 2020), cuando todavía no se tenía un control sobre la transmisión comunitaria del virus, hubo un periodo de rápida diversificación genética del virus coincidente con su transmisión en cada región geográfica.

Ilustración de anticuerpos atacando el SARS CoV-2.

Science Photo Library
Ilustración de anticuerpos atacando el SARS CoV-2.

A partir de marzo de 2020, con la llegada de los confinamientos en casi todo el mundo, ocurrió una extinción masiva y una homogeneización de mutaciones (variantes). Los confinamientos frenaron la expansión de algunas variantes.

Tras la relajación de las restricciones, se produjo una nueva diversificación, esta vez de forma más progresiva. Esta fase de la evolución del coronavirus tuvo un importante componente geográfico, donde la aparición de mutaciones y variantes se agruparon por regiones geográficas.

¿Qué hubiese pasado sin confinamientos? No lo sabemos, pero posiblemente habría ocasionado una mayor y más rápida diversificación de las mutaciones.

Y, por tanto, la aparición de un mayor número de variantes. La evolución del virus se habría acelerado y con ella su adaptación al ser humano. Esto hubiera sucedido con un alto coste en vidas y pérdida de salud para millones de personas.

Selección convergente

Hasta la fecha han aparecido más de 100 mutaciones que dan lugar a cambios en la secuencia de aminoácidos de las proteínas del virus.

Científico

Getty Images

Algo a tener en cuenta es que algunas de estas mutaciones han surgido recurrentemente durante la pandemia en diferentes variantes o linajes a lo largo de todo el planeta de una manera completamente independiente.

Esto indica que hay una fuerte presión selectiva actuando sobre dichas posiciones: es lo que se conoce como convergencia evolutiva. El virus encuentra una y otra vez las mismas soluciones (mutaciones) para adaptarse mejor al ser humano y asegurar su supervivencia.

También pueden ocurrir mutaciones que suponen una desventaja para la supervivencia o replicación del virus. Esto es una selección purificante.

Por ejemplo, una mutación que sea reconocida por determinado tipo de anticuerpo muy prevalente en una población hará que esa variante desaparezca en favor de otras que no la tengan. Esos casos son difíciles de detectar sin una secuenciación de todos los casos de la población.

Hay tres posiciones en el genoma que han sufrido mutaciones claves en la evolución de la pandemia hasta la fecha. La primera es la mutación D614G en la proteína de la espícula. Las otras dos son la R203K y la G204R, que han ocurrido en la proteína de la nucleocápside del virus.

Mutaciones relevantes en la espícula

La espícula del virus es la llave que abre la entrada a la célula humana. Así que no es de extrañar que haya habido una selección positiva en el sitio de unión al receptor, favorecida por aquellas mutaciones que son más eficientes en la infección.

La mutación D614G apareció hacia febrero de 2020. Esta mutación se ha detectado en la variante alfa, contribuyendo a su expansión a otras zonas geográficas, principalmente europeas en su inicio. Pero también surgió en prácticamente todas las variantes de interés como la beta y la delta.

Virus

Getty Images
La mutación D614G se sitúa dentro de la proteína espiga, la que el virus utiliza para penetrar en nuestras células.

Curiosamente, este sitio es más propenso a cambios, y la mutación podría ser debida a múltiples ganancias del aminoácido ácido aspártico, para una posterior pérdida y substitución por la glicina.

Algunas regiones del genoma son más susceptibles a mutaciones que otras. Por ejemplo, en el sitio de unión de la espícula han aparecido otras 31 mutaciones.

Las diferentes variantes se determinan en función de estas mutaciones. Son una huella de selección que aparecen en los diferentes linajes del virus.

Otras mutaciones de la espícula que han aparecido en las VOC son la N501Y y la E484K, que se ha asociado con una disminución de la respuesta de los anticuerpos neutralizantes.

Estas mutaciones indican una rápida adaptación del virus a los humanos, permaneciendo aquellas que facilitan el contagio entre personas, y su entrada en las células humanas.

Mutaciones en la nucleocápside

Si la espícula es la llave de entrada a la célula, la nucleocápside es la armadura que protege su información dentro de la célula y asegura su transcripción.

La región que codifica para la proteína de la nucleocápside parece acumular la mayor proporción de mutaciones positivas en el genoma del SARS-CoV-2, como la R203K y la G204R. Las mutaciones que ayudan a proteger este material genético del virus proporcionan una ventaja evolutiva.

Aunque la nucleocápside ha recibido menos atención que la proteína de la espícula, parece desempeñar un papel fundamental en la evolución del virus y su adaptación para sobrevivir en las células humanas.

Es previsible que se sigan acumulando mutaciones en esta región del genoma a lo largo de la pandemia. Estas mutaciones tendrán como resultado una replicación más eficiente en nuestras células.

Futuro de la evolución del SARS-CoV-2

En el año y medio que ha pasado de pandemia, el SARS-CoV-2 está adaptándose a los humanos, así como a diferentes especies animales. Las principales mutaciones están favoreciendo la transmisibilidad, sobre todo en su rapidez (selección positiva). En menor medida están favoreciendo la resistencia a la inmunidad (selección negativa).

Científicas

Getty Images

La transmisibilidad del virus es alta en comparación con otros virus respiratorios, lo que juega a favor de su supervivencia, al igual que su ventana de contagio relativamente amplia en algunos infectados asintomáticos o presintomáticos. Aunque la mortalidad es relativamente baja en el conjunto global de la población, el virus es capaz de saturar el sistema sanitario y tener una alta letalidad en grupos de edades avanzadas.

Las tasas de letalidad globales del virus no son determinantes en la supervivencia del SARS-CoV-2, ya que las principales tasas de ataque ocurren en estadios menos graves de la enfermedad. Esta circunstancia hace que la evolución del coronavirus no esté determinada por lo que ocurre tras el proceso de infección, en el curso de la enfermedad y la subsiguiente convalecencia en el hospedador.

Por tanto, es poco probable que ocurran mutaciones en el virus que supongan un cambio drástico en su letalidad (mayor o menor). Será cuestión de azar que algunas mutaciones acaben siendo más o menos letales.

Sí que es esperable que surjan nuevas mutaciones que aumenten la capacidad de transmisión del virus. También son posibles las mutaciones que supongan una menor eficacia de las vacunas. Su éxito dependerá de lo rápido que se consiga inmunizar a un elevado porcentaje de la población mundial.

Cortar las cadenas de contagio con las medidas preventivas que conocemos y las vacunas siguen siendo las medidas principales para acabar con la pandemia.

Aunque es pronto para saberlo, no se puede descartar que haya que variar la composición de las vacunas en un futuro para incluir variantes nuevas que puedan inducir una respuesta inmune más eficaz.

*Óscar González-Recio es genetista e investigador Científico del INIA-CSIC, Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA)

María de Toro es responsable Plataforma de Genómica y Bioinformática, Centro de Investigación Biomédica de La Rioja (CIBIR)

Miguel Ángel Jiménez Clavero es virólogo y profesor de Investigación, Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA)

**Este artículo fue publicado en The Conversation y reproducido aquí bajo la licencia Creative Commons.Haz clic aquí para leer la versión original.


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