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Virus emergentes,
epidemias y pandemias
Mario Lozano. 2011
Los virus son esencialmente predadores.
Son los predadores más pequeños.
“So, naturalists observe, a flea has smaller
fleas that on him prey; And these have
smaller still to bite 'em; And so proceed ad
infinitum.”
Jonathan Swift. 1733.
"On Poetry: A Rhapsody".
Diversidad
biológica
La Tierra fue desde el comienzo de
la biología, y en lo fundamental lo
sigue siendo ahora, un planeta de
microorganismos, en particular de
bacterias y arkeas.
En las capas superficiales de los océanos, (el mayor ecosistema de la Tierra) los
microorganismos celulares poseen poblaciones del orden de 1 millón de células por
mililitro de mar.
Los virus son entre 5 y 25 veces mas abundantes.
Se calcula que se pueden detectar al menos 10 millones de fagos por mililitro en la
superficie del mar o por gramo de sedimentos terrestres y un total de 1031 partículas
virales en La Tierra.
¿Qué es un virus?
Es un organismo muy pequeño, invisible aún con
microscopios comunes. Están formados
principalmente por ácidos nucleicos (genoma) y
proteínas.
 Los virus no pueden “vivir” por si solos. Para vivir
necesita estar dentro de una célula. En este
sentido, son parásitos obligatorios.
 Todos los organismos celulares tienen virus que
los infectan. En los organismos multicelulares los
tejidos y los órganos del cuerpo están formados
por muchas células.

Abundancia relativa de los virus en
la naturaleza
Bacteria
o Arkea
Virus
Eucariota
Fotomicrografía de epifluorescencia de una muestra de mar, tomada a 5 m de
profundidad y tratada con SYBR Green I.
Se observan virus (puntos pequeños, esencialmente bacteriófagos), bacterias o
arkeas (puntos grandes) y 2 eucariotes, una diatomea y otro protista no identificado
(mancha oblonga y circular, respectivamente). Tomado de Fuhrman, J.A. (1999). Marine
viruses and their biogeochemical and ecological effects. NATURE, 399: 541-548
El origen de los virus
Las hipótesis acerca del origen de los virus implican
que el primer virus fue derivado de un proceso
metabólico, que más adelante adquirió capacidad de
replicación independiente.
Todavía se discute si este proceso apareció en la
era pre-celular (evolución química) o post-celular
(evolución biológica).
En definitiva, se acepta que los virus aparecieron
muy temprano en la evolución.
Los virus también participan en procesos de
transferencia genética horizontal entre diferentes
tipos de células
Por todo ello, su rol es complejo pero ha sido
central en la evolución de los organismos celulares.
Esta complejidad resalta que han estado en
contacto con las diferentes formas de vida desde
muy temprano después del inicio de la evolución
biológica.
Características de los virus





Los virus tienen reservorios naturales.
En general los virus afectan sólo a un tipo de
célula. Estando dentro de las células los virus
pueden reproducirse, convirtiéndolas en fábricas de
nuevos virus.
En este proceso la célula agota sus recursos y casi
siempre muere. Si muchas células son captadas
por el virus, se produce una enfermedad.
Si el cuerpo está sano, tiene anticuerpos que lo
defienden de los virus por lo que las células
infectadas por el virus serán atacadas
La enfermedad puede relacionarse con la
multiplicación del virus o con la respuesta inmune.
El Ciclo Viral
1.
2.
3.
Los virus se unen a las
células y las infectan.
Los virus inyectan sus
genes en la célula,
toman el control de ella
y se reproducen.
Los virus nuevos
generados en la célula
brotan y se contagian
enfermando a otras
células del cuerpo y a
otras células de otras
personas o animales.
La célula infectada casi
siempre muere.
Tamaño relativo de los genomas
Células
Virus
La superficie del cuadrado rojo respecto a la del
cuadrado gris guarda la misma relación que la del
tamaño del genoma viral respecto al de una célula
eucariota. La regla en azul, ayuda a comparar la
imagen aumentada con la que muestra la totalidad
del cuadrado gris
Algunos de los problemas
pendientes en virología son:

¿Por qué un virus infecta selectivamente una especie?

¿Por qué algunos virus cambian su huésped natural?

¿Por qué algunas cepas virales son particularmente
mortales?

¿Cuales son los mecanismos de la evasión viral
a los sistemas de defensa (p.ej. inmunidad) del huésped?

¿Cómo, cuando y donde se originaron los virus?
Muchas de estas preguntas se relacionan con el
problema de la emergencia
Algunas enfermedades emergentes
Enfermedad
Virus
Familia/Género
Factores de emergencia
Gripe
Influenza
Orthomyxoviridae
Cría integrada de aves acuáticas, cerdos y población móvil
Dengue
Dengue
Flaviviridae
Densidades altas de población humana, presencia de estanques de agua
Fiebre Amarilla
Fiebre Amarilla
Flaviviridae
Densidades altas de población humana, presencia de estanques de agua,
contactos selváticos
FHA
Junín
Arenaviridae
Aumento de la densidad de población de roedores sigmodontinos, y en
consecuencia de su contacto con los humanos. Aplicación de
técnicas de cultivo que lo provocan
FHB
Machupo
Arenaviridae
Aumento de la densidad de población de roedores sigmodontinos, y en
consecuencia de su contacto con los humanos. Aplicación de
técnicas de cultivo que lo provocan
SPH
Sin Nombre / Andes
Bunyaviridae/Hantavirus
Aumento de la densidad de población de roedores sigmodontinos, y en
consecuencia de su contacto con los humanos
Fiebre del Valle de
Rift
Fiebre del Valle de Rift
Bunyaviridae/Phlebovirus
Represas y riego
FHSR
Hantaan
Bunyaviridae/Hantavirus
Aumento de la densidad de población de roedores muridos, y en
consecuencia de su contacto con los humanos. Aplicación de
técnicas de cultivo que lo provocan
FHE
Ebola
Filoviridae
Contactos selváticos con un huésped aún desconocido, excesivamente
rápida transmisión interhumana
FHE
Marburg
Filoviridae
Importación de monos en Europa y EEUU
SIDA
VIH
Retroviridae
Transfusiones o tratamientos que requieren la administración parenteral
de sueros, transmisión sexual, uso compartido de jeringas entre
drogadictos
Leucemia de células T
Virus de la leucemia de
células T
humana
Retroviridae
Transfusiones o tratamientos que requieren la administración parenteral
de sueros, transmisión sexual, uso compartido de jeringas entre
drogadictos
Viruela
Viruela
Poxviridae
Emergente en América después de 1492, Transmisión interhumana entre
poblaciones previamente aisladas
y los virus emergentes
¿son virus nuevos?
Las enfermedades emergentes se
producen por la incorporación de:
• Virus presentes en poblaciones humanas
aisladas.
• Virus zoonóticos que ocupan sus nichos
ecológicos hace mucho tiempo.
• Virus que han evolucionado recientemente.
La viruela en América
Un ejemplo de virus presentes en
poblaciones humanas aisladas
La viruela en la conquista
del imperio Azteca
Colapso de población en el
imperio Azteca luego de la
conquista española
1520
Algunas cuestiones
• ¿Por qué los europeos no tuvieron que
soportar enfermedades americanas?
• ¿Por qué las armas biológicas de los
americanos fueron más débiles que las de
los europeos?
• ¿Estaba este hecho determinado
históricamente?
• ¿Podría haber sido al revés?
• ¿Por qué no fue al revés?
Mapa de las migraciones
humanas
Los humanos modernos aparecieron durante el Pleistoceno
hace unos 250.000 años.
HOLOCENO
Homo neanderthalensis
200 mil años
Sin embargo, las primeras evidencias de domesticación de
animales y plantas sitúan este proceso en un período entre
8.500 y 13.000 años atrás.
Homo sapiens
0---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-0.5---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
P. boisei
H. erectus
Paranthropus robustus
H. antecessor
-1----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
H.e.
H.n.
PLEISTOCENO
-1.5---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
H. habilis/H. rudolfensis
H. ergaster
A. africanus
-2----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
P.
aethiopicus
A.garhi
Primer Homo (?)
-2.5---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-3----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
A. afarensis
-3.5---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-4----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Australopithecus anamensis
Ardipithecus ramidus
-4.5---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-5-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PLIOCENO
H.s.
Comienzo de la agricultura
Comienzo de la agricultura
Interesantemente, la agricultura se desarrolló casi
simultáneamente en 9 regiones independientes del
globo, en cada una de ellas con un juego diferente
de animales y plantas.
Esto sugiere que la invención de la agricultura, y
del concomitante patrón sedentario de vida, debe
ser explicada en relación con un cambio global
más que en función de cambios locales, ya sean
estos físicos o culturales.
Cambio climático
40 mil años
H. neandertalen.
H. sapiens.
HOLOCENO
La pandemia de gripe
¿Un
Un ejemplo de virus que han evolucionado
recientemente?
recientemente
Virus de la Influenza
Hemaglutinina
Neuraminidasa
Genoma
(Ribonúcleo
proteína)
Cubierta
Matriz proteica
Mecanismos de ingreso de
un virus a una célula
1. Para ingresar a la célula los
virus usan unas partículas
(proteínas) de su superficie
externa que se unen a otras
partículas que se encuentran
en la superficie de las células
que infectan.
2. La unión se produce por que
la forma de la proteína viral
encaja como si fuera una
llave en el hueco presente en
una de las proteínas de la
célula, que funciona como
cerradura.
En el virus Influenza las letras H y N (Hemaglutinina y Neuraminidasa)
designan a las proteínas de la superficie de este virus. Hay 15 tipos
diferentes del antígeno H y 9 tipos diferentes del antígeno N.
Variantes del virus influenza
en la naturaleza
H13N2
H5,H6,H7,H9
N7,N1,N3,N2
H13N6
H1,H3,
N1,N2
Todos
H3,H7.
N7,N8
H1,H2,H3,
N1,N2
Influenza A
Tipos de enfermedades
provocadas por el virus influenza

Influenza aviar: es la gripe de las aves. Puede
transmitirse a humanos (aunque es raro) y no
hay transmisión entre humanos, por lo que no
se convierte en una influenza humana.
 influenza porcina: es la gripe de los cerdos,
Puede transmitirse a humanos y luego puede
transmitirse entre humanos, por lo que puede
aparecer como influenza humana.
 Influenza humana, nuestra gripe que se
transmite muy fácilmente y puede provocar
pandemias.
La amenaza de las aves
migratorias en el cono sur
La enfermedad de la Influenza en
humanos
 Desde
hace muchos años se sabe
que el virus de la Influenza puede
afectar a los humanos.
 Ataca principalmente a las células de
los pulmones, por eso se dice que es
un virus respiratorio, pero puede
afectar otros órganos.
Cronología de la Gripe
Humana
Tipos de cambios del virus
influenza
Cambio antigénico:
Acumulación progresiva de cambios de secuencia de
aminoácidos. Cambios poco pronunciados  aparecen virus más
atenuados
Salto antigénico:
Segmentos de ARN homólogos se reordenan entre 2 virus que
coinfectan una misma célula (Reasociación). Cambios muy
pronunciados  no se puede determinar de antemano la virulencia
Salto Interespecie:
Un virus gripal adaptado a una especie animal, infecta a un
humano (o a otra especie animal)  no se puede determinar de
antemano la virulencia.
Estructura de las variantes
pandémicas
El salto antigénico y el salto
Interespecie, son procesos
rápidos, escenciales para que
aparezca una nueva variante
pandémica
El cambio antigénico es un
proceso lento que asegura el
mantenimiento de la variante a
través del tiempo
¿Cómo se generan las
variantes epidémicas?
Generación de variantes
epidémicas de influenza humana





Las aves son el reservorio de todos
los tipos de virus influenza conocidos
La Influenza aviar en raras ocasiones
puede transmitirse a humanos y
cuando sucede, la enfermedad no se
expande entre humanos.
Los cerdos pueden ser infectados de
influenza por aves y humanos. En los
cerdos los virus humanos y de aves
pueden recombinar generando nuevas
variantes.
Las variantes de la influenza porcina
pueden transmitirse a los humanos y
luego aparecer como influenza
humana.
Una vez instalada, la Influenza
humana puede provocar pandemias.
Composición genética del virus
Influenza pandémico de 2009
Si bien las variantes ya existían, el
virus que comenzó a expandirse es
nuevo para los humanos ya que
combina componentes de los virus de
animales y de los humanos.
Dada la novedad, las personas no estaban preparadas para defenderse de él.
El virus influenza o de la gripe
Entonces es:
Un ejemplo de virus que han evolucionado
recientemente
Un ejemplo de virus zoonóticos que ocupan
sus nichos ecológicos hace mucho tiempo
Dengue
Una enfermedad
re-emergente
¿El Dengue es una
enfermedad nueva?


NO
De hecho, el término “DENGUE" se originó
en América entre 1827 y 1828, a raíz de
una epidemia en el Caribe que cursaba
con fiebre, artralgias y exantema.
 Los esclavos provenientes de África
identificaron a esta entidad patológica
como DINGA o DYENGA, homónimo del
swahili "KI DENGA PEPO" que significa
ataque
repentino
(calambre
o
estremecimiento) provocado por un
"espíritu maligno“.
¿Desde cuándo existe la
enfermedad?

Aparentemente, la primera gran epidemia de
una enfermedad parecida al DENGUE fue
descrita entre 1779 y 1780 en tres continentes:
Asia, África y América del Norte.

Sin embargo, existen descripciones de
enfermedades con descripciones semejantes
al DENGUE en una Enciclopedia China de la
Dinastía Chin (265-420 d.C.).
Interesantemente, los antiguos chinos ya
pensaban que la enfermedad estaba
relacionada a insectos voladores asociados al
agua.
¿Qué es el DENGUE?
 Es
una enfermedad que puede
persentarse
en
dos
formas
clínicas:
El DENGUE es una
Una forma
es asintómática
o con
enfermedad
viral
síntomasprovocada
leves, tipopor
gripe
la y la otra
forma esinfección
grave con el
VIRUS
 Las formas
másdel
graves incluyen el
DENGUE.
cuadro hemorrágico (Dengue
Hemorrágico) y el Shock o
Síndrome de Shock por Dengue.
Virus del dengue
 Causa
el dengue y el dengue
hemorrágico
 Es un arbovirus de la familia de los
flavivirus (virus amarillos)
 Transmitido por mosquitos

Tiene 4 serotipos
(DEN-1, 2, 3, 4)
¿Cuál es el reservorio natural
del virus del DENGUE?

Los huéspedes más importantes del virus del
DENGUE
lostipos
seres

Losson
cuatro
de humanos
virus del DENGUE se
mantienen en base a un ciclo:
HumanoMosquitoHumano.
 Los mosquitos
Aedes son los vectores.
Transmisión del virus del
dengue por Aedes aegypti
El mosquito se alimenta /
adquiere el virus
El mosquito se realimenta /
transmite el virus
Período de
incubación
extrínseca
Período de
incubación
intrínseca
Viremia
Viremia
0
5
8
12
16
20
24
Días
Enfermedad
Humano 1
Enfermedad
Humano 2
28
Formas clínicas del dengue
 Fiebre
indiferenciada (Es tal vez la
manifestación más común del
dengue)
 Fiebre de dengue
 Dengue hemorrágico (puede
terminar en un síndrome de choque
del dengue)
¿Como producen los 4 serotipos del virus
del dengue las diferentes enfermedades?
La primera infección con cualquiera de los
tipos de virus del DENGUE provoca la
enfermedad de FIEBRE DEL DENGUE. Esta
enfermedad no suele ser demasiado grave y
puede pasar desapercibida como una gripe.
 Si la segunda infección ocurre con el mismo
tipo de virus del DENGUE que la primera, el
individuo está protegido y no enferma.
 En cambio si la segunda infección ocurre con
un tipo de virus del DENGUE diferente a la
primera, el individuo puede enfermar del
DENGUE HEMORRAGICO, una enfermedad
grave y mortal.

¿Hay una vacuna contra
el dengue?
 No
existe ni tratamiento específico ni
una vacuna certificada por el momento
 Una vacuna efectiva deberá ser
tetravalente
 En la actualidad se están efectuando
pruebas en el campo de una vacuna
tetravalente atenuada
 No se dispondrá de una vacuna
efectiva, segura y económica en el
futuro inmediato
¿Existe algún virus similar?
 SI
 El
virus de la fiebre amarilla (vFA)
es un pariente cercano del virus
del DENGUE
 El vFA fue el primero en
descubrirse y le da el nombre a
esta familia viral: FLAVIVIRUS.
 El vFA se transmite por los mismos
medios que el virus del DENGUE,
usando el mismo mosquito, Aedes
aegypti, como vector.
Aedes aegypti

Ambas enfermedades son
transmitidas por un mosquito
hembra infectado (Carlos J.
Finlay, 1881)
 Se alimenta principalmente
durante el día
 Pone los huevos y produce
larvas preferentemente en
recipientes artificiales con
agua estancada y de relativa
limpieza
 Vive cerca de las viviendas
humanas
Mosquito Aedes aegypti
Contemos una historia:
Epidemia de Fiebre amarilla -1871





La peor parte de la epidemia ocurrió en la ciudad de Bs. As.
Entre enero y mayo de 1871 fallecieron casi 25 mil
personas, la abrumadora mayoría vivía en el sur más pobre
de la ciudad que tenía 200.000 habitantes.
En 1871 el gobierno nacional estaba presidido por Domingo
Faustino Sarmiento, el de la provincia de Buenos Aires por
Emilio Castro, y el gobierno municipal por Narciso Martínez
de Hoz.
Ante los primeros casos de fiebre amarilla, la Comisión
Municipal, ocupada en los festejos de carnaval, desoyó las
advertencias de los médicos.
El gobierno demoró 1 año en mejorar el suministro de agua
potable y la salud pública, y menos de tres meses en
construir el nuevo cementerio en La Chacarita.
Algunos comportamientos
Los habitantes más ricos, huyeron hacia el norte,
fundaron el opulento “Barrio Norte”
 El presidente Sarmiento gobernó desde
Mercedes durante la epidemia.
 Un grupo de médicos tuvo una actitud
heroica para evitar la extensión de la epidemia.
 Cayeron luchando contra la epidemia sesenta
sacerdotes, doce médicos, cinco farmacéuticos y
cuatro miembros de la Comisión Popular, entre
ellos los doctores Roque Pérez, Manuel Argerich,
Francisco Muñiz y otros. La mayoría quedó en el
anonimato.

Mejor me
rajo!!!
Episodio de la fiebre amarilla, Juan Manuel Blanes (1871)
Están retratados los doctores
Roque Pérez y Manuel Argerich,
presidente y vocal de la Comisión
Popular, cuando ingresan a una
habitación de conventillo donde
encuentran a una mujer joven
muerta en el suelo, junto a un bebé
que pugna por alimentarse de su
pecho.
El episodio parece haber ocurrido
el 17 de marzo de 1871; se supone
que es el caso de Ana Bristiani,
una italiana que estaba sola con su
hijo en una conventillo de la calle
Balcarce de Buenos Aires.
¿Cómo llegó la enfermedad de
la Fiebre Amarilla a Bs. As.?
Como dato
importante a tener en
cuenta: 1 año antes
había terminado la
guerra del Paraguay,
y existieron
epidemias menores
de Fiebre Amarilla,
en Asunción y
Corrientes,
acompañando el
retorno de las tropas.
Fin de la epidemia de Fiebre
amarilla - 1871





La epidemia en el área urbana de Bs. As.
terminó en mayo de 1871
¿fue por la aplicación de una serie de
medidas correctas de sanidad por parte
del estado?
¿O por la valerosa actuación de nuestros
políticos de entonces?
Lamentablemente, NO
Sólo terminó porque en mayo llegó el
invierno, que impidió que los mosquitos
continuaran multiplicándose
Situación actual
 Reemergencia
de la enfermedad del
DENGUE y también de la FIEBRE
AMARILLA, ambas transmitidas por el
mosquito Aedes aegypti.
 Reinfestación del mosquito en áreas de
las que había sido eliminado
Reinfestación de América
por Aedes aegypti
1930s
1970
2000
Distribución de Aedes aegypti en el
mundo
Re-emergencia de Dengue y
de Dengue hemorrágico
Re-emergencia de Fiebre
Amarilla
Razones para la expansión del
dengue y la FA en las Américas
Extensiva infestación, con una
disminución del control del vector
 Sistemas de abastecimiento de agua poco
confiables
 Aumento de recipientes no
biodegradables y métodos deficientes de
desecho de los residuos sólidos
 Aumento de los viajes aéreos
 Aumento de la densidad de población en
áreas urbanas

Problemas para el futuro





Abundancia de Aedes aegypti en las zonas a
riesgo
2,5 mil millones de personas a riesgo en todo el
mundo
En las Américas ha habido un aumento de un
66% en los casos de Dengue si se compara el
quinquenio que comenzó en 2005 con el que
comenzó en 1995*
Entre los mismos períodos el DH aumentó 35
veces (3500%)
Potencial ingreso de la Fiebre amarilla en áreas
urbanas con una alta tasa de mortalidad
(superior al 50%)
“Frente a las enfermedades que genera la
miseria, frente a la tristeza, la angustia y el
infortunio social de los pueblos,
los microbios como causa de
enfermedades son unas pobres causas”
Ramón Carrillo.