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Eco-epidemiología de los Arbovirus circulantes en El Norte de Coclé y Suroreste de Colón.
INVESTIGADOR PRINCIPAL
YAMILKA DíAZ LÓPEZ
AÑO 2017
PRESUPUESTO B/.50,000
Etapa 1.
Etapa 2
Estudio Ecológico / Virológico (longitudinal)
Estudio de Epidemiológico (cohorte)
1. Antecedentes
Los Arbovirus (Artropod-borne) son un grupo heterogéneo de virus de ARN, que comprende 5
grandes familias: Flaviviridae, Togaviridae, Bunyaviridae, Rhadboviridae y Reoviridae (Ciota &
Kramer, 2010) y son transmitidos por artrópodos hematófagos a vertebrados silvestres (reservorios)
en ciclos enzoóticos y/o epizoóticos, (Degállier et al., 1996). Estos virus causan enfermedad al
transmitirse accidentalmente a humanos y animales domésticos que se convierten en hospederos
finales, aunque muchas de estas enfermedades son asintomáticas o febriles leves, otras presentan
encefalitis, hemorrágias y muerte. (Weaver & K, 2010)(Forshey et al., 2010).
La dinámica de transmisión de los Arbovirus depende de un complejo equilibrio ecológico que al ser
alterado puede ocasionar un cambio negativo en el que el virus tiende a desaparecer o un cambio
positivo en la supervivencia del virus, como ejemplo de estas alteraciones en los ecosistemas, se
han documentado la relacion directa de actividades antropogénicas que involucran fragmentación
de bosque en aéreas tropicales, y el desplazamiento de vectores y reservorio-hospederos
aumentando el contacto con humanos, desencadenando brotes epidémicos como los reportados en
Yanomami en Brasil en el 1991 por la Fiebre Amarilla y en Bayano, Panamá, en 1977 por Encefalitis
Equina Venezolana (VEE). (Vasconcelos et al., 2001) (Adames et al, 1979; Galindo et al. 1982).
En Panamá se ha reportado la presencia de 40 Arbovirus, en mosquitos, mamíferos y humanos
mediante estudios ecológicos realizados en los años 70s en Bocas del Toro, Darien y el Este de la
provincia de Panamá, lo que seguramente no representa la totalidad de Arbovirus circulantes,
considerando la limitada área de estudio analizada.(Galindo, 1978) (Srihongse & Galindo, 1974;
Srihongse et al. 1973).
Entre los distritos de La Pintada en la provincia de Coclé y Donoso en la provincia de Colón (Figura
1 y 2), se desarrollan dos proyectos mineros a cielo abierto que abarcan una superficie de 795 km2.
Esta región se caracteriza por tener un clima tropical oceánico (Clasificación A. McKay, 2000 en
ANAM 2010), con una precipitación media anual entre 3,901 y 5,401 mm y una temperatura media
anual de 25-27°C, con bosque tropical poco intervenido (ANAM 2000 y 2010). Existen 8
comunidades cercanas al área de desarrollo de los proyectos, entre 1 y 17 kms, que en total suman
una población aproximada de 4,000 personas (Censo año 2010). En esta región existe un alto
índice de pobreza y desnutrición, acceso limitado a agua potable, instalaciones sanitarias y
prestaciones de los servicios de salud. La mayoría de la población acude al Hospital Rural de
Coclesito (Contraloría 2010).
La fragmentación del bosque inherente al desarrollo de estos proyectos, impactará la ecología del
bosque existente, lo que podría aumentar el contacto entre los vectores, los hospederos y las
personas de estas comunidades así como los trabajadores migrantes que ingresarán al área. Hasta
la fecha, no se han realizado estudios eco-epidemiológicos para determinar la circulacion de
Arbovirus y la prevalencia de estos en las poblaciones aledañas a los proyectos mineros, por lo que
se desconoce si existen ciclos ecológicos virales que al ser impactados por las actividades
antropogenicas de mineria, podrian ser alterados ocasionando brotes epidémicos.
En esta investigación proponemos analizar los efectos de las alteraciones ecológicas asociadas a la
actividad minera en la dinamica de transmision de Arbovirus y como afecta a la salud humana de las
poblaciones aledañas a los proyectos mineros, mediante:
1. El análisis virologico de posibles vectores y reservorios permitiendo conocer si exiten Arbovirus
circulantes, asi como sus probables ciclos enzooticos, lo que ayudará a establecer una línea base
para el manejo de riesgos ante posibles brotes epidémicos.
2- Encuestas de seguimiento serológico, para conocer el perfil de la respuesta inmunitaria ante
infeccion por Arbovirus de las poblaciones de estudio, determinar la seroconversion para arbovirosis
de los participantes.
3. Vigilancia activa, mediante la captacion de casos febriles mediante pruebas virológicas, para
detectar la infección actual por Arbovirus, lo que permitirá ejecutar planes de alerta temprana ante
posibles brotes epidémicos y el estudio genético de los virus detectados.
Los resultados obtenidos en esta investigación son fuente primaria para el establecimiento de un
programa de vigilancia epidemiológica de las poblaciones expuestas, lo que permitirá entender
mejor los mecanimos de transmision, ciclos de mantenimiento en la naturaleza y dinamica de
circulacion de los Arbovirus de la región, todo esto con el objetivo de establecer politicas de
prevencion en salud y que permitan una respuesta oportuna ante brotes epidemicos.
2. Hipotesis General
HIPOTESIS DE TRABAJO
Los cambio ambientales y ecológicos producto de la actividad minera a gran escala tendran un
efecto en la dinámica de transmisión de los Arbovirus circulantes en la región del Norte de Cocle y
Suroeste de Donoso, lo que se evidenciará mediante la detección activa de Arbovirus en vectores y
reservorios, la detección de anticuerpos anti-arbovirus en muestras de suero y/o su posterior
seroconversion, o por el incremento de casos febriles producto de infeccion por Arbovirus de los
moradores de las comunidades de San Benito, Rio Caimito y Coclesito.
HIPOTESIS NULA: Los cambios ambientales producto de la actividad minera, no tendrán un efecto
en la dinamica de transmision de los Arbovirus circulantes en la region del Norte de Cocle y
Suroeste de Donoso, por consiguiente, no se detectarán la presencia de Arbovirus en vectores y
reservorios, no se detectarán anticuerpos anti-arbovirus en muestras de suero y/o su posterior
seroconversión, y tampoco habrá un incremento de casos febriles producto de infección por
Arbovirus de los moradores de las comunidades de San Benito, Rio Caimito y Coclesito.
3. Objetivos
General: Evaluar como las alteraciones ecológicas producen cambios en la dinámica de
transmisión de arbovirus y el riesgo a la salud humana al aumentar el contacto con estos agentes.
Específicos:
1. Determinar la presencia de arbovirus, mediante el uso de pruebas virológicas, de biología
molecular y de serologia, en los posibles vectores y reservorios animales colectados en los sitios de
muestreo.
2. Realizar encuestas serologicas anuales para evaluar el perfil inmunologico para infecciones por
arbovirus de los moradores de las comunidades cercanas a la zona de impacto.
3. Determinar la circulación activa de arbovirus mediante el análisis de muestras de pacientes
febriles ingresados al Hospital Rural de Coclesito por pruebas virológicas y moleculares.
4. Determinar si existe riesgo atribuible a la poblacion producto de una mayor exposicion a vectores
o reservorios de arbovirus.
4. Diseño Experimental
Estudio Ecológico: Muestreo longitudinal (anual) de los 3 sitios de muestreo.
Población de Estudio:. Para tener representatividad de los diferentes nichos ecológicos que se
pueden encontrar en el área, se han seleccionado 3 areas de estudio para ubicar los puntos de
muestreo basados en la clasificación de bosques del Atlas Ambiental de la República de Panamá
emitido por El Ministerio de Ambiente:
a. Bosque con actividad antropogenica (Tienen esta caracteristica los bosque circundante a la
comunidad de San Benito y Rio Caimito) . Este bosque se ha dado actividad humana, que en cierto
sentido lo ha transformado ej. ganadería, agricultura no intensiva, tala de arboles para asentamiento
humano, etc. Son regiones apartadas de bosque secundario caducifoleo, donde el humano se ha
asentado, pero que aun, colinda con zonas muy conservadas del bosque antes de su irrupción.
b. Borde de Bosque (Tienen esta caracteristica los bosque circundante a campamento 3000, San
Benito y Rio Caimito) Se refiere al área de interacción entre dos ecosistemas lindantes. Ejemplo:
área entre el bosque con actividad antropogénica y bosque no intervenido. Esta franja será de
aproximadamente 500 metros bosque adentro a partir del área más impactada por la actividad
humana. Es decir, a partir de los límites de la comunidad o campamento, 500 metros bosque
adentro en cualquier dirección. Ejemplo: área de aproximadamente 500 metros bosque adentro a
partir de los límites del campamento 3000, San Benito y Rio Caimito.
c. Bosque poco intervenido (Tienen esta caraceristica los Bosque de trocha K11-Rio Uvero) Este
tipo de bosque ha sido poco intervenido en alguna de sus características por la acción del humano,
manteniendo intacto su ecosistema. Su vegetación se clasifica como de bosque secundario
caducifoleo, se ha utilizdo como área para estudios ecológicos y solamente ha sido intervenido para
tener acceso a el (trocha para accesar por caminata).
d. Bosque protegido: El Parque Nacional Omar Torrijos creado en 1986 y que cuenta con 25.275
hectáreas de bosques primarios. Está ubicado en la Cordillera Central de Panamá. Es el bosque
protegido mas cercano a los proyecto mineros, el cual será un área de control para el monitoreo de
las variantes ecológicas que puedan alterar la dinámica de transmisión de los Arbovirus.
Para determinar la presencia de Arbovirus en los bosques del Norte de Cocle, Suroeste de Donoso
y Parque Nacional Omar Torrijos Herrera, asi como en las inmediaciones de las comunidades de
estudio, se realizaran muestreos para la captura de posibles vectores y hospederos. Estas muestras
se analizaran por tecnicas virologicas, moleculares y serologicas, según tipo de muestra.
Vectores
Del amplio rango de vectores potenciales de zoonosis, los artropodos son probablemente los de
mayor significancia debido a su abundancia, alta plasticidad, adaptabilidad y coevolucion para
diferentes tipos de patógenos. En este estudio se propone capturar mosquitos, chitras y garrapatas.
Para la captura de mosquitos y chitras se utilizarán trampas tipo CDC diurnas y nocturnas con
atrayente (octanol). Para el muestreo de garrapatas se procedera a rastrillar las aves y roedores
capturados .En campo los individuos capturados serán clasificados taxonómicamente y luego se
agruparán en pooles de XX individuos (separados por sexo y por alimentacion) para su posterior
análisis virológico y molecular
Aves y Mamíferos
Mamiferos pequeños salvajes, entre ellos muercielagos y roedores, han mostrado ser un puerto de
amplio espectro para muchos virus que causan enfermedad grave en humanos (Paramixovirus y
virus Hanta). Aunque las viremias en aves son cortas, estas al ser animales sociales y que se
trasladan en grupos cubriendo grandes areas geograficas, al igual que los murciélagos, facilitando
el transpaso continuo de los agentes patogenicos entre miembros del grupo, permitido el
mantenimiento de este en la población y trasladandolo a otros sitios. Para analizar estos
organismos, se tomaran muestras de sangres de aves y roedores. En murciélagos, se tomarán
hisopados cloacal y bucal. Para la captura de roedores se utilizaran trampas diurnas y nocturnas
tipo Sherman, mientras que para la captura de aves y murciélagos se dispondran redes de niebla al
amanecer (aves) y al anochecer (murciélagos).
Los animales seran identificados taxonomicamente.
Estudio Epidemiologico: Cohorte (anual) de todos los sitios por 3 años. Los casos febriles serán
captados según aparición durante 3 años.
Población de Estudio: Dentro del grupo expuesto estaran las comunidades de San Benito y Rio
Caimito debido a su cercania con el proyecto minero, asi como los trabajadores locales o extrajeros
que inicien labores en el proyecto minero y que deseen participar en nuestro estudio. Como grupo
no expuesto estara la comunidad de Coclesito, en donde se encuentra el centro rural mas
desarollado del área de proyecto minero y donde tambien se captaran a través de la colaboracion
con el hospital rural de Coclesito las muestras de pacientes febriles.
Estudio de Cohorte. Se dará seguimiento a cada participante por un período de 3 años en donde
se realizarán 6 tomas de sangre (cada 6 meses) y en donde se llenará la encuestra epidemiologica.
Se incluiran los participantes que sean residentes permanentes en las comunidades y los
trabajadores que permanezcan por lo menos 1 año en el proyecto a partir del momento de la
primera toma de muestra. No habrá limite de edad para los participantes.
Estudio de febriles. Previa autorizacion de los pacientes, los casos febriles que sean captados
durante las encuestas o que sean admitidos en el Hospital Rural de Coclesito con menos de 4 días
de inicio de sintomas y cumplir con la definicion de caso del MINSA para infeccion por Arbovirus
tambien seran incluidos.
Población de Estudio: Estudio de serológico de Cohorte en tres comunidades del área.
a. San Benito: Comunidad de aproximadamente 200 habitantes, se encuentra dentro del área de
concesion de la minera. Su actividad economica se basa en la mineria artesanal y la agricultura y
ganaderia de subsistencia. No hay acceso directo a esta comunidad (se debe atravesar el proyecto
minero). Este poblado esta rodeado de vegetacion intervenida por el hombre a pequeña escala. Es
la comunidad mas cercana al proyecto minero.
b. Rio Caimito: Es una comunidad cerca de la costa que puede ser accesada a través del poblado
de Miguel de la Borda. Cuenta con aproximadamente 300 habitantes. Su economica se basa en la
agrucultura a pequeña escala y trabajo como jornalero. Esta comunidad esta cerca del puerto
construido por la minera para exportacion de material.
c. Coclesito: Esta comunidad es el centro rural mas cercano. Cuenta con un centro medico donde
se atienden la mayoria de los casos. Tiene una poblacion estimada de 700 personas. Su economia
se basa en la mineria, agricultura y trabajos como jornalero. Hay acceso directo por carretera y por
rio a esta comunidad. El pueblo esta rodeado de vegetacion intervenida.
Humanos
Las comunidades de estudio son rurales, con acceso limitado a agua potable. Las actividades de
supervivencia de esta poblacion se basan en la agricultura, mineria artesanal, pesca y ganaderia y
se desarrollan basicamente en el bosque que la rodea. Proponemos desarrollar 3 encuesta
serologica (una cada año) en las comunidades de San Benito, Rio Caimito y Coclesito. Este
contacto entre el hombre y los posibles arbovirus circulantes, debe evidenciarse en los indices de
anticuerpos que puedan encontrarse en la encuesta serologica y/o en cambios en los titulos de
anticuerpos entre cada encuesta serologica. Cada muestra de sangre irá acompañada de una
encuesta de actividad en cada ocasión de muestreo, para monitorear si hay cambio en los patrones
de actividad humana debido a cambios ambientales inherentes a la actividad minera.
En los pacientes febriles (que cumpla con la definicion de caso de infeccion por arbovirus), será
tomada una muestra de sangre completa y será analizada por pruebas virologicas y moleculares
para la detección del Arbovirus.
5. Actividades por objetivos específicos del Estudio Ecológico
1. Determinar la presencia de arbovirus, mediante el uso de pruebas virológicas y de biología
molecular, en los posibles vectores y reservorios animales colectados en los sitios de
muestreo.
Actividades de Campo
• Realizar colectas bi-anuales de vectores (mosquitos, chitras y garrapatas), aves, pequeños
mamiferos utilizando trampas de captura específicos para estos organismos, en puntos los
tres sitios de muestreo (San Benito, Campamento 3000 y sitio K11-Rio Uvero).
• Determinar la circulacion de Arbovirus, mediante el análisis por técnicas serológicas,
virológicas y moleculares de las muestras de vectores (mosquitos, garrrapatas y chitras),
aves, pequeños mamiferos colectadas en los tres sitios de muestreo.
• Establecer posibles ciclos de transmision, mediante el análisis de preferencia alimentaria de
los vectores (blood meal).
• Ubicar animales centinela en las areas de muestreo para determinar la circulacion activa de
Arbovirus, mediante el análisis serologico y virologico de muestras obtendas de estos
animales.
Actividades de laboratorio
• Identificación taxonomicamente las especies de mosquitos, garrapatas y chitras colectados.
• Procesar y analizar las muestras de mosquito, chitras y garrapatas mediante tecnicas
virologicas y de biologia moleculares, para determinar la presencia de Arbovirus.
• Determinar la preferencia alimenticia de los vectores capturados mediante análisis de ‘blood
meal’.
• Analizar mediante pruebas virologicas (aislamiento viral) y serologicas (HI) las muestras de
suero y tejidos obtenidos de aves, roedores y muercielagos en las tres areas de estudio.
• Alimentar base de datos de las colectas y los resultados obtenidos.
7. Actividades por objetivos específicos del Estudio Epidemiológico
2. Realizar encuestas serologicas anuales para evaluar el perfil inmunologico para
infecciones por arbovirus de los moradores de las comunidades de San Benito, Rio Caimito y
Coclesito.
Actividades de Campo:
• Diseñar una encuestra epidemiológica consensuada con Bioética.
• Conversatorio y solicitud de permiso a la comunidad para realizar el muestreo serológico en
las poblaciones de estudio.
• Establecer la prevalencia de la circulacion de Arbovirus, mediante una encuesta serologica
de los moradores de las comunidades de San Benito, Rio Caimito y Coclesito, y trabajadores
de la mina, determinando la presencia de anticuerpos anti-Arbovirus en los suero de los
participantes.
• Realizar encuestas serologicas (anuales) para determinar la circulacion activa de arbovirosis
mediante la seroconversion de los participantes de las comunidades de San Benito, Rio
Caimito y Coclesito, trabajadores de la mina.
Actividades de Laboratorio:
• Determinar la presencia de anticuerpos contra Arbovirus en las muestras de suero de los
participantes en la encuesta serologica, mediante tecnicas serologicas.
• Confeccionar una base de datos electronica para tabular y analizar la información capturada.
3. Determinar la circulación activa de arbovirus mediante el análisis de muestras de
pacientes febriles ingresados al Hospital Rural de Coclesito por pruebas virológicas y
moleculares.
Actividades de Campo:
• Obtener muestras de suero agudas de pacientes febriles atendidos en el Hospital Rural de
Coclesito, para determinar circulacion actual de arbovirus.
Actividades de Laboratorio:
• Detectar mediante técnicas virológicas y de biología molecular, la presencia de Arbovirus en
muestras de sueros agudos de pacientes febriles ingresados en el Hospital Rural de
Coclesito.
• Alimentar base de datos de las colectas y los resultados obtenidos.
4. Determinar si existe riesgo atribuible a la poblacion producto de una mayor exposicion a
vectores o reservorios de arbovirus.
Actividades de Campo:
• Colocar trampas para captura de mosquitos y chitras en áreas seleccionadas de las
comunidades de estudios, durante los días de encuesta serologica, para monitorear la
situacion ecologica de los arbovirus en el momento de la encuesta anual.
• Tomar muestras de animales domesticos durante los días de encuesta serologica, para
análisis serologicos centinela de los anticuerpos presentes en estos animales.
Actividades de Laboratorio:
• Identificación taxonómicamente las especies de mosquitos y chitras colectados.
• Procesar y analizar las muestras de mosquito y chitras mediante tecnicas virologicas y de
biologia moleculares, para determinar la presencia de Arbovirus.
• Analizar mediante pruebas serologicas las muestras de animales domesticas para determinar
la presencia de anticuerpos contra Arbovirus.
Bibliografía
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in the Brazilian Amazon region results in the emergence and reemergence of arboviruses.
Cadernos de saude publica / Ministerio da Saude, Fundacao Oswaldo Cruz, Escola Nacional de
Saude Publica.
Weaver, S. C., & K, R. W. (2010). Present and Future Arboriral Threaths. Antiviral Research.