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INFORMACIÓNGENERAL
ESTADO: IDENTIFICACIÓN
CÓDIGO SINIP: 9944.024
PARTIDA PRESUPUESTARIA:
INSTITUTUCIÓN: INSTITUTO CONMEMORATIVO GORGAS DE ESTUDIOS DE LA SALUD
TIPO DE PROYECTO: SIMPLE
CLASE: ESTUDIO BÁSICO
ETAPA: PERFIL
INICIO DE ETAPA: Enero 2017 (l FASE). Enero 2018 (ll FASE).
PROGESO: lnvestigación / Estudio
OBJETO: lnfluencia del clima en la salud humana para el fortalecimiento de los Sistemas
de Alerta Sanitaria.
NOMBRE: Análisis del impacto de la variabilidad climática y las fluctuaciones del tiempo en
la dinámica de transmisión de la malaria en áreas endémicas
NOMBRE PARA DIPRENA: Efectos del clima en la salud humana.
CARACTERISTICAS
ORIGEN: Visión del Gobierno - Decisión lnstitucional.
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:
Este proyecto investigará la influencia del clima en la dinámica de la transmisión de la
malaria en un área de mayor endemicidad en el país y que de forma simultanea incide
sobre los grupos más vulnerables, la etnia indígena. El proyecto permite desarrollar las
herramientas de la predicción o pronóstico de los eventos o brotes de enfermedades y la
respuesta temprana del sistema sanitario. Facilitará al Sistema Nacional de Salud contar
con las herramientas de análisis para el desarrollo de políticas e intervenciones ante el
impacto del clima en la salud de la población.
Instituto Conmemorativo Gorgas de Estudios de la Salud
Panamá, República de Panamá
PROPUESTA TÉCNICA
Análisis del impacto de la variabilidad climática y las fluctuaciones del
tiempo en la dinámica de transmisión de la malaria en áreas endémicas
Responsable: Lisbeth Amarilis Hurtado A.
Código SINIP: 009044.024
Partida: 111.1.3.01.18
Proyecto: Investigación de la Influencia del clima en la salud humana para el fortalecimiento de los sistemas de alerta sanitaria
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Resumen
En los asentamientos indígenas, donde persiste la malaria, son también una de las
regiones más pobres, marginadas e inaccesibles de Panamá. En este escenario,
las enfermedades sensibles al clima y parasitarias como la malaria continúan
siendo un importante problema de salud pública, afectando especialmente a la
población infantil. Esta situación contribuye a aumentar la desigualdad social y
económica, además limita la oportunidad del desarrollo humano y del bienestar del
país. En este sentido se requieren de esfuerzos inmediatos para apoyar a estas
comunidades en particular en el ámbito de la salud y educación. El objetivo
principal de esta propuesta es evaluar cómo la variabilidad climática y las
fluctuaciones del tiempo en esta región, impactan la dinámica poblacional de los
vectores de la malaria y en consecuencia la trasmisión de la malaria en las
comunidades afectadas. Para ello se desarrollarán modelos matemáticos y
estadísticos utilizando datos semanales y mensuales de la incidencia de la
malaria, así como datos sobre las variables climáticas y la abundancia-diversidad
de vectores colectadas durante el estudio. A su vez, se analizará la compleja
situación de la malaria en esta región empleando para ello un abordaje holístico
que permita como producto final desarrollar estrategias sostenibles para el control
de la enfermedad en esta comarca indígena del país.
1. Antecedentes
El cambio climático es una amenaza importante y emergente para la salud
humana, particularmente cuando involucra a las enfermedades transmisibles.
Según el último reporte del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el
Cambio Climático (IPCC), el planeta está indiscutiblemente experimentando un
calentamiento que muy probablemente se incrementará durante este siglo (IPCC.
Climate Change 2013). Se pronostica que debido al cambio climático, los
fenómenos climáticos extremos (sequías, inundaciones o huracanes) se harán
más frecuentes e impactarán con mayor severidad a los países pobres (Kovats et
al., 2000; Altizer et al., 2013). En esta línea, es probable que el cambio climático
también incremente la frecuencia y la amplitud del fenómeno climático
denominado El Niño-Oscilación Austral (ENOA), el cual afecta a la República de
Panamá (Bouma & Dye, 1997; Timmermann et al., 1999; Epstein, 2001).
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Debido a las complejas interacciones que existen entre las variables climáticas y
los distintos componentes de las enfermedades transmitidas por vectores
(patógeno, huésped, vector y medioambiente), el monitoreo sistemático y
cuantitativo de enfermedades sensibles al clima es todavía un reto (Kuhn et al.,
2005). En este sentido, la malaria continúa siendo un importante problema de
salud pública, y probablemente sea la enfermedad transmitida por vectores más
sensible al cambio climático (Epstein 2001; Chaves & Koenraadt, 2010; BeckJohnson et al., 2013). Se ha demostrado que el aumento de la temperatura, las
precipitaciones y la humedad son factores que favorecen la longevidad y
reproducción de los vectores de la malaria (mosquitos del género Anopheles), y
reducen el periodo de maduración de los parásitos (protozoarios del genero
Plasmodium) en su interior; incrementando de esta forma la dinámica de
trasmisión de esta enfermedad (Rúa et al., 2005; Afrane et al., 2006). Así, la
Organización Mundial de la Salud (OMS), estimó que el cambio climático fue
responsable en el año 2000 de aproximadamente el 6% de los casos de malaria
en algunos países de ingresos medios (OMS, 2013). También se ha observado
que un aumento de las temperaturas o las precipitaciones asociadas al fenómeno
de El Niño pueden incrementar la transmisión de la malaria. De hecho, estudios
recientes han demostrado que el riesgo de epidemias de malaria es unas cinco
veces mayor el año siguiente a un episodio de El Niño. Esta situación cobra una
mayor importancia, precisamente ahora que nuestro país se enfrenta los efectos
de un severo ciclo de El Niño que se prevé se prolongue hasta los primeros meses
del 2016.
Debido a su localización y geografía, caracterizada por una extensa franja costera
y numerosas islas habitadas, el noreste de Panamá es una región altamente
vulnerable a los efectos perjudiciales del cambio climático. Esta situación podría
agravarse por la deplorable situación socio-económica en la que viven los
indígenas que habitan en esa zona. Aproximadamente el 90% viven en extrema
pobreza, el 52% está en un rango de edad entre 1 y 19 años, más de la mitad
(52%) de la población mayor de 15 años es analfabeta y sólo 20% ha completado
la escuela primaria (Contraloría General de República de Panamá; 2011). En
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términos de salud las desigualdades entre la Provincia de Panamá y las
comunidades indígenas son alarmantes. Por ejemplo, en el 2007 la tasa de
mortalidad materna fue 10 veces mayor, y la desnutrición crónica en niños
menores de cinco años fue 3.3 veces mayor en los niños indígenas (Dirección de
Política Social; 2003). La situación de las enfermedades infecciosas, como la
malaria, no escapa está realidad. Durante los últimos años las comunidades que
habitan esta zona han contribuido con aproximadamente el 80% del total de casos
de malaria registrados en el país.
2. Justificación
Estudios recientes demuestran que las comunidades indígenas que viven en las
islas y costas al noroeste del país ya están siendo afectadas por el cambio
climático. Por ejemplo, el aumento del nivel del mar se ha asociado con una
disminución drástica del coral duro vivo (Guzmán 2013), y ya está provocando
desplazamiento climático de algunas poblaciones que habitan esta región
(Displacement solutions, Mission report 2014). Las comunidades endémicas de
nuestro país son también una de las regiones más pobres y marginadas de
Panamá; donde enfermedades sensibles al clima y parasitarias como la malaria
continúan siendo un importante problema de salud pública que especialmente
afecta a la población infantil. Esta situación contribuye a aumentar la desigualdad
social y económica, además limita la oportunidad del desarrollo humano y del
bienestar del país. En este sentido se requieren de esfuerzos inmediatos para
apoyar a estas comunidades en particular en el ámbito de la salud y educación.
El objetivo principal de esta propuesta es evaluar cómo la variabilidad climática y
las fluctuaciones del tiempo en esta región, impactan la dinámica poblacional de
los vectores de la malaria y en consecuencia la trasmisión de la malaria en las
comunidades afectadas. A su vez, se analizará la compleja situación de la malaria
en esta región empleando para ello un abordaje holístico que permita como
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producto final desarrollar estrategias viables y sostenibles para el control de esta
enfermedad en esta comarca indígena del país.
Durante los últimos años el proyecto Influencia del Clima en la Salud Humana para
el Fortalecimiento de los Sistemas de Alerta Sanitaria se ha centrado,
exclusivamente, al estudio del dengue y la aplicación de modelos de predictivos.
Sin embargo, en Panamá no se han realizado estudios que hayan abordado los
posibles efectos que suponen los cambios climáticos en la ecología de otros
vectores de importancia en la salud pública nacional en relación con la dinámica
de transmisión de enfermedades infecciosas. Para esta etapa, la propuesta
destinará sus recursos a esclarecer esta interrogante.
Dado el compromiso asumido por el país, en los próximos años las prioridades del
sector salud se enfocarán en contribuir con las evidencias técnicas necesarias
para coadyuvar con las acciones fijadas en el Plan Maestro de la eliminación de la
malaria, cuyo fin es erradicar y dejar en cero la incidencia de la infección para el
año 2020. En este escenario aún está la incógnita sobre la preocupante influencia
que ejercen las manifestaciones del cambio y la variabilidad climática.
Este estudio también complementará las investigaciones que durante la última
década se vienen realizando en el país sobre la epidemiología de la malaria
(Samudio et al., 2005; Calzada et al., 2008; Cáceres et al., 2012; Cáceres et al.,
2013; Hurtado et al., 2014; Obaldía et al., 2014). Estos estudios han aportado
importante información a las autoridades de salud sobre la situación de la malaria.
Sin embargo, no han abordado este complejo problema de salud considerando las
variables climáticas y su efecto sobre la ecología de los vectores locales. Este
estudio permitirá tener un mejor y más integral conocimiento sobre el
comportamiento de la malaria, considerando para ello todas las variables que
potencialmente influyen en su transmisión. Esto permitirá el diseño de medidas de
control más efectivas, apropiadas y sostenibles para las condiciones locales.
Finalmente, este estudio sentará las bases para facilitar su aplicación al estudio
sobre la influencia del cambio climático en otras enfermedades transmitidas por
vectores de importancia en Panamá.
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3. Beneficios
Los beneficiarios de este proyecto serán principalmente los especialistas en salud
y medioambiente que laboran en el Ministerio de Salud y en el recién creado
Ministerio del Medioambiente de Panamá. Ambas instituciones contarán con
evidencia científica que les permita formular en conjunto estrategias novedosas
para el control y la prevención de la malaria a largo plazo, considerando para ello
los diferentes factores determinantes de la enfermedad, entre ellos el factor
climático.
A su vez, los resultados serán especialmente beneficiosos para las comunidades
de etnia indígenas ubicadas al noreste del país, donde la malaria es un problema
de salud pública. En este sentido, la información derivada de este estudio deberá
ayudar a disminuir a corto plazo los casos de la malaria en esta región marginada
de Panamá.
Por último esperamos que el diseño y el conocimiento adquirido con este estudio
beneficien a las autoridades, científicos y estudiantes interesados en realizar
estudios sobre el impacto del cambio climático en la dinámica de trasmisión de
enfermedades infecciosas; no solo en otras regiones de Panamá, sino también en
Centro y Sur América.
4. Impacto esperado
Esperamos que los resultados de este proyecto conduzcan a una mayor
comprensión de la dinámica de transmisión de la malaria que permita predecir con
mayor precisión el efecto que supone el cambio climático sobre la enfermedad. Sin
duda este nuevo conocimiento podrá ser aplicado para mejorar los programas
tradicionales de prevención y manejo que se realizan actualmente para abordar
esta enfermedad (ej. el manejo local del medioambiente para eliminar criaderos de
mosquitos y así minimizar el riesgo de transmisión de la malaria). A su vez, será la
base para implementar a largo plazo un sistema de monitoreo de las variables
climáticas y la vigilancia de enfermedades transmisibles en esta región. Todo esto
tendrá un impacto directo en la salud de las poblaciones más afectadas por
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malaria en Panamá. Finalmente, el marco de esta propuesta ofrece una excelente
oportunidad
de
entrenamiento
y motivación
para
nuevos
investigadores
panameños interesados en el estudio de la malaria contribuyendo también de esta
manera al enriquecimiento del conocimiento técnico y científico del país y a la
formación de nuevos profesionales capaces de sostener e impulsar el desarrollo
científico y tecnológico en Panamá.
Un objetivo o acción fundamental de la propuesta es lograr que uno o dos líderes
comunitarios de cada población evaluada sean entrenados en los procedimientos
básicos de vigilancia entomológica relacionados con el ciclo de malaria. Para ello
los líderes de cada comunidad serán instruidos en el reconocimiento, evaluación y
registro de la presencia, densidad y características generales de los criaderos de
Anopheles spp. También se les explicará en forma sencilla como los cambios
climáticos influyen directamente e indirectamente en la propagación de los
vectores de la malaria. La instrucción de estos líderes estará a cargo de miembros
del grupo de investigación con experiencia en la ejecución de proyectos basados
en el concepto de ECOSALUD (Dres. Lorenzo Cáceres y Azael Saldaña). Se
espera que el entrenamiento, a lo largo de dos años, de estos líderes promueva
una actitud vigilante y preventiva que pueda ser transferida a otros miembros de
las comunidades.
5. Objetivos
Objetivos generales:
Evaluar cómo la variabilidad climática y las fluctuaciones del tiempo impactan la
abundancia y diversidad de los vectores y en consecuencia la trasmisión de la
malaria en comunidades endémicas de Panamá.
Objetivos específicos:
-
Caracterizar la epidemiología de la malaria durante la última década en una
comunidad endémica de Panamá
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-
Establecer la localización y características de los sitios de reproducción de
los vectores de malaria en una comunidad endémica de Panamá
-
Determinar la abundancia y diversidad de los vectores de malaria en una
comunidad endémicas de Panamá
-
Determinar las tasas de infección con Plasmodium en los mosquitos
Anopheles spp colectados
-
Capacitar a líderes comunitarios en acciones de vigilancia entomológica y el
concepto de Eco-salud
6. Metodología (materiales, métodos y actividades)
Descripción del área de estudio:
El estudio se llevará a cabo en una comunidad endémica localizada al extremo
nororiental del país. La zona está constituida por numerosas islas donde habita la
mayoría de la población indígena, y áreas costeras de tierra firme que presentan
un medio ambiente y ecología fuertemente modificada debido a la influencia
antropogénica que ha transformado gran parte del área boscosa en zonas
dedicadas principalmente a la pesca y agricultura. Son terrenos principalmente
constituidos por tierras bajas, generando condiciones favorables para la presencia
de criaderos de mosquitos anofelinos vectores de malaria.
Para el estudio se seleccionarán una comunidad con la más alta incidencia de
malaria
durante
los
últimos
cinco
años.
Se
colectarán
y
analizarán
retrospectivamente y prospectivamente (durante la duración del estudio) todos los
casos semanales y mensuales de malaria registrados en esa zona. La información
se obtendrá de la base de datos del Departamento de Control de Vectores del
Ministerio de Salud de Panamá. Para los análisis descriptivos se considerarán las
siguientes variables: localización de los casos, fecha de toma de muestra, fecha
del diagnóstico, edad, género, especie de malaria, densidad parasitaria y tiempo
entre la toma de muestra y el diagnóstico. Para estimar la intensidad de la
trasmisión de malaria se determinarán los indicadores malariométricos de
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incidencia parasitaria anual (IPA), índice de láminas positivas (ILP) y el índice
anual de exámenes de muestras de sangre (IAES).
Datos climáticos
Los datos climáticos de precipitación, temperatura máxima y mínima se obtendrán
a través de la estación meteorológica más cercana a los sitios de estudio de
ETESA. La temperatura superficial del océano en el área 4 (SST4, también
conocida como índice 4 de El Niño, cuyas medidas son tomadas en el área dentro
de las coordenadas 5N–5S y 160E–150W del Océano Pacífico). El SST4 es un
índice de la ENOA se obtendrá de la base de datos de la Administración Nacional
Atmosférica
de
Estados
Unidos
(NOAA,
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/data/indices/). Esta combinación de datos locales y
globales ayudará a comprender mejor el rol de los patrones climáticos globales y
locales en la dinámica de población de los vectores, así como de la transmisión,
de malaria en una comunidad endémica. Específicamente, este tipo de datos
permitirá probar hipótesis sobre si las epidemias interanuales de malaria en
comunidades endémicas están asociadas a la ENOA, si ocurren por patrones
locales del clima, o si reflejan una sinergia entre la ENOA y los patrones climáticos
locales.
Evaluaciones Entomológicas
Colecta de formas inmaduras de anofelinos: Las colectas larvarias se
realizarán durante tres días consecutivos una vez al mes en criaderos naturales
cercanos a las localidades y viviendas en un radio de aproximadamente entre
1000 a 1500 m. Las larvas serán colectadas con cucharones de 350 ml de
capacidad, con un promedio 10 cucharonadas/m 2 de superficie según metodología
de la OMS (24). Las coordenadas de cada hábitat evaluado durante el estudio
será registrado empleando un sistema de posición global. Los criaderos serán
clasificados en permanentes o temporales y se registrarán las siguientes
características físicas: profundidad del agua, turbidez, presencia de vegetación
flotante o emergente, sombra/luz y temperatura del agua. Se emplearán sensores
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de temperatura para estudiar en detalle los patrones microclimáticos de los
criaderos de mosquitos y como se asocian con patrones climáticos regionales del
área en estudio y globalmente con la ENOA.
También se tomarán muestras de agua de los criaderos de larvas larval durante el
primer año del estudio para analizar la salinidad, pH, conductividad, dureza total y
residuos secos. Estos análisis químicos se realizarán en los laboratorios de
calidad de agua del LCRSP del ICGES.
Colecta de mosquitos adultos: La captura de anofelinos con atrayente humano
protegido se realizará en el intradomicilio y peridomicilio entre las 18:00 y 24:00
horas en cada una de las localidades por tres días consecutivos una vez al mes.
Para minimizar el riesgo de infección en los técnicos de campo, se seguirán las
recomendaciones técnicas de bioseguridad de la OMS (24). Las colectas de
anofelinos adultos en el extradomicilio cercanas a los criaderos se realizarán con
trampas de luz tipo CDC que se colocarán a una altura de 1,5 m durante toda la
noche (18:00 a las 6:00 horas) por tres días consecutivos una vez al mes (25).
Todo el material biológico de larvas y mosquitos adultos colectados se colocará en
envases previamente codificados y serán transportados al Departamento de
Entomología Médica del ICGES para su identificación a nivel de especie mediante
claves taxonómicas (26, 27) y la colección de referencia del Gorgas.
Determinación de la capacidad infecciosa natural en mosquitos por
Plasmodium: Para la determinar la infección natural con Plasmodium spp. Se
analizarán mosquitos hembras de Anopheles capturados en las localidades de
estudio. Dependiendo del número de mosquitos colectados y las fechas de
captura, las muestras se procesarán en “pools” de hasta 20 especímenes. El ADN
de los pools se extraerá empleando el kit Blood and Tissue® kit (QIAGEN, Hilden,
Germany), siguiendo las recomendaciones de los fabricantes. Para detectar la
presencia de Plasmodium spp. en los mosquitos se empleará un PCR anidado
(28).
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Modelos matemáticos y análisis estadísticos
Los datos sobre vectores y las series temporales serán analizados utilizando
herramientas modernas de estadística para datos geoespaciales (Brunsdon and
Comber, 2015) y series de datos temporales (Shumway and Stoffer, 2011). Los
modelos espaciales intentaran explicar los patrones de abundancia espacial de los
vectores, investigando el rol de diferentes elementos del paisaje, y viendo como la
abundancia de los vectores está asociada a la transmisión de la malaria
empleando os información especial de los casos que ocurran durante la parte
prospectiva del estudio. Para este fin emplearemos modelos de regresión especial
y de patrones de puntos (Brunsdon and Comber, 2015). Los modelos de series
temporales de incidencia de la malaria serán empleados para entender la
asociación de las diferentes fuerzas climáticas con la incidencia de la malaria en la
comarca autónoma de Guna Yala, empleando correlaciones cruzadas y modelos
ARIMA (Hurtado et al., 2014; Shumway and Stoffer, 2011).
En nuestro análisis también emplearemos modelos matemáticos de fuerza de
infección (Anderson and May, 1991; Calzada et al., 2015), que intentaran explicar
la incidencia de la malaria como función de la densidad de mosquitos vectores y
su tasa de infección (Smith et al., 2010). Estos últimos modelos serán ajustados
empleado el estado del arte en métodos de máxima verosimilitud (Bolker, 2008).
Específicamente, intentaremos entender cuáles son las densidades de vectores
donde reducciones lineales de abundancia pueden disminuir la transmisión de la
malaria tal como está previsto en el modelo matemático clásico sobre la
transmisión de la malaria de Ross y Macdonald (Reiner et al., 2013). Para los
datos de vectores, también se evaluará la importancia de la denso-dependencia
en sus dinámicas poblacionales (Chaves et al., 2012), tratando de unir datos sobre
la abundancia larval y de adultos, y tratando de caracterizar los posibles rezagos
entre cambios en la abundancia de larvas y la de adultos. De esta forma se podrá
tener una mejor comprensión de como el clima, a través de sus impactos en los
vectores, puede modular la transmisión de la malaria. Finalmente, la información
de nuestros diferentes abordajes del modelado de los datos será empleada para
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establecer posibles métodos de control y eliminación que serán evaluados
empleando simulaciones (Chaves et al., 2014; Moonen et al., 2010).
7. Productos (científicos, técnicos, etc.)
Los productos de este proyecto se deben reflejar en muchos ámbitos: en el
científico se espera la mejor comprensión del efecto que supone las variables
climáticas sobre la eco-biología de la malaria en un área endémica.
Se espera la presentación de estos resultados en reuniones científicas nacionales
e internacionales (congresos, talleres, simposium, etc) así como la publicación de
no menos de dos artículos en revistas científicas indexadas.
El conocimiento generado podrá ser aplicado para mejorar la salud los habitantes
con escenarios epidemiológicos similares mediante la implementación programas
sostenibles de vigilancia, prevención y manejo de la malaria. (e.g. el manejo local
del medioambiente para minimizar el riesgo a la malaria). La investigación debe
también servir de estímulo para otros grupos científicos del país con intereses en
investigaciones relacionadas al cambio climático y al abordaje holístico de las
enfermedades transmitidas por vectores. El estudio brindará la oportunidad de
capacitar técnicamente a un buen número de personas en el estudio de los
vectores de la malaria de la comunidad estudiada.
Parte de los resultados de la investigación podrán ser usadas por dos estudiantes
como tema de tesis de maestría, esto contribuirá significativamente a la formación
profesional de estas personas.
Se espera que el proyecto, directa e indirectamente, eduque a las poblaciones
involucradas sobre metodologías de vigilancia y prevención de la malaria y a
considerar las variantes climáticas con posibles potenciadores de la transmisión
de esta parasitosis
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8. Estrategia de divulgación de los resultados del proyecto
Los resultados, el análisis, las conclusiones y las recomendaciones del estudio
serán transmitidos a las autoridades panameñas que participan en el manejo de la
salud pública y del medioambiente. Se publicarán artículos científicos en revistas
internacionales indexadas con los resultados obtenidos. Se prepararán informes
para ministerios interesados del país (MINSA, ANAM) y se comunicarán los
resultados a través de artículos de prensa en medios locales y a las comunidades
que participaron en el estudio. Los resultados también se presentarán al MINSA y
se divulgarán en congresos nacionales (APANAC) e internacionales (American
Society of Tropical Medicine and Hygiene).
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