abril 20, 2021

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La Ciencia de la Salud

Las vacunas imperfectas y su utilidad en Salud Pública | Columna de Andreu Comas García

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El día de hoy platicaré sobre las vacunas y empezaré por definir, ¿qué es una vacuna? De acuerdo con la Real Academia Española de la Lengua, una vacuna es un preparado de antígenos que, aplicados a un organismo, provoca en él una repuesta al de defensa.

En palabras más sencillas, es cuando se introduce al cuerpo un pedazo de un bicho (antígeno) o un bicho que no nos puede causar enfermedad (atenuado) para que el cuerpo aprenda no solo contra quien atacar, también como al vacunarnos, el cuerpo genera una respuesta inmune que es rápida y efectiva. Pero lo más importante es que respuesta se queda grabada en el cuerpo y cuando el patógeno intenta infectar, la respuesta inmune lo evita rápidamente.

¿Cómo es que la vacunación evita la aparición de los brotes? Las campañas masivas de vacunación evitan la aparición de brotes de enfermedades infecciosas mediante la generación de un mecanismo de protección indirecto para la población que es susceptible a la infección y que no ha sido vacunada, es decir mediante la inmunidad de rebaño.

Como consecuencia de una campaña de vacunación masiva exitosa, la mayor parte de la población ya tiene protección contra el patógeno (por que generó memoria inmune) y por lo tanto el patógeno no encuentra a quien infectar. En otras palabras, es como si formáramos un escudo alrededor de la gente que no se ha vacunado o de la gente a quien no le funcionó la vacuna.

Cabe mencionar que cuando se inventaron las vacunas, su objetivo era evitar la infección. Toda vacuna que logre este objetivo se le conoce epidemiológica y matemáticamente como una vacuna perfecta. Hasta la actualidad, son pocas las vacunas perfectas que tenemos.

Probablemente el mejor ejemplo de una vacuna perfecta es la vacuna contra la viruela. Mediante la aplicación masiva de esta vacuna se logró erradicar la viruela, por cierto, esta la única infección que hemos logrado erradicar. Sin embargo, la gran mayoría de las vacunas que tenemos no son perfectas.

De acuerdo con el Prof. Andrew Read de la Universidad de Edimburgo “las vacunas rara vez proveen protección completa, pero aún así pueden ser utilizadas para proteger individuos y poblaciones, es decir son imperfectas”. Este concepto implica que para que una vacuna imperfecta funcione adecuadamente, hay que diseñar una estrategia de vacunación acorde a sus características.

Aclaro, que existan vacunas que sean imperfectas NI es malo NI es peligroso. Mas bien, esto nos dice para poder utilizarlas en el control o mitigación de un brote, es importante conocer ¿cómo funcionan? y ¿qué tanto protegen?

¿Por qué una vacuna es imperfecta? Porque no previene la infección en todos los individuos vacunados. Repito, esto no es motivo para tirar las vacunas a la basura o para cortarnos las venas.

Sí las vacunas imperfectas no evitan una infección por completo, ¿Cómo es que funcionan?  Son varios los mecanismos que se han descrito, los cuales ni son de todo-nada y se pueden combinar entre ellos. El primero es mediante la disminución de la probabilidad de que alguien se infecte. El segundo es mediante la reducción crecimiento de la población del patógeno ya sea en un individuo o en una comunidad. El tercero es evitar que se disperse y por último, es disminuir los mecanismos mediante los cuales el patógeno genera enfermedad grave.

¿Cuáles son los beneficios de las vacunas imperfectas? Bueno, son cuatro sus beneficios. El primero es que reduce la gravedad de la infección y, por lo tanto, aunque la gente se puede enfermar no van a requerir hospitalización ni fallecerán. El segundo beneficio es que disminuye la transmisión, con lo cual sí menos gente se contagia se minimiza el impacto del brote en una comunidad. El tercer beneficio es que disminuye la incidencia, es decir el número de casos nuevos a lo largo del tiempo y esto hace que el golpe sea menos duro y no colapse los sistemas de salud o la economía. Finalmente, una vacuna imperfecta sí es capaz genera inmunidad de rebaño, con lo cual se logrará detener un brote.

Cuando se tiene una vacuna imperfecta, es muy importante buscar intencionadamente la generación de patógenos que escapen al efecto de la vacuna. El mejor ejemplo de esto es la vacuna contra influenza. Esta vacuna evita entre 30%-60% de las infecciones, pero evita más del 90% de las hospitalizaciones y defunciones. Sin embargo, debido a que cada constantemente se generan virus que no son neutralizados por la vacuna, cada año hay que cambiar el diseño de los antígenos que se utilizan en ella.

Las vacunas imperfectas pueden tener efectos en la evolución de un patógeno y en su manera de causarnos enfermedad. Por lo tanto, sí se conoce la efectividad de la vacuna y el tiempo que dura su protección, entonces se pueden diseñar la mejor campaña masiva de vacunación con la cual se pueda detener un brote.

Aunque las vacunas no son la panacea contra las enfermedades infecciosas, en la mayoría de los casos, son la estrategia de salud pública con la mayor relación costo-beneficio e impacto empleadas a o largo de la historia de la humanidad. Esto es, porque es mejor prevenir que curar.

Por último, el contar con vacunas imperfectas no debe de ser un limitante para su uso, por el contrario, es la justificación para mantener la vigilancia epidemiológica de las enfermedades prevenibles por vacunación y para evaluar activamente la evolución de los patógenos.

 

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#4 Tiempos

La tragedia de Manaos y la inmunidad de rebaño | Columna de Andreu Comas García

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La Ciencia de la Salud

La columna anterior se trató sobre la inmunidad de rebaño, la cual es un tipo de inmunidad colectiva e indirecta en la cual la presencia de gente con protección contra un patógeno protege al resto de la población. Hay que aclarar que la inmunidad colectiva tiene un umbral. Esta se define como la proporción de personas en una población que han adquirido inmunidad y que por lo tanto no pueden participar en la transmisión. Sí se rebasa el umbral entonces se extinguirá la enfermedad.

Ahora, supongamos que el umbral en COVID-19 para alcanzar la inmunidad de rebaño es del 65%, esto no quiere decir que cuando se haya infectado el 65% de la población la transmisión de le enfermedad empezará a caer hasta desaparecer. Lo que nos dice el umbral es que cuando el 65% de la población continúe con la presencia de anticuerpos protectores, entonces se dará la inmunidad de rebaño.

Por lo tanto, surge una pregunta muy relevante ¿cuánto tiempo dura la inmunidad contra el SARS-CoV-2? Existen estudios que nos dicen que la vida media de los anticuerpos protectores contra el SARS-CoV-2 es de 4 meses, es decir el 50% de los infectados ya no tienen anticuerpos a los 4 meses de la infección. En cambio, la inmunidad por la vacuna hasta ahora sabemos que dura al menos 6 meses (en parte esto es por que hasta ahí han llegado los estudios clínicos).

Esto quiere decir que el 50% de los infectos SARS-CoV-2 estarán protegidos por 4 meses y después irán perdiendo paulatinamente la protección. La pérdida paulatina de la protección adquirida por la infección natural claramente dificultará que se pueda alcanzar la inmunidad de rebaño sin necesidad de vacunación. Por cierto, la pérdida de la inmunidad trae como consecuencia que ocurra reinfección, pero esto será tema de otra columna.

Por ejemplo, hasta el día 11 abril del 2021 y considerando el subregistro he calculado que 39.5% de los potosinos ya se han infectado con el virus. Sin embargo, al analizar diferentes escenarios de duración-pérdida de la inmunidad protectora, estimo que para el 11 de abril entre el 23% y 31% de la población aún continúa con protección.

El que se haya infectado el 39.5% de la población en 394 días ha tenido un gran costo social y económico para San Luis Potosí. Esto ha significado que después de 394 días de pandemia se han registrado 5,289 muertes que en realidad corresponden a 13,223 defunciones asociadas al COVID-19. En la parte económica, esto llevo a que durante el 2020 el PIB del estado cayó entre 8%-12%.

Al final de la columna anterior escribí sobre el desastre de Manaos en Brasil. Manaos es la capital del Estado del Amazonas y en dicho lugar se ha estimado que para octubre del 2020 el 76% de la población se había infectado por SARS-CoV-2. Pero curiosamente, a pesar de haber rebasado el umbral de la inmunidad de rebaño, esto no mitigó ni transmisión ni la mortalidad.

De hecho, al haber rebasado naturalmente el umbral de la inmunidad de rebaño el exceso de mortalidad en Manaos fue de 4.5 veces con respecto a los años previos. La tasa de mortalidad de Manaos (para el mismo periodo) fue 4.3 veces mayor a la del Reino Unido y 5.3 mayor que la de Francia, países con una prevalencia de la infección del 20% (es decir 3.8 veces menor que la de Manaos).

A diferencia del Reino Unido y Francia, la mayoría de la población en Manaos es joven, por lo cual la edad no podía ser un factor que incrementara la mortalidad. De hecho, los estudios nos indican que todos los grupos de edad de Manaos se han infectado con la misma proporción. Este hallazgo es importante, porque sí todos los grupos de edad se han infectado en la misma cantidad, no se puede hacer la estrategia de escudo para proteger a la población más vulnerable.

Entonces ¿qué puede explicar la tragedia de Manaos?, en primer lugar y probablemente el más importante, ha sido la muy alta tasa de ataque del SARS-CoV-2. En dicha población se infectó en menos de 10 meses el 76% de la población. Al infectarse rápidamente una gran cantidad de la población esto llevó a la saturación del sistema de salud y también la generación de nuevas variantes del virus.

Vaya, es como si nosotros viéramos un iceberg y la punta de este fueran los casos graves y muertes, y la parte sumergida en el agua que es lo más grande son las infecciones leves. Sí yo tengo una tasa a la cual rápidamente se infectan muchas personas, de repente este iceberg sale a flote y por lo tanto vemos más casos graves y muertes.

Otros factores que potenciaron este desastre con las condiciones socioeconómicas, el hacinamiento, el limitado acceso a agua limpia y la dispersión por la zona en barco. Además, hay que considerar es que es una población joven, por lo cual pueden tener baja inmunidad pre-existente contra otros coronavirus. Finalmente, otro factor que pudo haber contribuido es la introducción temprana y circulación de múltiples variantes del virus.

Entonces, ¿la inmunidad de rebaño es una opción para detener la pandemia?, Sí se busca alcanzar la inmunidad de rebaño solo con la infección natural (como lo intentó Suecia o lo esta haciendo Brasil) esto no es una buena opción. Hay que tomar en cuenta que existe pérdida de inmunidad, reinfecciones y que además se necesitaría una gran cantidad de casos en poco tiempo para rebasar el umbral. Rebasar el umbral con puras infecciones naturales solo haría empeorar la catástrofe actual.

Pero sí se busca alcanzar la inmunidad de rebaño mediante una estrategia de vacunación inteligente que se aplique en la población de mayor impacto, de mayor movilidad, de mayor transmisión y priorizando su aplicación en las áreas de mayor densidad poblacional y movilidad, entonces sí sería la mejor opción para alcanzar una inmunidad de rebaño que sí ayude a detener la pandemia.

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#4 Tiempos

¿Qué es la inmunidad de rebaño? | Columna de Andreu Comas García

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Con la actual pandemia de COVID-19, pero sobre todo con la llegada de las vacunas hay un término que se ha mencionado constantemente en los medios de comunicación, este es la inmunidad de rebaño (también llamada colectiva o de grupo o de hiato).

La primera vez que se utilizó el término de inmunidad de rebaño fue en 1923 por G.S. Wilson en la revista científica llamada Journal of Hygiene. Este concepto fue acuñado gracias a observaciones primero veterinarias hechas por Potter en 1917 y luego por lo observado durante la Primera Guerra Mundial.

En el caso particular de humanos, la primera vez que se utilizó este término fue en 1924 por Sheldon Dudley durante el estudio de la epidemia de difteria en Londres. Pero no fue sino hasta las décadas de 1950 y 1960 que este término se popularizó gracias a la llegada de nuevas vacunas.

La inmunidad de rebaño es un fenómeno estadístico que se utiliza en epidemiología y en matemáticas que nos sirve para determinar cuándo deja de ser transmisible un patógeno en una población determinada, por lo tanto, es un término poblacional no individual. Este concepto involucra a dos tipos de participantes, el primero son los individuos susceptibles y el segundo son los individuos inmunes/recuperados.

Cuando llega un patógeno nuevo a una población (como ahora ocurrió con el SARS-CoV-2) ninguno de las personas tiene en su sistema inmune células de memoria que los puedan proteger. Es decir, todos los individuos de esa población tienen la posibilidad de infectarse, que por cierto no es lo mismo infectarse que enfermarse, pero eso será tema de otra columna.

Por lo tanto, al principio de la infección no hay inmunidad colectiva y el patógeno se dispersa fácilmente por toda la población y va contagiando a los que alcanza. Sí no se cuenta con una vacuna contra ese patógeno, la único que podemos hacer es aislar a los casos para volver mas lento el contagio y así ganar tiempo para que no colapse el sistema de salud y para que se pueda desarrollar una vacuna.

Conforme la gente se va infectando, estas van pasando de ser susceptibles a inmunes por que generan anticuerpos (o fallecen) y entonces durante cierto tiempo ese nuevo patógeno no puede infectar a los inmunes. Con el paso del tiempo, van incrementando la proporción de personas inmunes y va disminuyendo la de los susceptibles. Por lo tanto, entre más inmunes tengamos, más difícil será para el patógeno encontrar a alguien que pueda infectar y, por lo tanto, la epidemia pierde velocidad.

La inmunidad de rebaño es como sí las personas que ya se infectaron (que sobrevivieron e hicieron inmunidad) y/o los infectados se convierten en escudos o en barreras que le dificultan al patógeno infectar a personas susceptibles. Vaya, se reduce la probabilidad de que el patógeno encuentre a alguien sin protección y por lo tanto reduce la probabilidad de se infecten más susceptibles.

Ahora, ¿Qué proporción de una población tienen que ser inmune para que se reduzca la probabilidad de que el patógeno pueda infectar susceptibles?, para que esta pregunta se pueda contestar hay que explicar el fenómeno de número reproductivo básico (R0).

El R0 es el número de personas que un infectado puede contagiar en una población 100% susceptible. En el caso del SARS-CoV-2, este número se calculado entre 2 y 3. Es decir, una persona con SARS-CoV-2 puede contagiar entre 2 y 3 personas durante todo su periodo infeccioso.

Sí se conoce el R0, entonces podemos calcular la cantidad de personas que requieren tener inmunidad (ya sea por vacunación o infección natural) para poder parar la infección a nivel poblacional. Por ejemplo, en el caso de sarampión es del 95% de la población, para polio este número es del 80% y en el caso de SARS-CoV-2 va del 60%-67%.

Finalmente hay dos maneras de alcanzar la inmunidad, esto es por que alguien se infecta o porque alguien se vacuna. Lo ideal, lo ideal es que la inmunidad de rebaño se alcance por vacunación masiva y no por infección natural masiva. En la siguiente columna explicaré porque debe de ser por vacunación y no por infección natural. Para esto utilizaré la experiencia de Manaos en Brasil.

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#4 Tiempos

¿Los virus están vivos? | Columna de Andreu Comas García

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Como alguien que se dedica a los virus, frecuentemente colegas y alumnos me hacen la siguiente pregunta ¿Los virus están vivos? La pregunta no es fácil de responder y la respuesta probablemente será polémica.

El Dr. Salvador Luria (virólogo ganador del Premio Nobel Fisiología o Medicina por descubrir la estructura y replicación viral) definió a los virus como entidades biológicas cuyos genomas se replican dentro de una célula hospedera y para lo cual utiliza la maquinaria de la célula, produciendo elementos llamados viriones. La definición de Luria implícitamente dice que los virus requieren de entrar a la célula para poder replicarse, por lo cual, por sí mismos no son entidades autónomas como sí lo son las bacterias, hongos y protozoarios.

De acuerdo con David Moreira y Purificación López García, los virus están compuestos de moléculas que podemos encontrar en una célula y que tienen la capacidad de evolucionar. Estas dos primeras definiciones hacen ver a los virus como seres parasitarios que requieren de otro organismo para continuar con su crecimiento y dispersión.

Pero probablemente la definición más famosa sobre los virus es la del Dr. Michael Oldstone (profesor de inmunología y microbiología en La Jolla, California). Él los definió como un paquete de malas noticias envueltas en proteínas, ácidos nucleicos, y a veces en lípidos. Claro, esto fue antes de que Oldstone supiera que en nuestro cuerpo viven virus que nos ofrecen ventajas evolutivas, metabólicas y/o inmunológicas.

Ya que se expusieron alguno de los conceptos claves para definir a un virus, ahora tocaría definir a la vida. De acuerdo con la NASA (Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio de Estados Unidos) la vida es un sistema químico autosuficiente con la capacidad de tener evolución darwiniana.  

Antes de desmenuzar la definición de la vida de acuerdo con la NASA y contestar sí los virus las cumplen o no, hay que comparar los rasgos de las células y de los virus. ¿Qué rasgos comparten ambas entidades? Solo uno, que ambos contienen información genética (ya sea en forma de RNA o DNA).

¿Qué rasgos solo tienen las células, pero no los virus? Solo las células tienen capacidad de mantenerse y replicarse por sí mismas, además de que las células sí tienen un ancestro común en la evolución e históricamente tienen una continuidad estructural (estas dos ultimas características es lo que la NASA denomina como “evolución darwiniana”).

Aunque los virus tienen sus propias enzimas que les permiten sintetizar sus genes, estas enzimas, con frecuencia comenten muchos errores (lo que dan lugar a mutaciones y por lo tanto suelen evolucionar más por error que por seguir las leyes de Darwin).

El proceso de evolución de los virus por una parte es un proceso de depende del azar y en donde solo seguirán existiendo los virus cuyas mutaciones sean para beneficio. La otra característica de los virus es que a diferencia de nosotros tienen un problema de espacio. Es decir, no pueden crecer por lo tanto el tamaño de su genoma esta limitado por el tamaño del virus, vaya no se puede meter un elefante en un “vochito”. Por lo tanto, la información genética que pueden ganar es limitada.

El tercer rasgo que hay que analizar es ¿Qué obtienen necesariamente los virus de las células? Los virus utilizan nuestros genes que dan lugar al metabolismo de carbón y de energía, así como de la síntesis de proteínas. De hecho, los virus requieren de las células para replicarse, funcionar y poder evolucionar.

Por lo tanto, si consideramos lo anterior, no podemos considerar que los virus están vivos. Pero que los virus no sean seres vivos (por sí solos) no los hace menos importantes, relevantes o peligrosos (falta ver como un pequeño virus llamado SARS-CoV-2 ha puesto patas para arriba a la humanidad).

De hecho, antes de existir los seres vivos (bacterias, hongos, protozoarios, mamíferos, etc.) existió un mundo de RNA. En este mundo las células tenían RNA (no DNA), lo cual las hacía inestables y propensas a dañarse y dejar de funcionar. Posteriormente, las células de RNA fueron cambiando sus genomas por el DNA lo cual las hizo estables y de ahí fue surgiendo la vida de acuerdo con lo planteado por Darwin. Es decir, primero existieron los virus y luego nosotros. Finalmente, aunque no estén vivos hay que mencionar que la evolución de muchos de nuestros genes se ha dado gracias a la interacción y competencia por la supervivencia con los virus.

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