John Snow: Desarrollos Metodológicos en Epidemiología

La epidemiología molecular se basa en la identificación de marcadores moleculares a nivel de biomoléculas tales como: ADN, ARN y proteínas, entre otras. Estos marcadores permiten la identificación de variantes dentro de estas moléculas, variantes que llevan a que se dé determinada interacción para finalmente permitir o no la aparición de a determinadas infecciones, así como la distribución de estas características dentro de la población en general.

En cuanto a las enfermedades infecciosas, esto ha permitido la clasificación más exacta de los patógenos, llevando al entendimiento de la gran variabilidad genética que se encierra dentro de las especies de patógenos y como esta variabilidad afecta el desenlace de la infección y por ende como afecta la salud de las poblaciones que se encuentran en riesgo. Pero no solamente ha permitido explorar el papel de la variabilidad genética desde el punto de vista del agente infeccioso, sino también desde el punto de vista del huésped, permitiendo el entendimiento de fenómenos tales como la resistencia a determinadas infecciones, la mayor o menor susceptibilidad de diferentes individuos o poblaciones frente determinada manifestación clínica. Son muchos los marcadores moleculares que hasta el momento se han utilizado y se reportan en la literatura, pero en términos generales son secuencias, repeticiones de secuencias o posiciones específicas dentro del genoma del ser humano o de los patógenos que lo afectan y que permiten el análisis epidemiológico de sus efectos (15).

Si tomamos como ejemplo la enfermedad que interesó al Dr. Snow a mediados del siglo XIX, el cólera, para entender el impacto de la epidemiología molecular, nos podemos dar cuenta que es significativo el avance en el entendimiento de los factores que determinan la aparición de una epidemia de cólera en determinado punto geográfico; de igual forma se han logrado avances importantes en el esclarecimiento de la patología molecular de la enfermedad, todo esto gracias a los estudios en epidemiología molecular que se han realizado durante los últimos 15 años (16).

El análisis a nivel molecular de las diferentes variantes que existen del agente etiológico de la enfermedad, la bacteria Vibrio cholerae, ha llevado al entendimiento de los factores de virulencia, incluyendo la toxina colérica, que intervienen en la aparición de la enfermedad. Se han tipificado diferentes factores de virulencia implicados en varios aspectos del proceso de infección como por ejemplo: El antígeno O, antígeno somático que permite la diferenciación de los serotipos de V. cholera; el antígeno H, péptido flagelar que está involucrado en la adherencia de la bacteria a la mucosa del intestino delgado; las hemolisinas, que pueden ser de tipo insoluble o soluble y están involucradas en procesos hemolíticos; La toxina Zot, que incrementa la permeabilidad de la mucosa del intestino delgado; el pili TCP, este factor de colonización se encuentra co-regulado con los genes que codifican la toxina colérica y la toxina colérica en sí misma, responsable en gran medida del síntoma característico del cólera, la diarrea. La identificación y tipificación molecular de estos factores de virulencia involucrados en la patogénesis de la enfermedad, han permitido reconocer de manera más exacta y rápida los serotipos involucrados en las epidemias de la enfermedad o serotipos toxigénicos, estos serotipos son los denominados O1 y O139. De igual forma esto ha llevado al reconocimiento más exacto y detallado de un gran número de serotipos no productores de cólera (17).

Gracias a la tipificación de estos factores se han podido desarrollar métodos que permiten el seguimiento a nivel molecular de determinado serotipo a nivel del hábitat donde normalmente se encuentra la bacteria, ambientes acuáticos y estuarinos.

Este seguimiento ha permitido determinar las fluctuaciones poblacionales que sufren los serotipos toxigénicos a lo largo del año en ciertas partes del mundo donde se dan epidemias estacionales de cólera (16,17); demostrando la relación entre abundancia de células viables de estos serotipos y la aparición de un brote de cólera en la zona (16).

Los factores que llevan a la aparición y abundancia de un serotipo toxigénico en un área geográfica determinada han sido de interés durante mucho tiempo. Inicialmente se adjudicaron factores de tipo físico y químico, pero estudios a nivel epidemiológico que intentaban relacionar este tipo de factores tales como inundaciones con la aparición de determinado serotipo toxigénico, demostraron su influencia pero de manera indirecta (17).

Los factores que directamente determinan la aparición de una epidemia debida a un determinado serotipo productor de cólera (O1 y O139) seguían siendo un misterio. Un estudio de epidemiología molecular llevado a cabo durante tres años en el delta del río Ganges, llevo a la identificación de los posibles factores que intervienen en la dinámica de las epidemias estacionales de cólera en esta región de la India. Este estudio, demostró el papel que juegan los fagos (virus que parasitan bacterias), en la aparición y abundancia de células viables de determinado serotipo de V. cholerae. Esta especie de bacteria hace parte de la flora acuática normal de los estuarios del delta del río Ganges, en este hábitat se encuentra en contacto con diferentes clases de fagos o vibriófagos como se denomina a los virus de bacterias que afectan Vibrios.

Al igual que los virus que afectan células eucariotas, los vibriófagos son altamente específicos, esa especificidad llega a nivel de serotipo, encontrándose fagos que infectan determinado serotipo únicamente. Después de un seguimiento de tres años, tanto a los serotipos bacterianos como a los diferentes tipos de vibriófagos presentes en las aguas del Ganges, se demostró que las epidemias estacionales son producidas por un determinado serotipo (O1 ó O139) y que la abundancia de fagos que infectan al serotipo implicado en la epidemia se correlaciona inversamente con la presencia de células viables de dicho serotipo de V. cholerae. Durante una epidemia el número de fagos que infectan el serotipo epidémico es bajo, pero eventualmente el número de estos fagos empieza a aumentar a partir de fagos lisogénicos presentes en otros serotipos de V. cholerae; este aumento disminuye paulatinamente la cantidad de células viables de V. cholerae epidémica en el ambiente y por ende el número de casos humanos de cólera hasta que esta epidemia desaparece. A su vez el número de células del otro serotipo, que no es infectado por el fago predominante en el momento, empieza a elevarse, llevando a que al cabo de un tiempo aparezca una segunda epidemia de cólera en la zona, causada por el otro serotipo toxigénico. De igual forma esta segunda epidemia de cólera es limitada por la aparición de un tipo de fago que infecta específicamente este segundo serotipo toxigénico (17).

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