Paul Ewald pregunta: ¿Podremos domesticar a los gérmenes?

Quisiera ir con todos ustedes por el desagüe y hasta lo más profundo de las alcantarillas porque quiero hablarles acerca de la diarrea. Y en particular quiero hablarles del diseño de la diarrea. Cuando los biólogos evolucionistas hablan de diseño lo que quieren decir es "diseño por selección natural". Y eso me lleva al título de nuestra charla: "El uso de la Evolución para Diseñar Organismos Patógenos Inteligentemente". Y también al brillante subtítulo. Pero no lo puse para que se viera bien. En verdad creo que el subtítulo explica lo que alguien como yo, que soy como un Darwin amateur, cómo es que el mundo ve nuestro rol dentro de los campos de las ciencias de la salud y la medicina. Este no es un campo amigable para los biólogos evolucionistas. Es posible encontrar un gran potencial pero también encontrar a mucha gente que defiende su territorio y que puede presentar gran resistencia cuando tratas de presentar nuevas ideas.

Así que la charla del día de hoy tratará de dos preguntas generales. La primera es: ¿Por qué hay algunos organismos más letales que otros? y una pregunta muy relacionada a esta, que es: ¿Cómo podemos controlar esta situación una vez que tenemos... la respuesta a la primera pregunta? ¿Cómo podemos hacer que los organismos más letales lo sean menos? Y como dije en un inicio, voy a platicarles acerca de los organismos que producen la diarrea, Y la perspectiva que quiero presentar cuando hablo de los organismos que producen diarrea así como la perspectiva cuando hablo de cualquier organismo que causa enfermedades infecciosas agudas es la de pensar acerca del problema desde la perspectiva de los gérmenes. Ver desde los ojos de los gérmenes. Y, en particular, pensar acerca de una idea fundamental que yo creo que da sentido a la increíble variación en la nocividad de los organismos que producen enfermedades. Y es la idea que, desde el punto de vista de los gérmenes, los organismos deben ir desde uno a otro huésped y con frecuencia dependen del bienestar del huésped para llevarles a otros nuevos huéspedes.

Pero no siempre sucede así. Algunas veces tenemos organismos infecciosos que no dependen de la movilidad de sus huéspedes para su transmisión. Y cuando nos enfrentamos a eso, la teoría evolutiva nos dice que la selección natural favorecerá al más agresivo, a los organismos más depredadores. Así que la selección favorecerá a los organismos que puedan causar más daño. En cambio si el contagio exige la movilidad del huésped, entonces esperaríamos que los ganadores de la competencia fueran los organismos menos agresivos. Por otro lado, si los patógenos no necesitan que el huésped esté sano y activo y la selección favorece a los patógenos que toman ventaja de sus huéspedes, los ganadores de la competencia serán aquellos que aprovechen a sus huéspedes para su propio éxito reproductivo. Pero si el huésped necesita moverse para poder transmitir el patógeno entonces son los más benignos los que serán los ganadores.

Así que empezaremos aplicando esta idea a las enfermedades diarreicas. Los organismos responsables de la diarrea se transmiten de tres maneras básicas. Pueden transmitirse por contacto de persona a persona, de persona a alimentos y de allí a otra persona cuando alguien come alimentos contaminados. O pueden transmitirse a través del agua. Y cuando se transmiten a través del agua, a diferencia de las primeras dos maneras de transmisión, los patógenos no dependen de huéspedes sanos para transmitirse. Una persona enferma en cama tiene la capacidad de infectar a decenas o centenas de otros individuos. Para ilustrar eso, este diagrama hace énfasis en que si tienes una persona enferma en cama, alguien debe sacar los materiales contaminados. Estos materiales contaminados tendrán que lavarse, y el agua entonces podría transportar estos gérmenes a fuentes de agua potable. Las personas visitarán los lugares en los que hay agua contaminada y, para cerrar el ciclo, pueden beber agua allí mismo. La idea es que una persona que no puede moverse de todas maneras puede infectar a otras personas.

De aquí que la teoría nos dice que cuando los organismos de la diarrea se transmiten a través del agua esperaríamos una conducta más agresiva, más depredadora. Y podríamos verificar estos conceptos. Así, una manera de verificarlo es tomar todas las bacterias que producen diarrea, y ver si aquellas que tienden a transmitirse en el agua, tienden a ser más letales. Y la respuesta es... sí, sí lo son. Este esquema está sólo para los aficionados a las bacterias, pero la idea principal es -- (Risas) que hay muchas de ellas aquí, y puedo decirles -- que el principal punto aquí es que estos datos muestran una concluyente asociación entre el grado en el que los organismos se transmiten por agua y su capacidad de hacer daño, que tantas muertes pueden producir por infecciones no tratadas. Esto sugiere que estamos en el camino correcto. Pero esto, desde mi punto de vista, sugiere que en realidad necesitamos hacer algunas preguntas.

Recuerden la segunda pregunta que hice al inicio y que era: ¿Cómo es que podemos usar este conocimiento para hacer que los organismos patógenos evolucionen para ser menos letales? Esto sugiere que si pudiéramos limitar el contagio a través del agua podríamos hacer que los organismos patógenos cambiaran del lado derecho al lado izquierdo de la gráfica. Pero esto no nos dice qué tanto tiempo requiere. Quiero decir, si esto requiere miles de años entonces todo esfuerzo es inútil en términos del control de estos patógenos. Pero si pudiera suceder en tan solo unos años entonces podría convertirse en una manera importante de controlar algunos de los problemas más terribles que han escapado a nuestros esfuerzos. En otras palabras, esto sugiere que podríamos domesticar a estos organismos. Podríamos hacerlos evolucionar de manera que no fueran tan dañinos para nosotros.

Y así, mientras pensaba en esto decidí enfocarme en este organismo, el biotipo "El Tor" del organismo llamado Vibrio Cholerae. Y es que esta especie es responsable del cólera. Y la razón por la que pensé en este maravilloso organismo es por qué sabemos porque es dañino. Es dañino porque produce una toxina, que es liberada cuando el organismo llega a nuestros intestinos. Es la causa de que el agua fluya de las células que forman el intestino hacia el cuerpo del mismo, y que entonces este fluido siga el único camino que puede seguir, que es hacia la salida. Y así arrastra a miles de otros organismos competidores que harían más difícil la vida de los vibrios.

Qué pasa entonces, si tienes un organismo que produce muchas toxinas. Que después de unos días de infección terminas teniendo -- materia fecal que en realidad no es tan asquerosa como imaginamos. Es algo así como agua un poco sucia. Y que si tomamos una gota de ese agua encontraremos millones de organismos productores de diarrea. Si los organismos produjeran muchas toxinas, entonces encontraríamos decenas o cientos de millones de ellos. Si no se produjeran tantas toxinas entonces encontraríamos un número más pequeño. Así que la tarea es encontrar cómo determinar si podríamos, o no, obtener organismos como estos que evolucionen para hacerse menos letales limitando su propagación en el agua, logrando así que el organismo sólo se transmita por contacto de persona a persona, o por contacto de persona con alimentos. En ambos casos requeriríamos que las personas fueran capaces de moverse y estuvieran relativamente sanas.

Considerando esto, puedo imaginar algunos experimentos. Uno podría ser, tomar diferentes cepas de este organismo -- algunas que produzcan muchas toxinas, otras que produzcan pocas -- y tomar estas cepas y sembrarlas en diferentes países. Algunos de estos países podrían tener sistemas de agua potable, de manera que podamos limitar la transmisión por agua, esperaríamos que los organismos evolucionaran para hacerse más benignos aquí. En otros países habría una mayor propagación a través del agua, y esperaríamos que estos organismos evolucionaran hacia un nivel mayor de letalidad. ¿Están de acuerdo? Hay sin embargo un pequeño problema ético con este experimento. Esperaba escuchar por lo menos unas risas con este comentario. Este silencio hace que me preocupe un poco.

(Risas)

Gracias, sus risas me hacen sentir un poco mejor. Y este problema ético es un gran problema. Para hacer énfasis en ello, esto es de lo que estoy hablando. Aquí está una jovencita casi muerta. Estuvo en una terapia de re-hidratación y se recuperó y en unos cuantos días estaba convertida en una persona totalmente diferente. Así que no deseamos realizar un experimento como el que les mencioné. Sin embargo, ese mismo escenario se dio en 1991. En 1991 este organismo del cólera se introdujo en Lima, Perú, y en dos meses se había propagado a las áreas vecinas. Y quiero aclarar que no sé como sucedió tal cosa, y que no tengo nada que ver con ello, se los juro. Y no creo que nadie sepa, pero ya que todo esto ya ha sucedido, podemos ver si la predicción que haríamos, es decir, la que acabamos de hacer, puede confirmarse. ¿Se hizo más benigno el organismo en un lugar como Chile, que tiene uno de los sistemas de agua más higiénicos de Latinoamérica? ¿O se hizo más letal en lugares como Ecuador, que tiene un sistema en cierto sentido deficiente? Y ¿Quedó Perú en algún punto intermedio?

Y así, con fondos de la fundación Bozack-Kruger, obtuve diferentes especímenes de estos países y medimos su producción de toxinas en el laboratorio. Y encontramos que en Chile -- a dos meses de la invasión de Perú ya había organismos invadiendo Chile. Y cuando examinamos esas cepas, en la parte izquierda de esta gráfica, vemos que hay grandes variaciones en la producción de toxinas. Cada punto corresponde a una variante aislada de diferentes personas. Hay una gran variación en la que la selección natural puede ejercer su poder. Pero el punto interesante aquí es que, si ves los resultados de los 90s, en unos cuantos años los organismos evolucionaron para hacerse menos agresivos. Evolucionaron para producir menos toxinas. Y para darles una idea de lo importante que puede ser esto, si vemos en 1995 encontramos que sólo hay un caso de cólera, reportado en Chile cada dos años, en promedio.

Así que se pudo controlar. Esa es aproximadamente la misma cifra que en Estados Unidos, donde el cólera se da sólo en ciertas regiones. Y no consideramos que haya un problema aquí. De la misma manera sucede en Chile --- donde se resolvió el problema. Pero antes de que pequemos de confiados, deberíamos buscar en algunos otros países y asegurarnos que este organismo no siempre evoluciona hacia una variante benigna Pues bien, en Perú no lo hizo. Y en Ecuador tampoco --- recuerden que este es el lugar con mayor potencial de transmisión por agua -- todo indica que se volvió más nocivo. En cada caso hay una gran variación, pero un factor ambiental que influye y que yo considero como la única explicación posible es que el grado de transmisión-contagio a través del agua favorece a las cepas más nocivas en un lugar, y a las mas benignas en otra.

Este hallazgo nos da esperanza, y sugiere que hay alternativas de acción a nuestro alcance, y que si tuviéramos suficiente dinero, podríamos hacerlo rendir de una mejor manera. Si pudiéramos hacer que estos organismos evolucionaran para tornarse benignos, de manera que, aún cuando la gente llegara a infectarse, se infectaran con cepas "benignas". Esto no provocaría enfermedades graves. Pero hay un aspecto adicional muy interesante y es que si pudiéramos controlar la evolución de la virulencia la evolución de la nocividad, entonces también podríamos controlar la resistencia a los antibióticos. Y la idea es muy sencilla. Si tenemos a un organismo nocivo, entonces una gran proporción de la población presentará síntomas, y una gran proporción de la gente recibirá antibióticos. Se produce gran presión evolutiva favoreciendo la resistencia a los antibióticos, de manera que la mayor virulencia provoca la evolución de una mayor resistencia a los antibióticos. Y una vez que tenemos una mayor resistencia a los antibióticos, los antibióticos dejan de ser capaces de enfrentar a las cepas nocivas. Por lo que tenemos un mayor nivel de virulencia.

Y esto se convierte en un círculo vicioso. Nuestro objetivo debería ser dar la vuelta a este ciclo. Si pudiéramos provocar una reducción en la virulencia mediante la higiene de la red de suministro de agua, tendríamos también una reducción en términos evolutivos de la resistencia a los antibióticos. Podemos ir entonces a los mismos países y ver el desenlace. ¿Evitó Chile el problema de resistencia a los antibióticos? ¿Estuvo en Ecuador el inicio del problema? Si vemos a los inicios de los noventas vemos de nuevo una gran variación. Es este caso, en el eje de las Y, tenemos la escala de la sensibilidad a los antibióticos. Y no me voy a meter allí. Pero tenemos una gran variación a la sensibilidad a los antibióticos en Chile, Perú y Ecuador, y no hay ninguna tendencia a lo largo de los años. Pero si vemos al final de los noventas, sólo media década después, vemos que en Ecuador empezaron a enfrentar el problema de resistencia. La sensibilidad al antibiótico se redujo. Y en Chile todavía teníamos sensibilidad al antibiótico.

Esto muestra que en Chile matamos dos pájaros de un tiro. Se logró que el organismo evolucionara hacia la variante más benigna, y que no se desarrollara resistencia a los antibióticos. Estas ideas deberían aplicarse a lo largo y ancho de nuestro planeta. En cuanto podamos imaginar las razones por las que los gérmenes evolucionaron para ser más nocivos. Y quisiera darles un ejemplo más, porque quisiera hablarles un poco sobre la malaria. Y el ejemplo que quiero mostrarles es, o la idea que quisiera desarrollar, el asunto es, ¿Qué podemos hacer para lograr que los gérmenes de la malaria evoluciones hacia cepas "benignas"? La malaria es transmitida por un mosquito, y normalmente, si te infectas de malaria y te sientes enfermo, eso hace más fácil que el mosquito te pique.

Y podemos ver, simplemente revisando la literatura al respecto, que las enfermedades transmitidas por vectores son más nocivas que las que no son transmitidas por vectores. Yo pienso que este es un ejemplo fascinante y lo que podríamos hacer, de manera experimental, para demostrar esto. En el caso de las enfermedades transmitidas a través del agua, desearíamos tener redes de distribución más higiénicas, y ver si los organismos evolucionan, o no, hacia variantes benignas. En el caso de la malaria, lo que nos gustaría hacer es casas a prueba de mosquitos. Y la lógica es un poco más sutil en este caso. Si tuviéramos casas a prueba de mosquitos, cuando las personas que están enfermas y en cama, o en camas de hospitales a prueba de mosquitos, de manera que los mosquitos no puedan picarles.

De este modo, si tenemos una variante nociva en una localidad donde hay casas a prueba de mosquitos, entonces tenemos a un perdedor. Los únicos patógenos que serán transmitidos serán aquellos que infecten a las personas que están lo suficientemente sanas para estar fuera de casa y ser picados por los mosquitos. De manera que si fuéramos a hacer casas a prueba de mosquitos deberíamos lograr que estos gérmenes fueran menos nocivos. Y en este caso, también se ha dado un experimento maravilloso, que sugiere que deberíamos seguir esta alternativa e implementarla. Ese experimento se llevó a cabo en el norte de Alabama. Para darles una mayor perspectiva al respecto, Y para darles una idea de la localidad, señalé con una estrella el centro intelectual de los Estados Unidos, que está aquí, el Louisville, Kentucky. Y este fascinante experimento se llevó a cabo cerca de 320 kilómetros al sur al sur de allí, en Alabama del Norte, por el Municipio del Valle de Tennessee. Ellos hicieron una represa para el Río Tennessee. Y pudieron contener el agua requerida para una central hidroeléctrica. Pero cuando tenemos agua contenida o estancada, también tenemos mosquitos. Alrededor de los años treintas --- diez años después de la construcción de las presas --- la población de Alabama del Norte comenzó a infectarse con malaria. Cerca de una tercera parte de la población fue contagiada.

Esta imagen muestra los puntos en los que se localizaban estas presas. Ahora, el Municipio del Valle de Tennessee enfrentaba grandes problemas, No existía el DDT ni tampoco había quinina. ¿Qué podían hacer? Pues decidieron modificar todas las casas de Alabama del Norte para evitar la entrada de mosquitos. Dividieron Alabama del Norte en once zonas, y al cabo de tres años, con un costo de cien dólares por casa, hicieron sus hogares a prueba de mosquitos. Y estos son lo datos. Cada renglón representa una de estas once zonas. Y los asteriscos representan el momento en el que se completó la protección de las casas contra el mosquito. Y lo que podemos ver es que simplemente la protección de las casas contra el mosquito, y ninguna otra cosa, consiguió la erradicación de la malaria. Estos hechos fueron publicados en 1949 en uno de los principales libros de texto sobre malaria, llamado "La malariología de Boyd". A pesar de ello casi ningún experto en malaria sabía de su existencia. Estos hechos son muy importantes porque nos dicen que si tenemos densidades moderadas de picaduras de mosquito podemos erradicar la malaria protegiendo nuestras casas de los mosquitos.

Ahora, lo que sugiero es que podríamos hacer esto mismo en otros lugares. Como ustedes saben, si entramos en la zona de la malaria en el África subsahariana. Conforme nos desplazamos hacia las zonas de alta densidad de picaduras, como Nigeria no podríamos erradicar la malaria con esta simple estrategia. Pero es en estos casos donde deberíamos favorecer la evolución hacia variedades más "benignas". Desde mi punto de vista, esto es un experimento a realizar y si se confirman estas predicciones entonces tendremos una herramienta muy poderosa. Poderosa si la comparamos con las herramientas que tenemos disponibles Porque la mayor parte de lo que hacemos hoy en día se basa en estrategias como los medicamentos anti-malaria. Y sabemos que, aunque es maravilloso que logremos que esos medicamentos estén disponible a bajo precio y en grandes cantidades, sabemos que cuando hay gran disponibilidad obtendremos resistencia a esos medicamentos. Por lo que es entonces una solución de corto plazo. En cambio esta es una solución a largo plazo.

Lo que sugiero aquí es que podríamos lograr que la evolución trabaje en la dirección que queremos que siga en lugar de tener que combatir a la evolución como parte del problema que obstaculice nuestros esfuerzos por controlar al patógeno, por ejemplo, con medicamentos anti-malaria. En esta tabla quisiera hacer hincapié que solo hemos hablado de dos ejemplos. Pero, como dije antes, este tipo de lógica puede extenderse a enfermedades infecciosas, es más, no sólo puede, debería extenderse. Porque cuando enfrentamos enfermedades infecciosas, estamos tratando a sistemas vivientes. Estamos tratando a sistemas vivientes, estamos tratando a sistemas que evolucionan. De manera que si le hacemos algo a esos sistemas van a evolucionar en uno u otro sentido. Lo que digo es que necesitamos saber cómo es que evolucionan, de manera que calibremos nuestra intervención para obtener los mejores rendimientos por cada dólar invertido, y lograr que estos organismos evolucionen en la dirección que deseamos que lo hagan.

En realidad no tengo tiempo de hablar de todas estas cosas, peor quiero traerlas a su atención, para darles una idea de que en realidad hay soluciones para controlar la evolución de la nocividad de algunos de los patógenos más mortíferos que enfrentamos. Y esto esta vinculado con otras ideas de las que hemos estado hablando. Por ejemplo, el día de hoy teníamos una discusión sobre ¿Cómo disminuir la transmisión sexual del VIH? De aquí que debemos enfocarnos más bien en saber cómo podríamos hacerlo funcionar. ¿Tal vez se reduzca si modificamos la economía de la zona? Podría reducirse si intervenimos de manera que promovamos que la gente sea fiel a sus parejas, y otras estrategias similares.

Pero la clave aquí es saber cómo reducir su contagio, porque si conseguimos reducirlo entonces provocaremos un cambio evolutivo en el virus. Y los datos indican que podemos hacer que el virus evolucione a variantes más "benignas". Y eso será un punto a nuestro favor para nuestros esfuerzos de control Y la otra cosa que quiero mencionar es esta, además de que estos hechos dan una nueva dimensión al estudio del control de las enfermedades, es el tipo de intervención que deseamos tomar, lo que indica lo que debemos hacer, y la clase de acciones que la gente desea. Pero en general no hemos podido justificar estos costos.

Y es esto de lo que he estado hablando. Si vamos a obtener un mayor rendimiento de nuestro dinero a través del suministro de agua potable, entonces creo que podemos decir. vamos a enfocar nuestros esfuerzos en ese aspecto de control de manera que podamos resolver el problema, aun cuando simplemente veamos la frecuencia de la infección, esto podría sugerir que no podemos resolver el problema por completo simplemente a través de agua limpia. Bueno, creo que terminaré aquí. ¡Mil gracias!

(Aplausos)