La propagación del coronavirus en otras especies

Por The New York Times | Sabrina Imbler and Emily Anthes

Barbara Han, ecologista de enfermedades en el Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas, sabía que solo era cuestión de tiempo para que el coronavirus se extendiera a los animales. Cuando aparecieron los primeros informes de animales infectados en 2020, empezó a trabajar en un modelo de inteligencia artificial que predijera qué criaturas podrían ser las siguientes.

“Teníamos un objetivo bastante elevado: ser capaces de predecir exactamente qué especies debíamos vigilar, dado que creemos que se va a propagar”, explicó Han. A medida que su equipo trabajaba, los pocos casos en nuevas especies se convirtieron en una avalancha: gatos y perros en casas y visones en granjas. El virus se infiltró en los zoológicos, infectando a los sospechosos habituales (tigres y leones), así como a especies más sorprendentes (el coati de nariz blanca, originario de América y parecido a un mapache cruzado con un lémur, y el binturong, originario del sudeste asiático y parecido a un mapache cruzado con un anciano).

Han y sus colegas acabaron identificando 540 especies de mamíferos con mayor probabilidad de albergar y propagar el coronavirus. A Han sobre todo le preocupaba que el zorro rojo, que ocupaba un lugar destacado en su lista de criaturas de riesgo y está muy extendido en Europa y Norteamérica, fuera susceptible de contraer el virus.

“Estamos esperando a que alguien lo informe”, señaló.

Días antes, de hecho, investigadores de Colorado habían anunciado que el virus demostró ser capaz de infectar a zorros rojos en el laboratorio.

“¡Ay, no!”, exclamó Han cuando le informaron del hallazgo. “Realmente es terrible tener razón en mi trabajo”.

El otoño pasado, los científicos que analizaban muestras de tejido de ciervos de cola blanca muertos en Iowa descubrieron que el virus estaba muy extendido en esa especie. El descubrimiento intensificó la preocupación de que el virus pudiera establecerse en un reservorio animal, mutar y propagarse a otras especies, incluso a los humanos. También abrió una madriguera: si los ciervos pueden propagar silenciosamente el coronavirus, ¿qué otra cosa podría hacerlo? ¿Y qué más lo hará?

Los expertos dicen que no hay necesidad de entrar en pánico, y subrayan que los animales no tienen la culpa.

“En realidad, los humanos están infectando a los animales, y ahora los animales están enfermos y algunos de ellos están muriendo”, afirmó Han.

No obstante, la identificación de las especies en riesgo es crucial para proteger tanto la salud humana como la de los animales. También es un problema científico formidable, con una amplia gama de especies potencialmente vulnerables. Los científicos deben analizar un flujo constante y caótico de predicciones computacionales, datos de laboratorio e infecciones confirmadas en zoológicos, hogares y en la naturaleza.

En un mundo ideal, los científicos monitorearían cada población posiblemente susceptible. Pero en el mundo real, están tratando de lograr un delicado equilibrio entre identificar las especies de mayor preocupación y lanzar una amplia red a medida que el virus muta y surgen variantes.

“No me sorprendería si encontraras una especie animal o un reservorio animal en el que nadie haya pensado”, aseguró Diego Diel, virólogo de la Universidad de Cornell.

Los fundamentos de la infección

Los científicos utilizan una variedad de herramientas para identificar especies susceptibles. Cada enfoque tiene limitaciones, pero juntos brindan una imagen más completa de qué animales están en riesgo.

Algunos equipos de investigación se están enfocando en el receptor ACE2, una proteína que se encuentra en la superficie de las células de muchas especies. Las protuberancias puntiagudas del coronavirus le permiten unirse a estos receptores, como una llave en una cerradura, y entrar en las células.

En 2020, un grupo de científicos comparó los receptores ACE2 de cientos de vertebrados, en su mayoría mamíferos, con los de humanos para determinar qué especies podría infectar el virus. (Los receptores ACE2 de aves, reptiles, peces y anfibios no son lo suficientemente similares a los nuestros como para generar preocupación).

“Las predicciones han sido muy buenas hasta ahora”, anotó en un correo electrónico Harris A. Lewin, biólogo de la Universidad de California en Davis y autor del estudio. Los científicos predijeron, por ejemplo, que los ciervos de cola blanca tenían un alto riesgo de infección.

Pero algunas predicciones resultaron ser totalmente erróneas: el documento identificaba a los visones de granja como una especie de preocupación “muy baja”, y luego, en abril de 2020, el virus hizo estragos en las granjas de visones.

De hecho, el ACE2 solo ofrece un ángulo limitado de la susceptibilidad.

“La infección viral y la inmunidad son mucho más complejas que la simple unión de un virus a una célula”, dijo Kaitlin Sawatzki, viróloga de la Universidad de Tufts, en un correo electrónico.

Y de las casi 6000 especies de mamíferos que hay en el mundo, los científicos han secuenciado los receptores ACE2 de solo unos cientos de ellas, lo que crea un conjunto de datos sesgados. Por eso, los científicos deben encontrar formas creativas de hacer predicciones para los animales cuyas secuencias de ACE2 siguen siendo desconocidas. Las secuencias ACE2 desempeñan un papel crucial en funciones biológicas básicas, como la regulación de la presión arterial. Mediante la recopilación de datos básicos sobre la vida de las especies —como saber qué comen y si son nocturnas—, el equipo de Han entrenó un algoritmo de aprendizaje automático para identificar las que parecían susceptibles de unirse al virus y transmitirlo. Esto les permitió predecir la susceptibilidad de muchos más mamíferos.

Los científicos pueden probar estas predicciones computacionales en el laboratorio intentando infectar células animales o animales vivos con el virus. Estos experimentos pueden diferenciar especies que quizá parezcan similares; un estudio descubrió que los ratones ciervos podían infectarse con la versión original del virus y eliminarla, mientras que los ratones domésticos no.

Sin embargo, lo que ocurre en una colección de células no siempre ocurre en animales reales, y lo que ocurre en un laboratorio, donde los animales suelen recibir altas dosis del virus, quizá no refleje la vida real. Por ejemplo, aunque el virus original puede replicarse en líneas celulares de cerdos, los cerdos reales no parecen ser muy susceptibles, según los investigadores.

Para saber si los animales han sido infectados por el virus en el mundo real, los científicos pueden realizar lo que se conoce como estudios serológicos, buscando anticuerpos del coronavirus en su sangre.

“La serología nos ayuda a observar la exposición histórica”, explicó Suresh Kuchipudi, microbiólogo veterinario de la Universidad Estatal de Pensilvania. Los murciélagos han sido una fuente de preocupación porque son reservorios de otros coronavirus, y muchos científicos creen que el SARS-CoV-2 en un principio surgió de los murciélagos. Pero las especies de murciélagos son increíblemente diversas y no todas parecen ser susceptibles al virus, lo que recuerda que los animales más preocupantes pueden no ser intuitivos, según los científicos.

Para complicar las cosas, el virus no es estático, y los animales que resistieron la infección con variantes anteriores podrían ser vulnerables a las nuevas. Por ejemplo, los ratones de laboratorio que no eran susceptibles al coronavirus original o la variante delta eran susceptibles a beta y gamma.

“Ese es el problema con las enfermedades emergentes”, aseveró Scott Weese, veterinario de enfermedades infecciosas de la Universidad de Guelph en Ontario. “Tienes que seguir reiniciando tu conocimiento cada vez que algo cambia”.

Una lista corta de especies

La susceptibilidad biológica es solo una pieza del rompecabezas; que una especie se convierta o no en un reservorio depende de un sinfín de factores.

“Depende de su comportamiento social, la respuesta inmunológica que generan los animales, el tamaño de la población, el tipo de conexión con las diferentes poblaciones de animales”, aseguró Keith Hamilton, jefe del departamento de preparación y resiliencia de la Organización Mundial para la Salud Animal.

Para un virus que es transmitido sobre todo por humanos, la relación de una especie con nosotros es muy importante. Aunque los receptores ACE2 de los narvales técnicamente los colocan en “alto riesgo” de infección, es poco probable que se encuentren con nosotros. Los perros, los gatos y los hámsteres pueden contagiarse del virus. Los hámsters de una tienda de mascotas de Hong Kong probablemente infectaron a dos personas, lo que llevó a un polémico sacrificio de hámsters.

Pero es mucho más probable que nosotros infectemos a nuestras mascotas que ellas a nosotros, y muchas de estas infecciones no tendrán salida, según los científicos. Las mascotas infectadas también pueden ser aisladas.

“El hámster que tienes en casa y que quizá compraste hace tiempo no supone un riesgo elevado para ti”, agregó Hamilton.

Una preocupación mayor, según los científicos, son las especies “peridomésticas” que viven junto a nosotros pero que deambulan libremente; en Norteamérica, incluyen los ratones ciervos, los zorros rojos y los gatos callejeros. Estos animales a veces actúan como puente entre los humanos y las poblaciones salvajes, propagando el virus a especies con las que no nos encontramos. Y los roedores, que son reservorios de otros patógenos, “deberían estar definitivamente en lo más alto de la lista”, dijo Kuchipudi.

Para vigilar esta posible amenaza, los funcionarios del USDA y otros organismos están buscando señales del virus en algunos de estos animales —como roedores, mofetas, zorros y zarigüeyas— que viven en los zoológicos, instalaciones de fauna salvaje, y granjas de visones y sus alrededores.

A nivel mundial, algunas especies amenazadas también son una de las principales preocupaciones. Tres leopardos de las nieves de un zoológico de Nebraska murieron tras contraer el coronavirus, y se descubrió que un cachorro de leopardo salvaje de la India estaba infectado.

Y los grandes simios, que se encuentran frecuentemente con turistas e investigadores, son vulnerables a otros virus respiratorios.

“Los grandes simios son especialmente susceptibles a los patógenos humanos, porque estamos relacionados de manera estrecha con ellos desde el punto de vista genético”, afirmó Kirsten Gilardi, veterinaria de animales salvajes de la Universidad de California en Davis.

Hasta ahora no se han registrado infecciones por coronavirus en simios salvajes, pero los investigadores están vigilando de cerca a los animales, recogiendo muestras fecales de los que padecen enfermedades respiratorias.

‘A largo plazo’

La vigilancia de los animales es “una cuestión a largo plazo”, comentó Andrew Bowman, epidemiólogo veterinario de la Universidad Estatal de Ohio. “¿Cómo nos adelantamos al virus y tratamos de entender lo que podría venir en el futuro, potencialmente dentro de años?”.

Para vigilar las mutaciones en los animales y saber si se transmiten entre especies, los investigadores federales están llevando a cabo una vigilancia genómica, comparando las muestras de virus de los animales infectados con las de los humanos en estrecho contacto con ellos.

Algunos investigadores están analizando posibles variantes. Kuchipudi y sus colegas crearon un modelo computacional que genera de manera virtual nuevos patrones de mutaciones y luego evalúa si pueden hacer que el virus tenga más probabilidades de infectar a las vacas, por ejemplo. A continuación, los científicos pueden buscar esas mutaciones en las bases de datos y observar el ganado más de cerca si aparecen las secuencias.

“Esto nos dará una forma de dar sentido a los datos de secuenciación y de realizar un cribado proactivo”, indicó Kuchipudi.

Los científicos también se preocupan por la amenaza a largo plazo de la recombinación viral, en la que un animal es infectado de manera simultánea por dos coronavirus que intercambian material genético, generando un nuevo virus. Los investigadores de la Universidad de Liverpool crearon un modelo que predice los posibles huéspedes en los que los coronavirus, incluido el SARS-CoV-2, podrían recombinarse.

Adelantarse al virus requerirá financiamiento y compromiso a largo plazo. Pero los científicos afirman que realizar estas inversiones ahora podría dar lugar a mejores sistemas de seguimiento de patógenos en otras especies y a una mayor comprensión de la relación entre la salud animal y la nuestra. Incluso podría ayudar a los expertos a detectar la próxima amenaza sanitaria que se avecina antes de que se extienda a los animales.

“No hay nada malo en comprender mejor el mundo que nos rodea”, dijo Han. “Solo puede haber daño en no entender y no invertir en ese conocimiento, lo que es realmente obvio ahora”. Con el virus extendido en los ciervos de cola blanca, los científicos se preguntan qué animales podrían ser los siguientes. (Marine Buffard/The New York Times)