El término de Spillover (derrame en español) se ha utilizado desde tiempo inmemorial por los economistas para referirse a la idea de que algunos individuos o empresas se benefician (o perjudican) indirectamente de ciertas actividades o acciones realizadas por otros.
- Sin embargo, desde la pandemia de SARS-CoV-2, este término ha saltado a la nomenclatura de uso habitual en medicina.
«Consiste en una situación en la cual un virus u otro patógeno, que es altamente prevalente en cierta especie animal, logra por el estrecho contacto con los humanos hacer el salto de esa especie animal al humano. El virus se adapta a una nueva población, en este caso la humana, eso es lo que se conoce como efecto Spillover (Figura 1)» – Zulma Cucunubá, investigadora del Imperial College de Londres.
Este fenómeno del derrame entre especies es la característica definitoria de los patógenos que se transmiten de los animales vertebrados a los humanos (zoonosis).
La transmisión por desbordamiento es promovida por procesos sucesivos que permiten que un patógeno animal establezca una infección en un ser humano.
La probabilidad de propagación zoonósica está determinada por las interacciones entre varios factores, incluida la dinámica de la enfermedad en el huésped reservorio, la exposición a patógenos y los factores humanos que afectan la susceptibilidad a las infecciones.
Todos los patógenos zoonósicos deberán superar una serie jerárquica de barreras que se oponen al flujo del patógeno desde el hospedador reservorio al nuevo y aún en él para causar infecciones indirectas en humanos.
La particularidad es que, en muchos patógenos, para que se produzca el salto de especie, éste debe superar todas las barreras a la vez, alineadamente y de manera sucesiva mientras que, en otros, de supervivencia prolongada en el ambiente (Bacillus anthracis) o de amplia difusión por aerosoles (Coxiella burnetii), el alineamiento se puede escalonar.
Comprender cómo estas barreras están vinculadas funcional y cuantitativamente, y cómo interactúan en el espacio y el tiempo, mejorará sustancialmente nuestra capacidad para predecir o prevenir estos eventos indirectos.
PERO ¿CUÁL ES EL MECANISMO POR EL QUE SURGEN LOS FENÓMENOS DE SPILLOVER?: MECANISMOS, RESERVORIOS Y GUARIDAS
En el salto de especie se describen 3 niveles, que describen todas las principales rutas de transmisión (Figura 2).
El primer nivel está representado por el primer hospedador, enfermo o infectado, se incluirían aquellos de naturaleza ecológica, capaces de favorecer la dinámica de la enfermedad o la infección en el reservorio (y cuando existen vectores, también en ellos) gobernando la abundancia y difusión del patógeno.
- Por ejemplo, se consideran la distribución y densidad de los reservorios, la coincidencia de hábitat con hospedadores nuevos, que proporciona oportunidades, la prevalencia y la intensidad de la infección.
En el segundo nivel, los factores condicionan lo que se denomina «presión del patógeno» que determina la exposición al hospedador nuevo.
- A modo de ejemplo, se considera cuánto tiene que ver con la cantidad y calidad del patógeno, disponible para el hospedador nuevo (el hombre, si se trata de zoonosis) que, como se ha indicado, al final determina la exposición en lo que cuenta la disponibilidad de vías y una dosis suficiente.
La presión del patógeno se define a través de tres elementos;
Por un lado, la dinámica del patógeno en el reservorio, por ejemplo, su distribución en tejidos, órganos y sistemas y que está condicionada por la intensidad de la infección.
Por otro lado, las salidas disponibles al exterior, sea del animal vivo, de los animales sacrificados o de los cadáveres, y, finalmente, de la capacidad de supervivencia y, si existe, de reproducción o multiplicación en el exterior (Foto 1), todo lo cual al final condiciona también su dispersión en el ambiente (Plowright et al., 2017; Rodríguez Ferri, 2018).
El tercer nivel, representa la probabilidad de infección, que exige, por un lado, superar todas las barreras que le opone el hospedador nuevo (el hombre, en el caso de que se trate de un patógeno zoonósico), cuyo número es alto y su eficacia diversa.
- Por ejemplo, se incluyen las barreras físicas, químicas y celulares que representan el fundamento de la inmunidad innata, a las que se suman las que corresponden a la inmunidad adaptativa.
En este sentido, también hay que considerar que la relación entre la dosis infectiva y la respuesta es donde se observan mayores oportunidades para el salto cuando las dosis son altas y la exposición es de corta duración.
- A diferencia de cuando se trata de dosis bajas y mantenidas, dado el carácter sigmoide de la curva que representa la relación entre dosis y exposición.
A partir de aquí, serán los cambios evolutivos que tienen lugar en el patógeno, los que determinen la capacidad de adaptación en el hospedador nuevo y, con ello, la posibilidad de transmisión intraespecie (transmisión interhumana, en el caso de los agentes de zoonosis).
Cada fase, como indicábamos anteriormente, presenta múltiples barreras para el flujo de un patógeno desde un huésped reservorio a un huésped receptor.
El desbordamiento requiere que el patógeno atraviese todas las barreras y, por lo tanto, solo puede ocurrir cuando los espacios se alinean en cada barrera sucesiva dentro de una ventana adecuada en el espacio y el tiempo (Figura 3).
En consecuencia, el derrame zoonósico es un evento relativamente raro y, aunque los humanos están continuamente expuestos a muchos patógenos potencialmente infecciosos que se derivan de otras especies, la mayoría de estos microorganismos no pueden infectar ni causar enfermedades en los humanos.
La probabilidad de propagación está determinada por las interacciones entre las barreras y los cuellos de botella asociados que podrían evitar la transmisión entre especies.
- Muchas de estas interacciones son no lineales y dinámicas en el espacio y el tiempo.
Al menos 10 000 especies de virus tienen la capacidad de infectar a los humanos, pero, en la actualidad, la gran mayoría circula silenciosamente en los mamíferos salvajes.
- Si bien, no todos los spillovers se convierten en una epidemia o pandemia, las condiciones actuales están aumentando las probabilidades de que esto ocurra.
David Quammen argumenta que esta secuencia no es una mera concatenación de hechos fortuitos, sino que responde a efectos no intencionados de las actividades humanas, a la confluencia de una crisis ecológica y otra médica.
«No estamos ante una «venganza de la selva», sino de un proceso sin alma, una respuesta ciega a los cambios de los condicionantes naturales, la punta de lanza de unos derrames en los que potencialmente podrían llegar a involucrarse hasta unos cientos de miles de especies que pueden resultar patogénicas para los seres humanos.
Los cambios en el clima y el uso de la tierra generarán oportunidades para compartir virus entre especies de vida silvestre previamente aisladas geográficamente.
- En algunos casos, esto facilitará la propagación zoonósica, un vínculo mecánico entre el cambio ambiental global y la aparición de enfermedades.
Debido a su capacidad única de dispersión, los murciélagos representan la mayor parte del intercambio viral nuevo y es probable que compartan virus a lo largo de vías evolutivas que facilitarán la aparición futura en humanos.
Según el virólogo Luis Enjuanes, se estima que hay al menos trescientas veinte mil especies de virus de mamíferos en espera de ser descubiertos.
- En un inventario reciente de especies patogénicas para los humanos, casi dos tercios de ellas resultan ser zoonósicas, la mayoría procedentes de reservorios no domésticos.
Con nuestra invasión arrasadora del medio natural estamos propiciando los contactos necesarios para que se produzcan estos trasvases.
No es que los patógenos estén invadiendo nuestro hábitat, sino que nosotros estamos invadiendo el suyo.
Lo peor puede ciertamente estar por llegar.
- Hoy tenemos claro que hay una relación muy estrecha entre el comercio internacional y las enfermedades emergentes y tenemos que defender la consolidación de la idea de una sola salud global «One World, One Health» que proteja a la vez ecosistemas, fauna y humanos (Peter Daszak-Alianza Ecohealth).
El desarrollo económico de muchos países está haciendo que las personas invadan la vida silvestre.
- Puede que la epidemia de COVID-19 empezará con un murciélago, pero fue la actividad humana la que lo dejó suelto.
Es por ello por lo que en las zonas tropicales y selváticas donde hay mayor interacción con los animales, es más probable que los humanos pueden adquirir distintos patógenos que conducen a una enfermedad.
- Si bien los animales pueden ser transmisores de virus, para los expertos citados la causa de las enfermedades también radica en qué tipo de interacciones tienen los humanos con las especies.
Las pandemias tienen lugar cuando abrimos brechas en la naturaleza de forma desbordada e incontrolada, como las que causan el comercio, la caza y el consumo de animales silvestres, la deforestación o la sobreexplotación ganadera.
Todo ello rompe el efecto protector de la biodiversidad y favorece el trasvase de patógenos.
- A esto hay que sumar un elemento crucial, la cada vez más alta densidad de población humana y su movilidad sin precedentes que promueven infinidad de vías de contagio, junto con el calentamiento global del planeta.
En vista de las tendencias antropogénicas actuales, un enfoque más efectivo para la prevención y el control de enfermedades zoonósicas requerirá una visión amplia de la medicina que enfatice la toma de decisiones basada en evidencia e integre los principios ecológicos y evolutivos de los factores animales, humanos y ambientales, este concepto es lo que actualmente se conoce como estrategia «One Health».
Esta visión amplia es esencial para el desarrollo exitoso de políticas y prácticas que reduzcan la probabilidad de futuras emergencias zoonósicas, la vigilancia específica y la prevención estratégica.
- De la misma manera, es necesaria la participación de socios fuera de la comunidad médica para ayudar a mejorar los resultados de salud y reducir las amenazas de enfermedades.
Todo lo anterior nos lleva a pensar que cada vez vamos a tener más spillovers, cuanto mayor sea el número de estos eventos mayor será la probabilidad de que tengamos más epidemias o/y pandemias en el futuro.
La propagación de patógenos ambientales o animales en las poblaciones humanas es un proceso natural y perpetuo que se remonta hasta donde se extienden los registros humanos.
Este proceso de propagación es estocástico y, desde la perspectiva del éxito del patógeno, bastante imperfecto.
La mayoría de los virus de los mamíferos carecen de la capacidad de infectar incluso a los humanos, y la mayoría de los eventos indirectos que ocurren no logran establecer una infección circulante en el nuevo huésped.
A pesar de la larga y compleja historia de pueblos y plagas, el consenso científico indica que la tasa de aparición de enfermedades infecciosas se ha acelerado en la historia más reciente.
Diferenciar la próxima pandemia del ruido de fondo es un desafío casi insuperable y continúa a medida que evolucionan o se descubren nuevos patógenos.
Las reglas generales básicas están bien establecidas, de modo que los virus de ARN monocatenario están predispuestos a convertirse en zoonóticos, probablemente debido a una predisposición a la capacidad de evolución y al cambio de huésped.
Video: What is spillover?
©Este artículo no se ha escrito con ninguna herramienta de inteligencia artificial.
Referencias artículos Spillover
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- Carlson, C.J., Albery, G.F., Merow, C. et al. Climate change increases cross-species viral transmission risk. Nature 607, 555–562 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04788- w
- Karesh WB, Dobson A, Lloyd-Smith JO, Lubroth J, Dixon MA, Bennett M, Aldrich S, Harrington T, Formenty P, Loh EH, Machalaba CC, Thomas MJ, Heymann DL. Ecology of zoonoses: natural and unnatural histories. Lancet. 2012 Dec 1;380(9857):1936-45. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(12)61678-X. PMID: 23200502; PMCID: PMC7138068
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- Plowright, R., Parrish, C., McCallum, H. et al. Pathways to zoonotic spillover. Nat Rev Microbiol 15, 502–510 (2017). https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.45 Rodríguez-Ferri E. El salto de la barrera de especie en la emergencia creciente de zoonosis. ANALES RANM [Internet]. Real Academia Nacional de Medicina de España; An RANM 2018 135(02):136-140. DOI: http://dx.doi.org/10.32440/ar.2018.135.02.rev04
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