Francis en #rosavientos: El origen geográfico de la pandemia del SIDA

Por Francisco R. Villatoro, el 5 octubre, 2014. Categoría(s): Ciencia • Eureka (La Rosa de los Vientos) • Medicina • Noticias • Science • Virología ✎ 6

Dibujo20141005 spatial dynamics virus hiv-1 group m - 1920-1960 - science mag

Ya puedes escuchar el audio de mi sección Eureka en La Rosa de los Vientos de Onda Cero. Como siempre una transcripción, algunos enlaces y algunas figuras.

La epidemia del ébola ha vuelto a traer al primer plano de la actualidad la pandemia del sida. Ambas se producen por virus de origen animal que pasaron a los humanos en algún lugar de África. ¿Qué es lo que sabe sobre el origen africano de la pandemia del sida? El sida es un síndrome causado por la infección con un retrovirus llamado VIH, virus de la inmunodeficiencia humana. La OMS (Organización Mundial de la Salud) estima que hay unas 75 millones de personas infectadas por el virus VIH en el mundo. El virus ébola y el virus VIH son virus emergentes, son como “agentes secretos” llegados de otras especies animales, los murciélagos de la fruta en el caso del ébola y los chimpancés en el caso del VIH; estos virus emergentes aprovecharon la “virginidad” del sistema inmune humano para infectarnos. En occidente los primeros casos de sida se dieron en Estados Unidos en 1981, pero entonces la enfermedad llevaba mucho tiempo en África. Hoy en día se sabe que sida se originó en el oeste de África Central, en la región de Camerún, Congo y la actual República Democrática del Congo. Un nuevo estudio genético-epidemiológico publicado esta semana en la prestigiosa revista Science, liderado por virólogos de la Universidad de Oxford, Gran Bretaña, y de la Universidad de Lovaina, Bélgica, en el que participa el biólogo español David Posada, de la Universidad de Vigo, ha logrado localizar la ciudad africana en la que se originó la pandemia. Según este estudio filogenético la pandemia surgió en Kinsasa, la actual capital de la República Democrática del Congo, alrededor del año 1920 (cuando esta ciudad se llamaba Leopoldville y el país se llamaba Congo Belga) y de allí se propagó a otras ciudades congoleñas gracias a la red de ferrocarriles, que se construyó bajo la dominación colonial belga, el tráfico de trabajadoras sexuales y, ya en los años 1960, la independencia del país.

El artículo técnico es Nuno R. Faria et al., “The early spread and epidemic ignition of HIV-1 in human populations,” Science 346: 56-61, 3 October 2014; recomiendo leer a Jon Cohen, “Early AIDS virus may have ridden Africa’s rails,” Science 346: 21-22, 3 Oct 2014.

En español recomiendo leer “La pandemia de VIH se originó en la Kinsasa de 1920,” Agencia SINC, 02 Oct 2014; Javier Sampedro, “La tormenta perfecta que originó el sida,” El País, 02 Oct 2014.

Dibujo20141005 Population dynamics of HIV-1 groups M and O - science mag

Parece extraño que el origen del sida esté en la ciudad de Kinsasa en los años 1920, cuando era una ciudad en pleno crecimiento económico y en la que los contactos entre humanos y chimpancés debían ser muy esporádicos. ¿Cómo fue posible la transferencia del virus a humanos? El nuevo artículo ha estudiado cómo se ha propagado el sida desde Kinsasa para producir una epidemia. Sin embargo, se cree que el origen de los primeros contagios de sida no ocurrieron en Kinsasa. Estudios genéticos anteriores han comparado los virus de inmunodeficiencia de simios y humanos, permitiendo reconstruir la historia temprana del virus VIH. Este virus pasó de los chimpancés a los humanos en la década de 1900 en el sudeste de Camerún. Allí la enfermedad estuvo recluida hasta que aproximadamente en 1920, alguna persona infectada, quizás una trabajadora sexual, viajó por el río Sangha, un afluente por la margen derecha del río Congo, desde Camerún hasta Kinsasa, donde se inició la actual pandemia del sida. Todos estos estudios se basan en virus VIH encontrados en tejidos y muestras de sangre humanos archivados desde 1959 en Kinsasa (o Leopoldville) y otras ciudades africanas. No se conservan muestras más antiguas.

Dibujo20141005 Illustration of the general principles of phylogeographic inference - science mag

Parece sorprendente que las técnicas genéticas permitan datar con precisión el origen del virus en 1920 usando muestras tomadas desde 1959 y además que permitan situar el origen de la pandemia en una ciudad concreta. ¿Qué tipo de técnicas se han utilizado en este estudio? El nuevo trabajo publicado en Science en el que ha colaborado el biólogo español David Posada, de la Universidad de Vigo, ha desarrollado nuevas técnicas de análisis estadístico de secuencias de ADN y de ARN (el VIH es un retrovirus cuyo genoma es ARN monocatenario en lugar del ADN bicatenario que tenemos los humanos). Estudios previos han documentado 13 cepas diferentes del virus VIH que han saltado de los simios a los humanos, pero la causante de la pandemia actual es sólo una de ellas, llamada VIH-1 grupo M (por ser la causa “mayor” del sida) que se propagó por toda África y el resto del mundo. En el nuevo estudio se usaron 348 muestras de virus VIH-1 grupo M obtenidas en la actual República Democrática del Congo desde 1959 y 466 muestras de países vecinos. Las secuencias de ARN se compararon entre sí mediante una herramienta llamada filogenia molecular, que permite construir los llamados árboles filogenéticos, que son parecidos a los árboles genealógicos. Los árboles filogenéticos se pueden usar como un “reloj molecular” bajo la hipótesis de que la tasa de mutación del virus medida en laboratorio ha sido constante durante todo el siglo XX. Gracias a ello se pueden fechar cada una de las ramas del árbol filogenético y se obtiene que la raíz del árbol es un virus VIH-1 grupo M cuyo origen está alrededor del año 1920.

Dibujo20141005 Estimated percentages of HIV-1 group M migration events from Kinshasa - science mag

Con este tipo de estudios genéticos, ¿se puede saber cómo se propagó el virus por el Congo y cómo se expandió por el resto de África? El nuevo estudio publicado en Science se ha centrado en la expansión del virus entre 1920 y 1960 por la actual República Democrática del Congo. Hay que recordar que la la filogenia molecular sólo permite estudiar los primeros contagios en los que el virus sobrevivió y se propagó de individuo a individuo hasta que alguien tomó una muestra en tiempos más recientes. Teniendo en cuenta esta limitación, el nuevo estudio afirma que tras la llegada del virus a Kinsasa en 1920, no abandonó esta ciudad hasta 1937, cuando se produjeron los primeros contagios en la ciudad vecina de Brazzaville y en una ciudad que se encuentra en el sur del país llamada Lubumdashi (entonces llamada Elisabethville), donde hay importantes minas. Puede resultar curioso que el virus saltara el país de punta a punta, desde Kinsasa hasta Lubumdashi, sin pasar por las ciudades que hay en medio. El nuevo trabajo afirma que la culpa la tuvo el ferrocarril. De hecho, una ciudad a mitad  de camino llamada Mbuji-Mayi (entonces Bakwanga), también centro minero, no fue infectada hasta dos años más tarde. Estos resultados concuerdan con los datos históricos de transporte y con los movimientos migratorios desde Kinsasa a otras ciudades. Las ciudades del norte del país, que se comunican con Kinsasa a través del tráfico fluvial por el río Congo, como Bwamanda y Kisangani no se infectaron hasta 1946 y 1953, respectivamente. Hay que destacar que el ferrocarril movía unos 300.000 pasajeros al año ya en el año 1922 en el antiguo Congo Belga y cerca de un millón en 1948. Las ciudades conectadas por ferrocarril con Kinsasa fueron los focos secundarios a partir de los cuales el sida se propagó a los países vecinos, de ahí a casi toda África y finalmente al resto del mundo.

Dibujo20141005 Time-scaled phylogeographic history of pandemic HIV-1 - science mag

Hay varias cepas o variantes del virus VIH, ¿se puede saber dónde surgió la variante que causa la mayoría de las infecciones en Estados Unidos y Europa? La pandemia del sida está provocada por el virus VIH-1 grupo M que tiene varios subtipos. El subtipo B es el que representa la mayoría de las infecciones por el VIH en los Estados Unidos y Europa y según el nuevo estudio surgió en Kinsasa alrededor de 1944. Se contagiaron trabajadores haitianos que llegaron a la República Democrática del Congo en los años 1960, que tras su retorno a casa alrededor de 1964 extendieron el sida por América. En África subsahariana, el subtipo de VIH-1 grupo M más común es el subtipo C, que surgió en la ciudad de Mbuji-Mayi y de allí se extendió gracias a los flujos migratorios. Sin embargo, en Camerún, donde se cree que se infectó el primer humano con el virus, el subtipo de VIH-1 grupo M más común es el subtipo O, un subtipo muy raro que sólo se encuentra en Camerún. Se cree que la pandemia surgió en Kinsasa por el incremento de la prostitución en esta ciudad portuaria fluvial, que llevó aparejado un incremento de las enfermedades de transmisión sexual que no vino acompañado por medidas sanitarias como esterilización de jeringuillas. El gran crecimiento de la población debido al auge económico del antiguo Congo Belga gracias a la minería provocó que varias enfermedades, como la hepatitis C, se extendieran por el país.



6 Comentarios

  1. Estimado Francis:

    este escrito tuyo, excelente, tira a la basura toda la basura conspiracionista que durante años ha dado vuelta acerca del origen de la pandemia del SIDA. Simplemente, da a conocer un trabajo científico de primer orden y pone en negro sobre blanco las cosas de la enfermedad.

    Lo he enviado a todos mis contactos. Nuevamente, gracias por tu trabajo. Saludos desde México.

    ¿Por dónde puedo empezar a estudiar todo lo relacionado a la parte matemática de este tipo de investigaciones? Una bibliografía, si se puede.

    Nuevamente, saludos y gracias.

    1. Darío, la filogenia molecular se basa en el alineamiento de secuencias y se estudia en los cursos de bioinformática. Hay muchos libros de bioinformática. Como no sé qué nivel de estudios tienes, te recomiendo la primera parte de la “biblia” sobre el tema (primeras 300 páginas) de Jonathan Pevsner, “Bioinformatics and Functional Genomics,” Wiley, 2009. No sé si tendrás acceso a este libro; si quieres algo gratis en la web, puedes consultar Wim P. Krijnen, “Applied Statistics for Bioinformatics using R,” 2009 [PDF gratis]. Por supuesto, hay muchísimos otros.

      En youtube tienes muchos cursos MOOC tanto en inglés como en español sobre bioinformática y todos te ofrecerán los conocimientos básicos sobre alineamiento de secuencias y árboles filogenéticos.

  2. Hola Francis,
    Me ha parecido excelente tu post sobre el artículo de Science reconstruyendo el origen e historia del HIV, ya excelente de por sí. El paralelismo con el ebola no es total, pero es bastante notable, especialmente en aspectos como la implicación de las explotaciones mineras en la expansión rápida, ayudada por la construcción de vías de comunicación, ferrocarril y vías fluviales. Escribí hace poco un post sobre la implicación de este aspecto del “cambio global” en la emergencia actual del virus ébola en África Occidental (http://www.madrimasd.org/blogs/virusemergentes/2014/09/ebola-africa-occidental-6-meses-despues-es-un-virus-emergente/) Concretamente, la explotación de recursos naturales, en particular grandes proyectos de minería en el corazón de la selva, coincide en tiempo y espacio con la eclosíón de este brote. Quizá algún día estudios de filogeografía como los que tan excelentemente describes para el HIV, puedan esclarecer la relación entre la explotación minera, con la consiguiente construcción de vías de comunicación , y la explosiva diseminación del ébola en la zona.
    Saludos,

  3. El titulo del articulo es engañoso: la nota, en realidad, explica cual es el “lugar físico geográfico de origen de la pandemia” y no la explicación de como se produjo el contagio del virus de especies animales a humanos. Seria muy importante aclarar este punto. Tal vez el titulo debiera ser “Aquí nació el SIDA” o algo parecido, para no confundir al lector interesado.
    He leído el articulo “La tormenta perfecta que originó el sida” que recomiendas y tampoco lo aclara.
    Una comentarista de dicho articulo se hace la misma pregunta y se pregunta si las relaciones zoofilicas pueden haber sido las causas de la transferencia entre especies. ¿Tu que opinas? ¿Sabes algo mas?

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