Cómo entender que la superpropagación del virus SARS-COV-2 podría darnos pistas para ponerle fin a la pandemia

Eventos de propagación masivos, en los que muchas personas se infectan a la vez, generalmente por un solo individuo, son una característica familiar de la pandemia de COVID-19. Las prácticas religiosas, los funerales, las celebraciones familiares y las clases de gimnasia han generado brotes peligrosos.

Akira Endo, experto enfermedades infecciosas en la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, notó los signos reveladores de superpropagación antes de que tales eventos se convirtieran en un elemento básico de la cobertura de noticias de COVID-19. Una pista provino de las primeras investigaciones de casos en los que una sola persona infectó hasta a otras diez. “Un hecho curioso fue que fuera de Wuhan, China, hogar del primer gran brote, los individuos infectados no estaban causando brotes locales exponenciales de inmediato”, dice Endo, quien fue uno de los primeros en cuantificar el fenómeno.

Esta forma de transmisión desigual en la que algunos individuos infectan a muchas personas pero la mayoría infecta solo a unas pocas, si es que hay alguna, es compartida por la epidemia mortal del síndrome respiratorio agudo severo (SARS) en 2003 y MERS-CoV, la fuente del síndrome respiratorio de Oriente Medio. Un modo de transmisión similar ocurre con los patógenos que causan el ébola, la viruela y la tuberculosis.

Los investigadores ahora están más convencidos de la importancia de la superpropagación para comprender cómo se desarrolló la pandemia de COVID-19 y cómo funcionará en el futuro. Descubrieron que los eventos de superpropagación son una de las principales formas en que el SARS-CoV-2 se ha afianzado en comunidades de todo el mundo. Sin medidas de control efectivas, los eventos de superpropagación podrían incluso volverse más grandes y más frecuentes a medida que las variantes más transmisibles identificadas por primera vez en el Reino Unido, Sudáfrica y Brasil expulsan otras cepas del virus.

Con un año de datos, los investigadores han acumulado una amplia evidencia de algunos de los ingredientes principales de los eventos de superpropagación: reuniones prolongadas en interiores con poca ventilación. Las actividades como el canto y el ejercicio aeróbico, que producen muchas de las diminutas gotitas infecciosas que pueden ser inhaladas por otros, también son componentes comunes.

Pero quedan preguntas claves. “Tenemos algunas ideas de los factores involucrados, pero aún no sabemos cuál es el principal impulsor de la superproducción”, dice Endo. Lo más importante son las incertidumbres sobre cuánto importan las diferencias individuales en el comportamiento y la biología de las personas, y cuál es la mejor manera de apuntar a los entornos de alto riesgo mientras se mantiene en marcha el engranaje de la sociedad. “Comprender los factores subyacentes que impulsan la superpropagación es crucial”, dice Lucy Li, otra investigadora de enfermedades infecciosas en Chan Zuckerberg Biohub en San Francisco, California.

Los expertos dicen que ya se sabe lo suficiente sobre los principales factores de la superpropagación para utilizar este fenómeno en nuestro beneficio. Uno de los pasos más básicos es cerrar los hotspots interiores abarrotados para evitar eventos de propagación excesiva. Los investigadores también recomiendan seguir el ejemplo de Japón, utilizando el rastreo de contactos hacia atrás para descubrir eventos de superpropagación.

Un virus que tengamos todos

En promedio, cada persona que contrae SARS-CoV-2 lo transmitirá entre dos y tres personas más. Pero esa ordenada estimación a nivel de población, conocida como el número de reproducción básico ( R 0 ), oculta una inmensa variación a nivel individual. En realidad, la mayoría de las infecciones surgen de un puñado de personas. El análisis inicial de Endo estimó que alrededor del 10% de los casos en países fuera de China representaron el 80% de las infecciones secundarias. Estimaciones de lugares como Israel, India, Hong Kong y otras partes de China respaldan esta observación. Y aunque este patrón ocurre en otras enfermedades infecciosas, es especialmente pronunciado en COVID-19. “La influenza, por el contrario, tiene menos variación individual -explica Endo- y tiende a extenderse de manera más uniforme”.

“El resultado de la superpropagación es que algunas infecciones pueden convertirse rápidamente en un brote violento”, dice Li, quien ha estudiado el fenómeno en Estados Unidos, Europa y China. “Si tiene una cadena de superprocesadores, entonces los casos podrían explotar en un período de tiempo realmente corto”, completa.

Las nuevas variantes de SARS-CoV-2 podrían empeorar la superpropagación. Sobre la base de una tasa de transmisión del 50% más alta en una variante llamada B.1.1.7, “probablemente habrá un aumento tanto en la frecuencia como en el tamaño de los eventos de superpropagación”, sugiere Li.

Un equipo dirigido por Bronwyn MacInnis, genetista del Broad Institute of MIT y Harvard en Cambridge, rastreó el impacto de los eventos de superpropagación utilizando secuencias del genoma viral. Un evento de gran difusión, una conferencia de negocios internacional de dos días celebrada en Boston a fines de febrero de 2020, sembró más de 90 casos entre los asistentes y sus contactos cercanos. “Pero el verdadero impacto fue mucho mayor”, sentencia MacInnis. Estima que aproximadamente 20.000 infecciones en Boston y sus alrededores se remontan a la conferencia.

Aunque algunas personas son responsables de la mayor parte de la transmisión, los investigadores todavía están averiguando si algunos sujetos tienen factores biológicos que les hacen transmitir el virus más fácilmente a muchas otras. Por ejemplo, algunos individuos naturalmente hablan más alto o expulsan más aire cuando exhalan. Entonces, emitirían más aerosoles. Christian Kähler, físico que estudia la producción y dinámica de aerosoles en la Universidad de las Fuerzas Armadas Federales en Munich, Alemania sugiere que “además, los niños y las mujeres tienden a emitir menos que los hombres debido a su menor capacidad pulmonar”. Pero él y otros investigadores son escépticos sobre las diferencias biológicas más allá de eso. “La creencia en el superemisor es demasiado simple”, dice.

Kähler cree que el comportamiento de una persona, ya sea que no mantenga una distancia segura de los demás durante las conversaciones, por ejemplo, o se niegue a usar una máscara, es mucho más probable que aumente el riesgo de transmisión que la cantidad de aerosol que emiten. Las estimaciones sugieren que hablar en voz alta puede aumentar la cantidad de partículas emitidas hasta 50 veces en comparación con el habla normal, y cantar puede producir hasta 99 veces más, según un estudio que no ha sido revisado por pares.

La variación individual en las respuestas inmunitarias podría afectar la cantidad de virus que produce una persona. El virólogo Dominic Dwyer de NSW Health Pathology, del servicio público de patología del estado, en Sydney, Australia cree “que las diferencias en cómo el sistema inmunológico de los niños pequeños responde a la infección es la razón por la que contraen y transmiten el coronavirus con menos frecuencia que los adultos. Es posible que también exista un espectro de respuestas inmunes en los adultos. En el extremo más alejado del espectro, si alguien está inmunodeprimido, entonces es más probable que libere más virus durante más tiempo”.

Un estudio de las emisiones de aerosoles de casi 200 personas sanas, da peso a la idea de que las diferencias biológicas podrían afectar la transmisión del virus. Las mediciones mostraron que el 20% de los participantes del estudio representaban el 80% de las partículas de aerosol emitidas y que las personas mayores o con sobrepeso producían más aerosoles que otras.

Pero los investigadores que utilizan modelos matemáticos para trazar brotes dicen que no necesitan invocar diferencias biológicas para explicar los eventos de superpropagación. En un estudio que aún no ha sido revisado por pares, la física Mara Prentiss de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y sus colegas calcularon cuántas partículas virales fueron emitidas por una sola persona infectada en cada uno de los cinco eventos de superpropagación.

A pesar de que los eventos difirieron drásticamente: uno tuvo lugar en un espacioso centro de llamadas, otro en una clase de ejercicios, dos más en colectivos y otro en un ensayo de coro, la cantidad de virus emitida por la persona infectada fue notablemente similar. “Nos sorprendió un poco”, dice Prentiss, porque sugiere que las diferencias individuales son mínimas cuando se produce la superpropagación. En todos los casos que analizaron la persona con más probabilidades de haber infectado a otras personas tenía síntomas leves o aún no los había desarrollado. Esta es una similitud clave entre los eventos y probablemente sea compartida por otras ocurrencias de superpropagación. “Es la transmisión en poblaciones jóvenes, sanas y móviles lo que en realidad causa el mayor daño -dice MacInnis-. El hecho de que se sienta bien no significa que no esté infectado y que no esté potencialmente propagando”.

Aunque los patrones de transmisión pueden no depender mucho de las diferencias biológicas entre las personas, no se puede decir lo mismo de su comportamiento. “Un individuo cuyo trabajo o estilo de vida lo pone en contacto con numerosas personas o que es más sociable durante las reuniones puede tener más probabilidades de ser un super difusor”, según Kähler.

Sitios, más que personas

Una de las lecciones más importantes que surgieron durante el año pasado es que los espacios donde las personas se congregan son importantes cuando se trata de riesgo de infección. Se han producido numerosos eventos de superpropagación en interiores abarrotados con poca ventilación. Esto se alinea con otras pruebas de que la transmisión aérea a través de aerosoles es significativa, sino la principal, por el cual el SARS-CoV-2 pasa de una persona a otra.

Japón reconoció este problema temprano y, en febrero de 2020, promovió la concienciación sobre las ‘3 C’ que ponen a las personas en riesgo de infección: espacios cerrados, lugares concurridos y entornos de contacto cercano. La Región del Pacífico Occidental de la Organización Mundial de la Salud adoptó el mensaje de salud pública de las 3C tiempo después. Los límites en la cantidad de personas a las que se les permite reunirse en interiores han sido un elemento básico de las medidas de salud pública en todo el mundo diseñadas para frenar la propagación del virus.

Pero los investigadores están trabajando para mejorar su comprensión de qué es precisamente lo que crea un entorno interior riesgoso, de modo que las restricciones puedan ser mejor dirigidas y menos disruptivas. Jure Leskovec, científico informático de la Universidad de Stanford en California, utilizó datos de movilidad humana para ver qué lugares son particularmente riesgosos.

Utilizó datos anonimizados de ubicación de teléfonos móviles para modelar los movimientos hora por hora de alrededor de 100 millones de personas en los Estados Unidos durante un período de 2 meses. Al hacer la simple suposición de que los lugares conllevan un mayor riesgo si son más pequeños, están más densamente ocupados y se visitan durante más tiempo, descubrió que los restaurantes, cafés y gimnasios son puntos de transmisión. El diez por ciento de las ubicaciones representaron el 80% de las infecciones previstas, dice.

El modelo de Leskovec también proporciona pistas sobre por qué las comunidades de bajos ingresos se ven afectadas de manera desproporcionada por la pandemia. Las personas de los barrios de bajos ingresos redujeron sus movimientos menos en respuesta a los cierres, tal vez debido a obligaciones laborales. Pero los lugares también eran más riesgosos en áreas de bajos ingresos. Las tiendas de comestibles estaban más densamente ocupadas y la gente se quedaba allí por más tiempo. “Un solo viaje a una tienda de comestibles era aproximadamente el doble de riesgoso para una persona de bajos ingresos debido únicamente a las diferencias en la movilidad -dice Leskovec-. Estas diferencias podrían explicar las tasas de infección más altas observadas en estos vecindarios, dice, e indicar que los recursos (educación o máscaras, por ejemplo) podrían ayudar a detener la transmisión en tales comunidades”.

Max Lau, especialista de enfermedades de la Universidad de Emory en Atlanta, Georgia, también usó datos de teléfonos móviles para rastrear la dinámica de transmisión. Al calcular la variación en la transmisión individual en partes de Georgia, un valor conocido como parámetro de dispersión, k, pudo comparar las tasas de superpropagación en diferentes poblaciones. Una k pequeña corresponde a una transmisión más grumosa o más superpuesta.

Lau descubrió que la superpropagación era particularmente prominente en las personas menores de 60 años, la parte de la población que trabaja y socializa. También fue un importante impulsor de la transmisión en las áreas rurales, tal vez porque hubo menos adherencia a las órdenes de refugio en el lugar, dice. Pero no todos los riesgos se pueden abordar fácilmente. “Siempre existirá el riesgo subyacente de que los eventos se propaguen por encima de todo solo por la forma en que está estructurada la sociedad”, finaliza Li.

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