COVID-19 Reflexiones generales de una epidemia viral

Esta enfermedad denominada Covid-19, producida por el virus el coronavirus SARS-CoV-2 ha dado un vuelco en todas las esferas de la humanidad a lo largo de todo el globo. Ha producido una pandemia con una velocidad e impacto inusitados. Existieron a lo largo de este año múltiples interrogantes y desafíos jamás vistos en diversos órdenes de la vida. En este artículo se expresarán algunas reflexiones que se arrastran desde el inicio del problema concernientes a la dinámica de una epidemia producida por un virus.

            Una de las cuestiones a analizar es el grado de contagiosidad de un patógeno. De esto en parte depende la velocidad de propagación de un brote epidémico. Este grado de contagiosidad en epidemiología suele denominarse con el R0, el cual indica virtualmente a cuantas personas un enfermo contagia en promedio. Este valor está determinado por el producto de las siguientes variables: grado de contagiosidad del virus, período de tiempo contagioso del huésped, y proporción de la población susceptible. Además, este valor varía en función de distintos factores y estos son diversos según cual sea la vía de contagio. Para un virus respiratorio una de las variables más importantes es la densidad poblacional. Es esperable que un R0 sea diferente entre una población y otra o incluso en la misma región, en distinto período del año.

            En el comienzo de la pandemia, el R0 fue establecido en 2,4 por trabajos en la población china de Wuhan.1 En estudios italianos se comunicó un R0 entre 2.43-3.1. (2) No obstante, hay que tener en cuenta que el R0 es más difícil de evaluar cuanto mayor sea la cantidad de infectados que no hayan sido detectados. Esta situación fue ocurriendo en los todos los países, en especial en aquellos que vieron desbordado su sistema sanitario; por lo que estimar un R0 en esas situaciones, es sabido que subvalora su resultado y debe interpretarse con este cuidado.

            Otro de los factores importantes que inciden en la velocidad y hacen a la interpretación del cuadro epidemiológico, es el tiempo desde la infección hasta el período de estado o contagio por medio.  Esta variable es un poco más sencilla de obtener en base a los pacientes ya detectados y la trazabilidad entre ellos. En diversas series se ha determinado y en promedio es de 4 días. (3)  A partir de esto uno puede diagramar escenarios y suponer el grado de contagiosidad aproximado con un poco más de precisión. O por lo menos puede estimarse lo que no es real. Por ejemplo, para una latencia de 4 días y un R0=2, es necesario que transcurran 3-4 meses para conseguir 1 millón de infectados. Por ejemplo, sabemos que el estado de New York tuvo al menos 2.4 millones de infectados en sólo 30 días luego de las primeras 10 muertes. Esto permite plantear la hipótesis de que el R0 es mucho mayor a lo comunicado.

            La importancia de aproximar el conocimiento del R0 radica no solamente en saber más del agente viral sino la potencial velocidad de diseminación, eso hace a la decisión y confección de planes de distanciamiento o ciclos de restricción de contacto interpersonal, diseño de salida de los mismos y también a la velocidad y duración de una epidemia. A mayor R0, en un mismo agente es de suponer que generen epidemias que transcurran más rápidamente que si tuviera un R0 menor.

            Si bien es cierto que se trata de un patógeno nuevo, es importante no olvidar lo aprendido durante tantas décadas de investigación y experiencia frente a otros virus similares. En ese sentido, resulta imprescindible tener en cuenta ciertas cuestiones microbiológicas básicas. Un virus es un parásito intracelular obligado, esto significa que fuera de la célula es un conjunto de proteínas y material genético quiescente sin posibilidad de generar absolutamente nada y necesita del aparato celular eucariota (en el caso de las células procariotas estos patógenos se denominan fagos) para su replicación. A través de sus proteínas de la cápside viral o envoltura (dependiendo si son envueltos o desnudos) se ligan a la proteína celular de superficie que sea compatible, se invagina o fusiona e ingresa a la célula. Luego se producen las proteínas de acuerdo al genoma, se empaquetan las nuevas partículas virales y se libera por brotación o lisis celular. Esta dinámica es común a la gran mayoría de los virus existiendo algunas excepciones que incluyen períodos de latencia como por ejemplo la mayoría de los virus de la familia Herpes.

            Esquematizando a grandes rasgos, la célula presenta al sistema inmune antígenos por la via los complejos mayores de histocompatibilidad (MHC) de clase I y clase II. Los primeros presentan las proteínas citosólicas mientras que las de clase II presentan aquellas proteínas extracelulares que ingresan por fagocitosis. La via derivada de la presentación por MHC I activa mayormente la inmunidad celular mientras que la derivada por MHC II, la humoral. (4) Es por ello que, durante el ciclo de replicación viral, necesariamente el virus queda a merced de esta vía de presentación antigénica y se ofrecen todos los epitopes vía MHC I, despertando una respuesta inmune celular fuerte.

            Una diferenciación en la dinámica de la infección viral según el tropismo de cada virus es el tipo de brotación que tenga cuando el ingreso al organismo es a través de un epitelio cilíndrico como las vias respiratoria o digestiva. En estas células polarizadas puede describirse un tipo de diseminación viral apical (luminal) o laterobasal (hacia la membrana basal). Las patologías virales locales tienen un tipo de diseminación apical muy predominante, mientras que los patógenos que utilizan como puerta de entrada la mucosa y tropismo por otro órgano blanco, tienen un tipo de diseminación latero-basal predominante. Esto también hace que, al producir viremia en el segundo caso, genere además de una respuesta inmuno-celular, una fuerte respuesta humoral por presentación antigénica via MHCII.

            La respuesta inmune, por lo tanto, no es correcto medirla exclusivamente por el dosaje de anticuerpos específicos hacia el virus, o, dicho de otro modo, la ausencia de anticuerpos detectables no implica que el huésped no sea inmune al agente viral. En líneas generales, una vez que un virus infectó a un huésped, y este erradicó la infección, la inmunidad sobre ese virus persiste por largo tiempo o de por vida, siendo necesario que haya un cambio sustancial en los epítopos virales para que pueda provocarse una infección efectiva nuevamente. Esto se ve por ejemplo con los diversos serotipos distintos de un mismo virus. Por otra parte, al procesarse miles de partículas virales en miles y miles de células durante una enfermedad activa, se presentan virtualmente todos los epítopes del virus, de este modo no existe vacuna que genere una presentación antigénica ni mejor respuesta inmunitaria que la infección natural. Esto por supuesto no quiere expresar que no tenga sentido una vacuna, sino que en aquellas personas que cursaron una infección por un virus determinado, una vacuna para ese mismo virus no le agregaría ningún efecto.

            Por último, nos hemos visto dirigidos, aunque como sociedad tardamos mucho en asumirlo, a la inmunidad comunitaria (o de rebaño). Esto no es más que un freno natural a la hiperdispersión viral. No quiere decir que el virus vaya a la extinción, sino que, al haber cierta cantidad de la población inmune, el grado de dispersión viral residual es bajo y no puede provocar brotes epidémicos; requeriendo para que esto pueda volver a ocurrir, tiempo hasta que exista una proporción considerable de individuos susceptibles.

            Se ha hablado mucho en distintos ámbitos de la inmunidad de rebaño y de que es necesario que el 60-70% de la población se haya infectado para que ello ocurra. En realidad, es muy variable y depende del grado de contagiosidad intrínseco del virus para cada sociedad (R0). La fórmula para determinar en forma aproximada qué proporción de la población es necesario que sea inmune para generar inmunidad de rebaño es 1-1/R0. Esto es que para un R0=2 corresponde el 50%, R0=3 el 66%, R0=4 el 75%, etc. Como se mencionó en un inicio, el R0 de este patógeno, es muy probable que haya sido fuertemente infraestimado, por lo que la proporción de la población que determine la inmunidad comunitaria debiera ser mucho mayor al 60%. No obstante, podría existir la posibilidad de que haya inmunidad cruzada con otros virus similares y que cierta proporción de la población no sea susceptible a este virus, como se ha planteado en algunos estudios. (5,6)

            Sin embargo, lo previamente descrito obedece a la evolución natural de una epidemia, y es modificable con nuestros actos como sociedad. Conceptualmente uno tiene que pensar que el grado de diseminación viral a través del tiempo es variable en función de la proporción de individuos susceptibles e inmunes. De este modo, la velocidad de la curva epidémica (contagios/tiempo) es diferente a lo largo de la evolución; y al acercarse a la proporción inmune teórica que genera la inmunidad comunitaria, su velocidad decrece considerablemente. Por tanto, el punto de corte de la proporción poblacional que lleve a la indicación o cese de ciertas medidas restrictivas debe tener en cuenta esto para sopesar si los efectos nocivos de algunas restricciones superan los efectos de la epidemia en cada punto de las velocidades de diseminación por la maduración del brote.

Dr. Guillermo Jaimovich

Referencias

1. Eskild Petersen, Marion Koopmans, Unyeong Go, Davidson H Hamer, Nicola Petrosillo, Francesco Castelli, et al. Comparing SARS-CoV-2 with SARS-CoV and influenza pandemics. Lancet Infect Dis 2020; 20: e238–44.
2. D’Arienzo M,Coniglio A. Assessment of the SARS-CoV-2 basic reproduction number, R 0, based on the early phase of COVID-19 outbreak in Italy.Biosafety and Health, 01 Apr 2020, 2(2):57-59
3. Lisheng Wang, Yiru Wang, Dawei Ye, Qingquan Liu. Review of the 2019 novel coronavirus (SARS-CoV-2) based on current evidence.Int J Antimicrob Agents. 2020 Jun; 55(6): 105948.
4. Guadalupe Carballal, José R. Oubiña. 1998. Virología Médica. CABA. Ed El Ateneo. 
5. Le Bert, N., Tan, A.T., Kunasegaran, K. et al. SARS-CoV-2-specific T cell immunity in cases of COVID-19 and SARS, and uninfected controls. Nature 584, 457–462 (2020).
6.  Alba Grifoni, Daniela Weiskopf, Sydney I. Ramirez, Jose Mateus, Jennifer M. Dan,Carolyn Rydyznski Moderbacher, et al. Targets of T Cell Responses to SARS-CoV-2 Coronavirus in Humans with COVID-19 Disease and Unexposed Individuals. Cell 181, 1489–1501, June 25, 2020