Cambio climático global y enfermedades infecciosas: el modelo del cólera

Transcripción

1 Cambio climático global y enfermedades infecciosas: el modelo del cólera Dra. Milagro Fernández D. Laboratorio de Fisiología Gastrointestinal, CBB Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas 1

2 Efectos del cambio climático en la dinámica de las enfermedades infecciosas 1 El Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) estima: Aumento de la temperatura global en 5 C para el 2100 y el nivel del mar en 3,3 mm/año. Anomalía de temperatura ( C) Mayor diseminación de patógenos acuáticos: (Modificado de Manabe y Stouffer) Ciclos de transmisión más prolongados. Ampliación del rango de acción y abundancia de vectores o reservorios. (Smith et al., 2009) 2 (Modificado de D.N. Fisman, University of Toronto)

3 El modelo del cólera 2 Modelo para el estudio de la variabilidad climática en la transmisión de patógenos. Vibrio cholerae, agente causal del cólera, habita ecosistemas acuáticos asociada al plancton. Serogrupos O1 y O139 epidémicos y no-o1, no-o139 causan infecciones moderadas. (Modificado de Manabe y Stouffer, 1997) (Pardío, 2007; Colwell, 2008; Vezzulli et al., 2010).

4 Ciclo de vida de V. cholerae 3 Evolución de modelo lineal de transmisión fecal-oral a proceso multifactorial Variables climáticas globales Reservorios en el ambiente Fitoplancton Zooplancton Biopelículas Estado Viable no cultivable Genoma adaptable Ciclo de vida de V. cholerae (modificado de Butler y Camilli, 2005)

5 Ecología de V. cholerae 4 Transmisión a humanos Zooplancton: copépodos y otros crustáceos Fitoplancton y otras plantas acuáticas Temperatura, ph, salinidad y luz solar V. cholerae Efectos estacionales: temperatura, luz solar, lluvias y vientos monzones Variabilidad climática: El Niño Socioeconomía, demografía y salubridad humana Modelo de transmisión ambiental de V. cholerae (modificado de Colwell y Huq, 1994) Factores abióticos y bióticos: temperatura, ph, salinidad, radiación solar, nutrientes, vientos y mareas, concentración de clorofila, plancton. Variabilidad climática: Oscilación del Sur El Niño (ENSO). (Colwell y Huq, 1994; Lipp et al., 2002; Tamerius et al., 2007).

6 Rutas de transmisión del cólera 5 Aguas o alimentos contaminados Transmisión primaria o ambiente-persona: Ambientalistas. Reservorio en el ambiente acuático. Variabilidad climática. (Pascual et al., 2002; Colwell, 2006; Ruiz-Moreno et al., 2007) Dr. Rita Colwell. Maryland, USA Transmisión secundaria o humano-humano: Epidemiólogos. Inmunidad, infectividad del patógeno y condiciones sanitarias. (Koelle y Pascual, 2005; Hartley et al., 2006; Nelson et al., 2008) 6 (

7 Modelos ambientales 6 Estudio de la ocurrencia interanual o intranual de las epidemias de cólera asociado a variabilidad climática. Análisis de variables ambientales y climáticas para explicar el comportamiento estacional de la enfermedad. (Lobitz et al., 2000; Woodborne et al., 2008) Ciclos naturales de la enfermedad Ciclos anuales Ciclos bienales Transmisión estacional Coexistencia de distintos ciclos Caos 7

8 Variabilidad climática asociada al cólera 7 1. Anomalías en temperaturas y precipitaciones globales han producido condiciones ambientales favorables para la multiplicación y transmisión de V. cholerae. (Emch et al., 2008). Anomalías en temperaturas globales ( Anomalías en precipitaciones globales (

9 Período (años) Variabilidad climática asociada al cólera 8 2. Anomalías de ENSO: Fluctuación natural con cambios de presión en el pacífico ecuatorial cada 3-7 años. - El Niño: aumento de temperaturas y fuertes precipitaciones. - La Niña: enfriamiento en el Pacífico ecuatorial. Asociación entre ENSO y aumento de temperaturas, precipitaciones, surgencia del fitoplancton, cambios de salinidad y cólera en Sudeste asiático, Suramérica y África. Casos de cólera ENSO Análisis de espectro cruzado Estudios de series de tiempo y monitorización de datos satelitales, Sudeste Asiático (Pascual et al., 2012)

10 Variabilidad climática y cólera en Suramérica, Perú 9 Reemergecia en 1991, luego de evento El Niño. En el verano de 1998 se reportaron aumentos de temperaturas y casos de cólera más altos coincidiendo con evento el Niño. Tasa de cólera por El Niño SST ( C) TIC Trujillo TIC Callao 80 La Niña 25 TIC Lima TIC Arequipa SST Trujillo 20 5 SST Lima 0 Inv/1997 Pri/1997 Ver/1998 Oto/1998 Inv/1998 Pri/1998 Ver/1999 Oto/1999 Inv/1999 Pri/1999 Ver/2000 Oto/ SST Callao SST Arequipa Estación del año Datos estacionales de la tasa de incidencia de cólera (TIC) y temperatura superficial del mar (SST) en (Gil et al., 2004) 10

11 Efecto de la salinidad en la viabilidad de V. cholerae 10 La salinidad presentó dos patrones distintos en el R.F.S. Cuare, Edo. Falcón: 1. Lluvias (0-21 días): x 10 4 UFC/ml. 2. Sequía ( días): UFC/ml (r = ; P = 0.019). 21 Efecto de la salinidad en el contaje de colonias de V. cholerae D3-TCBS durante la entrada al estado VNC Fernández-Delgado et al Rev. Inst. Med. Trop. S. Paulo. In press.

12 Epidemiología del cólera en Latinoamérica 11 Entre V. cholerae O1 fue detectado en la mayor parte del continente (Lipp et al., 2003; Gil et al., 2004). En Octubre del 2010, se inicia una nueva epidemia en Haití y el Caribe (Dowell et al., 2011). En Febrero del 2011 se confirmaron 245 casos de cólera en Venezuela (Informe de la Ministra de Salud Eugenia Sader, ). Evento de El Niño en Perú (1991) Enero 1991 Agosto 1991 Febrero 1992 En el 2013 se reportaron casos en Haití, Cuba, República Dominicana, Chile y Venezuela (Informe OPS, ). Diciembre 1992 Octubre presente Propagación del cólera en Latinoamérica (1991- presente)

13 Cómo ha reemergido el cólera en Latinoamérica? (Perú, 1991; Haití, 2010) Pasajeros transportados en barcos desde áreas infectadas (Tauxe, 1994). 2. Aguas de lastre (McCarthy y Khambaty, 1994; Ruiz et al., 2000). 3. Transferencia de genes de virulencia de fagos a V. cholerae no O1. (Faruque et al., 1998) 4. V. cholerae O1 en estado viable no cultivable (VNC) (Colwell, 1996). 5. Proliferación de V. cholerae O1 causada por El Niño (Seas et al., 2000). 13 (

14 Modelos epidemiológicos 13 Influencia de factores intrínsecos (patrón de inmunidad) y extrínsecos (ENSO) en la variabilidad interanual del cólera (Koelle y Pascual, 2004; Koelle et al., 2005b). Modelo de estado hiperinfeccioso (HI) de V. cholerae (Merrell et al., 2002) implicado en transmisión humano-humano (Hartley et al., 2006; Pascual et al., 2006). A S I R B A B S I R BH BL Modelos de transmisión del cólera sin estado HI (A) y con HI (B). S: individuo susceptible; I: individuo infeccioso; R: individuo recuperado; B: V. cholerae; BH: V. cholerae HI; BL: V. cholerae con infectividad menor (Hartley et al., 2006) 14

15 Modelos epidemiológicos 14 Modelo de transmisión rápida con presiones selectivas que conducen al patógeno a salir del ambiente acuático e ingresar en un nuevo hospedador: Células activas no cultivables (ANC) o VNC. Estado HI de V. cholerae. Vibriofagos líticos. Células en estado VNC (Saito et al. 2003) Estado VNC constituye una presión selectiva para la transmisión del cólera. Células HI cultivables son las principales contribuyentes a la infección. (Nelson et al., 2008) 15

16 Biocomplejidad 15 Modelo holístico para el estudio del cólera y otras enfermedades infecciosas que integra interacciones entre los sistemas biológicos: Genoma del patógeno. Factores intrínsecos del hospedador. Actividades humanas y condiciones de salubridad. Economía global. Reservorios y ambientes acuáticos. Patrones climáticos globales. Biocomplejidad: modelo de estudio de enfermedades infecciosas (Colwell, 2012) 16

17 Conclusiones El incremento de temperaturas, precipitaciones y eventos climáticos extremos (ENSO) han producido alteraciones en la ecología del patógeno y dinámica del cólera. 2. Se han propuesto modelos epidemiológicos y ambientales para explicar la dinámica del cólera que han aportado importantes conocimientos para la predicción, prevención y manejo de epidemias. 3. El modelo de biocomplejidad integra los marcados enfoques epidemiológicos y ambientales para el estudio del cólera y otras enfermedades. 4. Se requieren más estudios de las condiciones climáticas en localidades susceptibles al cólera y la incorporación de modelos que permitan controlar la reemergencia de la enfermedad. 17

18 Gracias 18