Ecoepidemiología de los virus de influenza aviar. Pablo M. Beldomenico Wildlife Conservation Society Global Avian Influenza Network for Surveillance

Transcripción

1 Ecoepidemiología de los virus de influenza aviar Pablo M. Beldomenico Wildlife Conservation Society Global Avian Influenza Network for Surveillance

2 Persistencia de patógenos Generalistas Especialistas

3 Persistencia de patógenos MODELO DE REED-FROST Número de individuos Tiempo SUSCEPTIBLES INFECTADOS INMUNES

4 Persistencia de patógenos Transmission-virulence trade-off (Antolin 2008 Annu.Rev.Ecol.Syst.) Si el hospedador muere menor tiempo en el que es fuente del parásito Si se enferma se traslada menos menor dispersión del parásito Si limita su reproducción menor producción de nuevos susceptibles

5 Persistencia de patógenos La persistencia es posible cuando existen mecanismos o condiciones que aseguren la disponibilidad de hospederos susceptibles de ser infectados.

6 Persistencia de IA VIRUS INFLUENZA TIPO A: - Alta tasa de contagio - Rápida propagación 120 = Rápido agotamiento de susceptibles 100 Número de individuos Tiempo SUSCEPTIBLES INFECTADOS INMUNES

7 Mecanismos de variación antigénica de VIA Usa Usa todos todos los los mecanismos mecanismos de de evolución evolución conocidos (Webster 2007) conocidos (Webster 2007) Mutación puntual (sustitución, eliminación, inserción) Recombinación Re-asociación

8 Persistencia de IA Sin embargo: - Los virus en sus hospederos naturales parecen estar en éstasis evolutivo: las mutaciones no significarían an una ventaja selectiva

9 SURGIMIENTO DE VIAAP Las mutaciones sí son favorecidas cuando se infectan aves que no son hospederos naturales IABP Mutación a IAAP

10 Perpetuación de VIAAP Hasta 1997, los VIAAP emergentes no habían logrado perpetuarse MODELO DE REED-FROST Número de individuos Los virus emergentes se extinguían o eran erradicados No se perpetuaban en las naturaleza Tiempo SUSCEPTIBLES INFECTADOS MUERTOS

11 Perpetuación de VIAAP Al volverse altamente patogénicos los virus tienen un éxito fugaz y comprometen su perpetuación Por esto, volverse altamente patogénico no representa una ventaja adaptativa, SINO UN ACCIDENTE

12 H5N1 rompe las las reglas Aparece en 1997 y circula silenciosamente entre patos domésticos hasta 2002 En el 2002 se vuelve patogénico para aves acuáticas ticas, inclusive en ocasiones para patos En el 2005 comienza a expandirse rápidamente hacia occidente EL H5N1 SE HA VUELTO ENDÉMICO EN EL SUDESTE ASIÁTICO Y HA LOGRADO PERPETUARSE W. B. Karesh / WCS

13 ES VITAL QUE DETERMINAR QUÉ SITUACIONES FAVORECEN EL DESARROLLO DE ENDEMICIDAD PARA LOGRAR ERRADICAR AL H5N1 Se ha sugerido complementar a la epidemiología con la ecología de comunidades y la biología evolutiva para comprender cómo persiste el virus (Caron et al 2009, Infect Gen Evol)

14 Ecoepidemiología de los VIABP Transmisión Transmisión Los VIABP se replican principalmente en el tracto GI y se excretan a altas concentraciones en heces

15 Ecoepidemiología de los VIABP Transmisión Transmisión Larga sobrevivencia del VIA en heces y agua La mayoría de los VIA de aves acuáticas se han aislado de hisopados cloacales o aguas de superficie transmisión a través de la ruta fecal-oral via agua de superficie

16 Ecoepidemiología de los VIABP Transmisión Transmisión Virus IAAP H5N1: La tasa de aislamiento es mayor en el tracto respiratorio (Fouchier et al, 2006) Los virus se replican a mayores niveles en la traquea que en la cloaca en aves inoculadas o contagiadas por contacto (Sturm-Ramirez et al, 2005) La ruta fecal-oral puede no ser la principal vía de trasmisión del H5N1

17 AMBIENTAL Ecoepidemiología de los VIABP Transmisión Transmisión Recientes estudios teóricos demuestran que la contribución de la transmisión ambiental puede ser substancial (Rohani et al 2009 PNAS; Brevan et al 2009 PLoS Comp Biol) Evidencia que sostiene esto es: 1. Persistencia ambiental 2. Agua contaminada fue fuente de brotes en granjas 3. Los modelos basados en contactos no capturan los patrones de ocurrencia de los virus

18 SUBTIPOS DE VIA H16 gaviotas

19 IMPORTANCIA DE LOS HUMEDALES aves acuáticas reservorio natural de todas las cepas alta densidad de susceptibles agrupamiento de diferentes especies favorece la co- infección y la reasociación genética escala de aves migratorias persistencia del virus en agua dulce

20 Ecoepidemiología de los VIABP Transmisión Transmisión En agua, el virus sobrevive más a bajas temperaturas y cuando la salinidad es poca (Stallknecht et al, 1990)

21 Ecoepidemiología de los VIABP Las prevalencias son mayores en especies que: Migran mayores distancias Frecuentan aguas poco salinas Se alimentan en la superficie (Garamszegi et al 2007, Proc R Soc B)

22 Reservorio natural (IABP) Familia Especies Muestras Prevalencia Patos 36 especies 34, % A. platyrhynchos 15, % northern pintail 3, % bluewinged teal 1, % common teal 1,314 4 % Gansos 8 species 4, % Cisnes 3 species 5, % Playeras 10 species 2,637 1 % Gaviotas 9 species 14, % Gaviotines 9 species 2,521 1% Rallidae 3 species 1, % Petreles 5 species 1, % Cormoranes 1 species 4, % Olsen et al Global patterns of Influenza A virus in wild birds. Science 312:

23 Prevalencia en patos Todos los subtipos a excepción de H13 & H16 (subtipos de gaviotas), han sido aislado de patos Prevalencia en patos de superficie (~10%) > patos buceadores (~1.5%): Hábitat y comportamiento: se alimentan en agua dulce unos, en hábitats marinos otros Comportaminento y ecología determinante importante de su rol como especie hospedera (hábitos gregarios, selección de hábitat, comportamiento migratorio)

24 Prevalencia en playeras Parecen ser importantes en América pero no en Eurasia Frecuencia de subtipos de IA en Norte América (Krauss et al, 2004)

25 Gaviotas Los subtipos H13 y H16 son principalmente hallados en gaviotas: - nichos especie-específicos para algunos VIA

26 Mecanismos de perpetuación? Persistencia sólo en patos? Bajos niveles de trasmisión continua entre patos Persistencia en humedales congelados donde nidifican aves migratorias: infección de aves a su regreso a sus sitios de reproduccion? Aislamientos en aguas de Siberia y Alaska Circulación contínua en regiones tropicales y subtropicales? Intercambio de VIA entre aves de varias familias compartiendo humedales?: hipótesis de circulación entre playeras y patos Análisis genéticos no revelaron diferencias substanciales entre aislamientos de patos y playeras (Norteamérica) transmisión entre especies? Prevalencia diferencial en primavera playeras llevan el virus a los sitios reproductivos de los patos en primavera (Norteamérica)?

27 Patrones estacionales Prevalencia annual de VIA en Norte América (Krauss et al., 2004) H3, H4, H6 Y cuál es la situación en Sudamérica?

28 HPAI prevalence in Russia. Patrones estacionales

29 Patrones geográficos Se sugiere un prolongado aislamiento geográfico y ecológico (Olsen 2006)

30 1. Algunas especies migratorias conectan las masas continentales (Peterson et al, 2007) Patrones geográficos 2. Hay aislamientos que presentan una mezcla de linajes de ambas subfamilias (Wallensten et al, 2005)

31 Patrones geográficos No obstante: datos de vigilancia epidemiológica convalidan el aislamiento ecológico 7 años de vigilancia en Alaska demostraron prevalencias extremadamente bajas (0.06%) (Winker et al 2007) La frecuencia de ocurrencia de linajes extranjeros en cada masa continental es también marcadamente rara (Klauss et al 2007)

32 Ecoepidemiología de VIAAP VIABP Mutación a VIAAP Los VIAAP surgen generalmente por infección n de aves domésticas con VIABP

33 Ecoepidemiología de VIAAP Especies Especies puente? puente? Los virus de influenza aviar han sido aislados menos frecuentemente de otras aves, sin embargo: Estudios durante el brote de H7N7 en Australia en 1986 establecieron que estorninos y gorriones eran susceptibles a la infección y podrían ser potenciales dispersores de VIA (Webster et al, 1992) Passer montanus sin enfermedad clínica en China central se encontraron portando y excretando VIAAP H5N1 (Kou et al, 2005) Infecciones experimentales en estorninos y gorriones con H5N1 mostraron resistencia relativa (Perkins & Swayne 2003) Se desconoce aún el rol de especies puente

34 Ecoepidemiología de VIAAP Además s del H5N1, otros VIAAP emergieron recientemente: 2002 H7N3 Chile 2003 H7N7 Holanda, Bélgica y Alemania H7N3 Pakistán 2004 H7N3 Canadá 2004 H5N2 EE UU 2005 H5N2 Sud África 2007 H7N3 Canadá Estos han desaparecido sin volverse endémicos

35 Ecoepidemiología de VIAAP En En aves aves silvestres silvestres Hasta recientemente, los VIAAP habían sido aislados poco frecuentemente de aves silvestes *aparte del tern/s. Africa/61: VIAAP H5N3 y el recientemente reportado H5N2 con genotipo AP en patos silvestres saludables en Nigeria. Usualmente se encontraban en la vecindad de brotes de IAAP en aves de corral, o geográfica y cronológicamente relacionados a brotes conocidos en gallinas Por ej. Casos en aves silvestres en la proximidad de establecimientos afectados durante las epidemias de VIAAP H7N1 en Italia y H7N7 en Holanda (Magnino et al., 2000; Philippa et al., 2005)

36 H5N1 H5N1 rompe rompelas las reglas reglas Mortalidad en aves silvestres no asociada a brotes en granjas avícolas W. B. Karesh / WCS

37 El principal factor de riesgo es el pastoreo de patos domésticos en las arroceras (Sturn- Ramirez et al, 2005; Gilbert et al, 2006)

38 Importancia de las arroceras Todas las propiedades de los humedales + actividad antropica: gran cantidad de patos domésticos pastoreando Cuáles están manteniendo el virus? Los patos domésticos? Los patos silvestres? Ambos?

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44 Cuál l es el rol de las aves migratorias en esta propagación?

45 Migración y propagación viral

46 Spreading of H5N1 autumn and winter рр.?

47 Migración y propagación viral

48 Migración y propagación viral Migración Migración de de Anatidae Anatidae y y casos casos de de IAAP IAAP H5N1 H5N1 Julio - Agosto Julio - Diciembre Gilbert et al, 2006

49 Migración y propagación viral El El caso caso de de Europa Europa occidental occidental 2006: H5N1 detectados en más de 700 aves silvestres (mayormente cisnes), en 13 países, pero sólo 4 países sufrieron brotes en aves domésticas

50 Pero van Gils et al 2007, PLoS One

51 Latorre-Margalef et al 2009, Proc R Soc B A mayor eliminación del virus menor peso corporal Juveniles con mayor eliminación de virus demoraron más en retomar la migración Individuos infectados se negativizaron en una semana

52 LA ESPECIE MIGRATORIA Nº 1: ROL DEL COMERCIO

53 ROL DEL COMERCIO 1. Casos casi exclusivamente en aves domésticas 2. Brotes alrededor de altas densidades de aves domésticas 3. Brotes a lo largo de las rutas principales

54 ROL DEL COMERCIO Fuente: Center for Global Food Issues

55 SÓLO UN REPORTE EN AVES SILVESTRES EN LOS MESES QUE SIGUIERON LA PROPAGACIÓN DE 2006

56 CASOS EN AVES SILVESTRES ALREDEDOR DE JULIO 2006 (no durante períodos de migración)

57 ROL DEL COMERCIO World Parrot Trust

58 ROL DEL COMERCIO En el 2005 se aisló VIAAP H5N1 en águilas de montaña contrabandeadas a Bélgica desde Thailandia. El mismo año se aisló VIAAP H5N1 en aves silvestres que ingresaban a Reino Unido para su venta como mascotas.

59 EL VIAAP H5N1 ASIÁTICO NO HA SIDO DETECTADO EN AMERICA

60 PROBABILIDAD DE INGRESO DEL H5N1 A LAS AMÉRICAS Por aves migratorias - baja debido a: Separación geográfica y ecológica mencionada Vigilancia demuestra que el ingreso de virus de IA desde Eurasia por aves migratorias es extremadamente bajo El H5N1 produce enfermedad en la mayoría de las spp. de aves, y sólo unas pocas conectan las masas continentales

61 PROBABILIDAD DE INGRESO DEL H5N1 A LAS AMÉRICAS Propagación hacia el sur por migratorias poco probable: - Anátidos permanecen en su hemisferio Playeras Anas discors

62 Kilpatrick et al PROBABILIDAD DE INGRESO DEL H5N1 A LAS AMÉRICAS Por importación de aves domésticas de países con VIAAP H5N1

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