Un viernes por la mañana en septiembre del año pasado, Erik Karlsson visitó el extenso mercado de Orussey aquí, donde los vendedores vendían ollas y sartenes, cables telefónicos y radios, sombreros y vestidos, y una miríada de tipos de comida del sudeste asiático. Docenas de cerdos enteros asados de color naranja colgaban de ganchos, cangrejos del tamaño de dos puños llenaban cubos y frutas apiladas y pescado seco formaban montañas sobre las mesas.
Karlsson había venido por las aves vivas, pero no porque estuviera planeando una cena. Como epidemiólogo en el Instituto Pasteur de Camboya, buscaba patógenos potencialmente peligrosos, tanto conocidos como desconocidos. No tenía nada más que un teléfono celular en una mano y, en la otra, un dispositivo que se asemeja a un lector de tarjetas de crédito portátil, que sostenía cerca de los hombres que sacrificaban, hervían y despellejaban pollos. El AeroCollect, como se le llama, tiene un chip que usa un campo eléctrico para aspirar y atrapar aire en cámaras microscópicas. Más tarde, de vuelta en su laboratorio, Karlsson enjuagó el contenido de cada cámara con un enjuague con agua y realizó una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para amplificar cualquier ARN viral en el aire.
Karlsson es uno de los muchos investigadores que buscan formas más simples, rápidas, económicas y seguras de encontrar virus, incluidos los que podrían causar la próxima pandemia. Si el AeroCollect funciona bien, no necesitará ponerse máscaras y guantes y obtener permiso para extraer sangre de los pollos y frotar sus traseros. Karlsson también planea probar volar el dispositivo en un dron en cuevas de murciélagos, que son focos virales conocidos, para que los investigadores no tengan que ingresar a ellos.
Otros científicos están aprovechando los avances en nanotecnología, dispositivos de secuenciación, inteligencia artificial y robótica para mejorar la búsqueda de virus y proporcionar una comprensión más profunda y oportuna de las amenazas potenciales. Los programas para monitorear la propagación y evolución del SARS-CoV-2 utilizando aguas residuales han demostrado cómo los nuevos métodos pueden ayudar.
Muchos de los proyectos, incluido el de Karlsson, se encuentran en la etapa de prueba de concepto, pero Maria Van Kerkhove, quien dirige la unidad de enfermedades emergentes y zoonosis en la Organización Mundial de la Salud, les da la bienvenida. “Estoy realmente entusiasmado con lo que está haciendo Erik”, dice Van Kerkhove, quien tomó muestras de aves en el mercado de Orussey hace más de una década como parte de un doctorado. proyecto sobre la gripe aviar. «El muestreo de aire es un salto tecnológico».
Pero las nuevas tecnologías de vigilancia no deben conducir a lo que Van Kerkhove llama “un ejercicio de colección de sellos”: simplemente identificar los cientos de miles de virus en animales salvajes y cautivos. “La detección es solo un elemento”, dice ella. “¿Tiene el virus la capacidad de pasar de los animales a los humanos? Y si es así, ¿a qué se debe eso? ¿Es un callejón sin salida o tiene un riesgo de brote epidémico?” Esas críticas han perseguido al Proyecto Global Virome, un plan ambicioso que promete encontrar la gran mayoría de los patógenos que amenazan a los humanos, pero que ha luchado durante muchos años para encontrar los fondos para su lanzamiento.
Para medir adecuadamente el riesgo de brotes, los investigadores deben realizar una vigilancia repetida de los virus en los puntos críticos de propagación, como los mercados de animales vivos, las granjas y las cuevas de murciélagos, y en las clínicas cercanas, dice la epidemióloga Christine Johnson, quien dirige el EpiCenter for Disease Dynamics en la Universidad de California (UC), Davis. “No creo que solo queramos hacer una instantánea en el tiempo”, dice ella. “Tiene que ser fundamentalmente más a largo plazo, ver cómo evolucionan las cosas para realmente obtener una visión o comprensión verdadera”.
Aún así, la mayoría de los cazadores de virus están de acuerdo en que un poco de ingenio y creatividad pueden facilitar mucho la identificación de amenazas. Estas son algunas de las vías que están explorando.
EL EQUIPO DE JOHNSON está dando a los monos salvajes algo para masticar, literalmente. Está explorando si los científicos pueden tomar muestras de la saliva de los animales dándoles golosinas con cuerdas.
El proyecto surgió de PREDICT del gobierno de EE. UU., un esfuerzo de 30 países lanzado en 2009 y dirigido por UC Davis para identificar amenazas virales. El muestreo de primates salvajes tradicionalmente requiere atrapar y anestesiar a los animales. Sin embargo, eso plantea problemas éticos y prácticos, por lo que algunos científicos simplemente recolectaron heces u orina. Pero esos enfoques también tienen inconvenientes: a menudo requieren observación directa o acceso a los nidos de los animales en los árboles, y ninguno es ideal para los virus que se propagan principalmente por la boca y la nariz.
Estos límites llevaron a Johnson y al veterinario Tierra Smiley Evans a probar cuerdas atadas con golosinas como mermelada de fresa o comida de plátano para bebés que los monos mastican y dejan gotas de saliva. En estudios de prueba de principio en Uganda y Nepal, encontraron virus espumoso simio, parainfluenza 3, enterovirus y herpesvirus. El grupo también ha recolectado plantas masticadas y descartadas por los gorilas de montaña en peligro de extinción de Uganda, más recientemente para evaluar si las personas los estaban infectando con el virus del herpes humano-1 (HSV-1), que ha enfermado y matado a los gorilas de tierras bajas cautivos. No hubo signos de HSV-1 en los descartes de plantas de 294 gorilas, informó el equipo en octubre de 2022 en el Revista americana de primatologíapero contenían herpesvirus específicos de gorilas.
UC Davis tiene más proyectos futuristas en proceso. Un equipo está explorando si una muestra de aire del tamaño de un sándwich puede identificar infecciones virales activas en humanos a partir de patrones de compuestos orgánicos volátiles (COV) en su aliento. Varias enfermedades respiratorias, como la gripe, la tuberculosis y la COVID-19, vienen con firmas moleculares específicas del aliento, según han descubierto los investigadores. En un artículo de diciembre de 2022 en Medicina de las Comunicaciones, un equipo de UC Davis dirigido por Mitchell McCartney y Cristina Davis incluso reportó marcadores distintivos de aliento durante la propagación de las variantes Delta y Omicron. El grupo también ha probado la capacidad del muestreador de aire para detectar señales de enfermedades mientras está conectado a la cadera de una persona o volado en un dron.
El campo de la «biopsia de aliento» aún está en pañales, a pesar de un aumento del interés durante la pandemia en las muestras de aire de la habitación y los dispositivos similares a los alcoholímetros. (Los Países Bajos usaron alcoholímetros SARS-CoV-2 para pruebas generalizadas de COVID-19, pero los funcionarios pronto los consideraron poco confiables). En su intento de «respirar sangre nueva» para los diagnósticos, Davis y un grupo internacional de colegas lanzaron el año pasado el Human Breath Atlas, un esfuerzo para realizar investigaciones a gran escala sobre los raros COV que exhalan las personas cuando están enfermas.
EN LOS PAISES BAJOS, la veterinaria Marion Koopmans y sus colegas han estado colocando paños electrostáticos en gallineros para recolectar polvo que pueda analizarse en busca de virus. “Hay muy poca información de alta calidad sobre los viroma de los animales de granja”, dice. “Estamos explorando formas de hacer que la vigilancia sea más accesible”.
Hay 22 mil millones de pollos en el mundo, según una estimación de 2017, y albergan virus peligrosos (la influenza H5N1 es el más famoso) que ocasionalmente se transmiten a los humanos y podrían causar la próxima pandemia. A principios de este año, Koopmans y sus colegas visitaron repetidamente tres granjas y compararon el polvo enganchado con los paños con heces de pollo recogidas a mano, la forma habitual de buscar virus aviares. No solo analizaron las muestras en busca de virus conocidos, sino que utilizaron la metagenómica para secuenciar cualquier material genético en la muestra. Las muestras de ambas fuentes arrojaron resultados similares (virus de cuatro familias), lo que confirma que los «recolectores de polvo electrostático» son una buena alternativa para tomar muestras de heces, informó el grupo en Informes científicos el año pasado.
Koopmans espera que la técnica pueda ayudar a los científicos a pronosticar dónde se están gestando los problemas. “En este momento, la forma en que funciona nuestra vigilancia es realmente muy reactiva”, dice ella. “¿Cómo podemos hacer avanzar la vigilancia para detectar las cosas antes de que vea la enfermedad humana?”
ALGUNOS CAZADORES DE VIRUS Quiero enviar un ejército de hormigas. Las voraces hormigas armadas se alimentan de muchas especies de insectos y vertebrados y pueden viajar alrededor de 1 kilómetro por día, a menudo dentro y fuera de bosques densos en los que los investigadores no pueden ingresar fácilmente. Un equipo dirigido por el virólogo de plantas Philippe Roumagnac de la Universidad de Montpellier se preguntó si las hormigas recogen los patógenos que infectan sus comidas en el camino. En Gabón, Roumagnac y sus colegas capturaron 209 hormigas guerreras de 29 colonias diferentes del género Dorylus, los molieron y realizaron un estudio metagenómico del ADN en su interior. Aparecieron secuencias de 157 géneros virales diferentes, revela el grupo en una preimpresión publicada el mes pasado en bioRxiv. Los análisis metagenómicos también pueden revelar qué especies comieron las hormigas, lo que ayuda a vincular virus específicos en una muestra con lo que pueden haber infectado. El uso de hormigas evita centrarse en los animales que los humanos creen que presentan los mayores riesgos, dice Roumagnac: «No tienen sesgo de muestreo».
Para validar el método, el equipo planea tomar muestras de guano de murciélago en Gabón en busca de virus y compararlos con lo que encuentran en las hormigas armadas que se alimentan del mismo guano. Roumagnac es optimista: «Las hormigas guerreras podrían ser uno de los actores clave que podrían dar pistas sobre el panorama general de la ecología y la evolución de los virus en un solo ecosistema».
OFICINA DE KARLSSON EN PHNOM PENH está lleno de lo que él llama «juguetes» que podrían ampliar los poderes de vigilancia de AeroCollect. Se podría usar un dron para muestrear cuevas de murciélagos, incluso aquellas a las que ahora solo pueden llegar los escaladores. Karlsson compró recientemente un automóvil diminuto con control remoto que puede llevar el dispositivo; planea conducirlo por las granjas para recolectar muestras a distancia. Los dispositivos de PCR reducidos que funcionan con baterías y las máquinas de secuenciación portátiles acelerarán el análisis. “Queremos llevar el laboratorio al campo”, dice Karlsson. “Si estamos en un brote, podemos adelantarnos más rápido”.
El equipo de Pasteur al que Karlsson se unió hace 5 años tiene una larga historia de trabajo para mejorar la vigilancia viral en Camboya, centrándose en cómo evoluciona la gripe aviar y se propaga a los humanos. El equipo también comprende el desafío de traducir sus hallazgos en acciones que protejan a las personas, un desafío subrayado por PREDICT que, a pesar de una inversión de más de $200 millones, no identificó la amenaza del SARS-CoV-2. Veasna Duong, que dirige la división de virología del Instituto Pasteur, agrega que las medidas preventivas requieren voluntad política y aceptación por parte de la población local, que a menudo no percibe con precisión el riesgo.
Esa no es razón para no intentarlo, dice Karlsson. “¿Podemos prevenir las pandemias?” él pide. “Creo que podemos estar mejor preparados para el próximo, eso es seguro”.
El reportaje de esta historia fue apoyado por una subvención de la Fundación Alfred P. Sloan.
