¿Pueden las matemáticas ayudar a contener el ébola?

¿Pueden las matemáticas ayudar a contener el ébola?
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La epidemia de ébola en África Occidental parece estar fuera de control. Más que nunca, las autoridades sanitarias locales y mundiales quieren saber cómo evolucionará la epidemia y, sobre todo, cómo evitar que siga propagándose. Para ello les sirven ciertos parámetros, como el número reproductivo, que es el número medio de infecciones provocadas por un solo individuo infectado. Los períodos de incubación e infecciosidad también son muy relevantes; es decir, el tiempo que transcurre desde la infección hasta la aparición de los síntomas, y el tiempo que transcurre desde la aparición de los síntomas hasta la eliminación del patógeno.

En la epidemia de ébola actual, para obtener estas cifras se utilizaron varias estimaciones basadas en los datos oficiales de casos de enfermedad registrados. Un equipo dirigido por Tanja Stadler, catedrática de evolución computacional del Departamento de Ciencias e Ingeniería de Biosistemas de ETH Zurich en Basilea, ha calculado ahora estos parámetros a partir de la secuencia genética del virus en diversas muestras de pacientes, mediante un programa informático estadístico desarrollado por el grupo.

Aumento de casos no notificados

Investigadores estadounidenses, británicos y sierraleoneses obtuvieron las secuencias del virus a partir de muestras de sangre tomadas a pacientes de Sierra Leona en las primeras semanas después de que la epidemia llegara al país procedente de la vecina Guinea, en mayo y junio de 2014. Según afirma Stadler, actualmente no hay secuencias más recientes de acceso público. A partir de los datos, los investigadores calcularon un número reproductivo viral de 2,18. Este valor se encuentra dentro del intervalo de los valores estimados anteriormente sobre la base de la incidencia y la prevalencia de la enfermedad, que oscilan entre 1,2 y 8,2.

«Una de las grandes ventajas de nuestro método es que permite calcular los casos no notificados y, por tanto, la verdadera magnitud de la epidemia», afirma Stadler. Cuando se trata de cifras oficiales de pacientes, solo se tienen en cuenta los casos notificados a las autoridades sanitarias. El número real de personas infectadas suele ser considerablemente mayor. Con los datos de que disponían, los investigadores de ETH lograron calcular una tasa de casos no notificados del 30 % (es decir, pacientes de los que no se tomaron muestras de sangre). «Sin embargo, esto solo se aplica a la situación analizada en Sierra Leona en mayo y junio. Desde junio no disponemos en absoluto de muestras de sangre», afirma Stadler.

Creación del árbol genealógico del virus

Los investigadores también lograron calcular el período de incubación del ébola (cinco días; este valor está sujeto a una incertidumbre considerable) y el tiempo de infecciosidad. Los pacientes pueden transmitir el virus entre 1,2 y 7 días después de haberse infectado.

Para obtener estos valores, los investigadores elaboraron un árbol filogenético basado en las secuencias genéticas de las muestras del virus. «El virus del ébola cambia en el cuerpo del paciente día a día, por lo que la secuencia del virus varía ligeramente de un paciente a otro», explica Stadler. Con el conocimiento de las distintas secuencias, los investigadores pudieron determinar en qué momento del pasado se produjeron los eventos de infección entre pacientes. A partir de ello, lograron calcular los parámetros epidemiológicos.

Ya analizado para detectar el VIH

Estos valores epidemiológicos son importantes para desarrollar estrategias que permitan contener la epidemia y evaluar la eficacia de estas medidas. La imposición de un toque de queda es una de ellas. «Si el toque de queda dura más que el período de incubación, solo las personas que siguen presentando síntomas de ébola son portadoras de la enfermedad», afirma Stadler. A su vez, el número reproductivo es uno de los indicadores de referencia más importantes que utilizan los servicios sanitarios. El objetivo más urgente de estas autoridades es reducir el número reproductivo a un valor inferior a 1, ya que esto implicaría que la epidemia ha quedado contenida.

Los investigadores de ETH desarrollaron en los últimos años el programa informático utilizado para calcular estas cifras, y lo aplicaron a datos recogidos de pacientes con VIH y hepatitis C. Ahora esperan que se dispongan de nuevas secuencias del virus del ébola que circula actualmente, a pesar de las condiciones adversas en las zonas afectadas por la epidemia. Como afirma Stadler: «Nuestro programa está listo. Si nos dan acceso a las secuencias actuales del ébola, podremos conocer en detalle la propagación de la epidemia literalmente de la noche a la mañana».

Publicado en colaboración con ETH Zurich

Autor: Fabio Bergamin estudió biotecnología en Basilea y Estrasburgo, y se doctoró en inmunología en la Universidad de Berna.

Imagen: El médico de planta Thomas Klotzkowski y el médico especialista en medicina tropical Florian Steiner (izq.) se ponen trajes protectores en la estación de cuarentena para pacientes con enfermedades infecciosas del hospital Charité de Berlín, el 11 de agosto de 2014. REUTERS/Thomas Peter

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