Un nuevo trabajo liderado por investigadores de la Universidad de Zaragoza en el que participan investigadores del CIBERES desarrolla un modelo de propagación de la Tuberculosis que ayuda a entender los efectos del envejecimiento poblacional y los patrones de contacto en la dinámica de transmisión de esta enfermedad. El principal resultado del estudio, que tendrá aplicaciones importantes para el control de la enfermedad, es que la incidencia de Tuberculosis a nivel mundial podría aumentar en las próximas décadas.
En el estudio en el que han participado investigadores del Grupo de Redes y Sistemas Complejos (COSNET) del Instituto BIFI (Sergio Arregui, Yamir Moreno) en colaboración con el Grupo de Genética de Micobacterias de la Universidad de Zaragoza, perteneciente al CIBERES y al IIS Aragón (María José Iglesias, Sofía Samper, Dessislava Marinova, y Carlos Martín) y el Hospital Sainte Justine de la Universidad de Montreal (Joaquín Sanz), se presenta un novedoso modelo epidemiológico de transmisión de la Tuberculosis (TB), el más completo existente hasta la fecha, para entender los efectos reales del envejecimiento poblacional y de los patrones de contacto en la dinámica de transmisión de la enfermedad. Dicho trabajo ha sido publicado recientemente en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS).
Uno de los principales resultados del estudio, que tendrá importantes aplicaciones para la mejora del control de la enfermedad y el diseño óptimo de campañas de vacunación, es que la incidencia de la TB a nivel mundial podría aumentar en las próximas décadas si no se tienen en cuenta aspectos claves como el envejecimiento poblacional. Este factor tiene un efecto inesperado en la modelación de la TB, pues su introducción en los modelos predice un ascenso en los niveles de incidencia de la enfermedad con respecto a los pronósticos producidos en poblaciones que no envejecen. Dicho resultado podría implicar que el descenso en la incidencia observado desde inicios de este siglo en todo el mundo podría frenarse, o incluso revertirse en algunas áreas (especialmente aquellas cuyas poblaciones van a envejecer más pronunciadamente en las próximas décadas), y dar lugar a un nuevo incremento de la prevalencia de la enfermedad a nivel mundial. Por otro lado, Arregui et al. incorporan en su formalismo datos recientes basados en encuestas sobre patrones de contacto entre grupos de edad, introduciendo por primera vez en el estudio de propagación de la TB lo que ya se había implementado con éxito en la modelación de otras enfermedades respiratorias transmisibles como la gripe.
A pesar de la reducción de la incidencia de la enfermedad en muchos de los países del mundo desarrollado, la TB continúa siendo una de las principales amenazas para la salud pública internacional. A este hecho se suma que la TB multirresistente sigue constituyendo una amenaza para la seguridad sanitaria.
El 24 de marzo, conmemoramos cada año el “Día Mundial de la Lucha contra la Tuberculosis” en homenaje al descubrimiento realizado por el médico y bacteriólogo alemán Robert Koch en 1882, al aislar e identificar la bacteria causante de la enfermedad (Mycobacterium tuberculosis). Tal descubrimiento le valdría años más tarde, en 1905, el Premio Nobel en Fisiología y Medicina.
Según datos de la OMS, se estima que esta enfermedad infecciosa ha sido la responsable, sólo durante el transcurso del año 2016, de más de 1.5 millones de muertes a nivel mundial, concentrándose la mayor parte de estas en los países subdesarrollados, y hubo 600 000 nuevos casos de resistencia a la rifampicina (el fármaco de primera línea más eficaz), 490 000 de los cuales padecían multirresistencia. Estas dramáticas cifras sitúan a la TB, junto con el SIDA y la Malaria, en el pódium de la enfermedades infecciosas más mortíferas existentes en la actualidad.
Es por este motivo que los esfuerzos encaminados a erradicar la TB constituyen un objetivo prioritario para la OMS en las próximas décadas. Dicho organismo insta también a la comunidad científica internacional a trabajar en el desarrollo e implementación de nuevas y eficaces intervenciones que posibiliten frenar el avance de la TB y llegar algún día a erradicar la misma. Estas intervenciones incluyen la exploración de nuevos métodos de diagnóstico y de tratamiento, de control de la propagación y medidas profilácticas para los individuos infectados y, fundamentalmente, el desarrollo de nuevas vacunas destinadas a sustituir la actual vacuna contra la TB (la BCG) que data de casi un siglo.
No obstante, el desarrollo de estas nuevas intervenciones para frenar la enfermedad se ve limitado por una serie de singularidades que hacen que la TB no sea sólo una de las enfermedades infecciosas más letales, sino también una de las más difíciles de entender y combatir. Nuestro conocimiento actual acerca de los mecanismos que definen la capacidad de respuesta de nuestro sistema inmune al patógeno de la TB es limitado, lo cual hace que a menudo sea difícil prever el potencial de estas nuevas intervenciones a partir de experimentos de laboratorio. Esto obliga a los investigadores a diseñar ensayos clínicos que involucren grandes cohortes de individuos en países con una alta incidencia para obtener así estimaciones fiables de la eficacia de las nuevas medidas, y a emplear modelos matemáticos de propagación de la TB para interpretar y extrapolar los resultados de dichos ensayos. En este contexto, la combinación de disciplinas tan dispares como la Inmunología, la Microbiología, la Epidemiología y las Ciencias de la Complejidad es clave para desarrollar nuevos modelos capaces de hacer pronósticos fiables sobre el impacto de la enfermedad y para evaluar la relación coste-beneficio de las intervenciones epidemiológicas en cauce. Aquí es donde se ha producido la colaboración antes mencionada, lo que ha llevado al desarrollo de un modelo capaz de dar respuesta a muchas de las interrogantes de hoy en día respecto a la propagación de la TB.
La dificultad de la investigación realizada radica en que los modelos matemáticos de propagación de enfermedades infecciosas deben integrar datos geo-demográficos, epidemiológicos y sociológicos para simular la dinámica de transmisión del patógeno entre individuos. Aunque ya existían herramientas matemáticas de este tipo, los modelos actuales de propagación de la TB no están exentos de una serie de deficiencias que los hacen poco realistas en muchos contextos. Paradigmáticamente, aunque se conoce bien que la TB es una enfermedad muy dependiente de la edad, no se sabía a ciencia cierta cómo se comportaría la incidencia en las próximas décadas teniendo en cuenta el envejecimiento generalizado de la población mundial. Esto es precisamente uno de los puntos que se han desvelado en el trabajo de Arregui y colaboradores. En los próximos años, debido a este envejecimiento, los niveles de incidencia de la TB subirán con relación a lo asumido por modelos anteriores, que ignoraban este aspecto, especialmente en los países donde este envejecimiento sea más acentuado.
Como se menciona, los modelos con los que se contaba antes de este estudio tenían limitaciones a la hora de describir de manera precisa la relación entre demografía y transmisión de la TB. Específicamente, estos modelos que se usaban para pronosticar el nivel de incidencia de la TB a escalas supranacionales, operaban bajo el supuesto de estructuras demográficas estáticas y asumían que las interacciones entre individuos que transmiten el patógeno ocurren homogéneamente entre todos los grupos de edad. En el presente trabajo, los investigadores han logrado cuantificar cómo cambia la distribución de contagios entre grupos de edad cuando se abandona la hipótesis de que éstos son homogéneos, tal y como se asumía hasta ahora. De esta manera, también permite obtener estimaciones precisas del número de afectados, por la enfermedad, en cada grupo de edad.
Los investigadores, una vez que han desarrollado este nuevo modelo, plantean aplicarlo a la optimización de campañas de vacunación, la evaluación y comparación de diferentes candidatos a vacunas y finalmente, para mejorar el diseño y resultados de ensayos clínicos con las nuevas vacunas.
“Data-driven model for the assessment of Mycobacterium tuberculosis transmission in evolving demographic structures”Sergio Arregui, María José Iglesias, Sofía Samper, Dessislava Marinova, Carlos Martin, Joaquín Sanz and Yamir Moreno. Proceeding of the National Academy of Sciences USA (PNAS), http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1720606115
