Nota: Para obtener un resumen histórico detallado de este trabajo, incluido cómo se llevó a cabo, las personas que participaron y las lecciones aprendidas, consulte: La influenza más mortal: la historia completa del descubrimiento y la reconstrucción del virus de la pandemia de 1918 .
Antecedentes de la investigación
¿Qué investigación describe el artículo de la revista Science? ¿Por qué es importante?
Lea más acerca de cómo un grupo de expertos investigadores y cazadores de virus logró localizar el virus perdido de 1918, secuenciar su genoma, reconstruir el virus en un entorno de laboratorio extremadamente seguro y regulado en los CDC y estudiar sus secretos para estar mejor preparados para las futuras pandemias.
Este informe describe la reconstrucción exitosa del virus de influenza A (H1N1) responsable de la «pandemia de influenza española» de 1918 y brinda información nueva sobre las propiedades que contribuyeron con su virulencia excepcional. Esta información es crítica para evaluar la efectividad de las intervenciones de salud pública actuales y futuras que podrían ser utilizadas en caso de que resurja un virus similar al de 1918. El conocimiento de este trabajo podría además arrojar luz sobre la patogénesis del virus de influenza humano contemporáneo con potencial de pandemia. Muchos expertos consideran que hay un alto nivel de probabilidades de que se produzca una aparición natural de otro virus pandémico; por lo tanto, nuevos datos sobre los mecanismos patógenos podrían contribuir con el desarrollo de intervenciones profilácticas y terapéuticas que se necesitan para prepararse para futuros virus pandémicos.
¿Cuáles son las razones para llevar a cabo estos experimentos?
La pandemia de influenza de 1918-19 se cobró la vida de aproximadamente 50 millones de personas en todo el mundo, mucho más que las pandemias subsiguientes del siglo XX. Las propiedades biológicas que confieren virulencia a los virus de influenza pandémica tradicionalmente no fueron comprendidas correctamente y justificaron estudios más exhaustivos. La investigación para entender mejor cómo los genes individuales del virus de la influenza pandémica de 1918 contribuyen con el proceso de la enfermedad brinda datos importantes sobre la base de la virulencia. Este tipo de información permitió que funcionarios de la salud diseñaran las estrategias apropiadas para el diagnóstico temprano, el tratamiento y la prevención, en caso de que surgiera un virus pandémico similar. Además, esa investigación brinda datos sobre el desarrollo de principios generales con los que podemos diseñar mejor los medicamentos antivirales y otras intervenciones contra todos los virus de la influenza con virulencia alta.
¿Quién financió el trabajo que se describe en este artículo?
El trabajo de reconstrucción del virus de 1918 fue dirigido y apoyado por los CDC. El Departamento de Agricultura de los EE. UU. (USDA), los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) y el Instituto de Patología de las Fuerzas Armadas (AFIP, por sus siglas en inglés) brindaron su apoyo en muchos otros aspectos de la investigación.
¿Cuándo comenzaron los CDC con la investigación del virus de 1918?
Las investigaciones de los CDC sobre el virus de la influenza de 1918 comenzaron en 2004 con la iniciación de pruebas de los virus que contenían subgrupos de los ocho genes del virus de 1918. Artículos anteriores que describieron las propiedades de tales virus fueron publicados antes de 2005. La reconstrucción de todo el virus de 1918 comenzó en agosto de 2005.
¿Podría un virus H1N1 similar al de 1918 reaparecer y causar otra vez una pandemia?
Resulta imposible predecir con certeza la aparición de una futura pandemia, incluido un virus similar al de 1918. Las pandemias ocurren cuando aparece un virus de influenza para el cual existe poca o nada de inmunidad en la población humana. No obstante, por lo general se cree que una pandemia similar a la de 1918 sería menos grave gracias a la aparición de las vacunas que previenen la influenza, los medicamentos antivirales contra la influenza aprobados por la FDA y el sistema de vigilancia actual de la influenza que mantiene la Organización Mundial de la Salud.
¿Son eficaces los antivirales y las vacunas actuales contra el virus H1N1 1918?
Sí. Está demostrado que el oseltamivir (Tamiflu® o marca genérica) es efectivo contra los virus de influenza A(H1N1) similares y se espera que sean efectivos contra el virus H1N1 de 1918. Otros medicamentos antivirales (zanamivir, peramivir y baloxavir) no han sido sometidos a prueba contra este virus específico, pero se espera que también sean efectivos. Las vacunas que contienen la HA 1918 u otro subtipo de proteína HA H1 fueron efectivas al proteger a ratones contra el virus H1N1 1918. Se espera que la vacunación con vacunas contra la influenza estacional actuales brinde un grado de protección entre los seres humanos ya que las vacunas contra la influenza estacional proporcionaron algún nivel de protección contra al virus H1N1 1918 en los ratones.
¿Se están desarrollando nuevos profilácticos y tratamientos terapéuticos que podrían ser efectivos contra el virus de 1918?
Los científicos siguen trabajando en el desarrollo de nuevos antivirales que podrían ser efectivos contra un virus similar al de 1918. La reconstrucción del virus pandémico H1N1 1918 y estudios posteriores demostraron que los genes de la polimerasa de 1918 contribuyeron con la replicación eficiente del virus pandémico. Este hallazgo identificó un importante factor de virulencia en el estudio de la influenza que ahora apunta al desarrollo de un compuesto antiviral. Por consiguiente, los nuevos inhibidores de la polimerasa prometen sumarse a futuro a las opciones de manejo clínico contra las infecciones por el virus de la influenza.
Precauciones de bioseguridad
¿El público corría riesgo con los experimentos que se realizaron sobre este virus?
El trabajo que se describe en este informe se realizó utilizando las precauciones de bioseguridad que están diseñadas para proteger a los trabajadores y al público de posibles exposiciones a este virus (por ejemplo, de la aparición accidental del virus en el medio ambiente). El virus de 1918 que se utilizó en estos experimentos fue destruido en los CDC y no representa ningún riesgo actual para el público en general.
¿Qué precauciones de bioseguridad para proteger a los trabajadores de laboratorios y al público se llevaron a cabo mientras se realizaba este trabajo?
Antes de que comenzaran los experimentos, dos escalones de aprobación interna de los CDC fueron realizados: la revisión del Comité de Bioseguridad Institucional la revisión del Comité de Cuidado Animal y Uso. Todos los virus que contienen uno o más segmentos de genes del virus de la influenza de 1918 fueron generados y manipulados según las pautas de bioseguridad de las Recomendaciones provisionales de los CDC-NIH para aumentar el nivel de bioseguridad en el trabajo de laboratorio con virus de influenza humana no contemporánea. Aunque el virus de 1918 no fue diseñado como agente selecto en el momento en que se realizó este trabajo, todos los procedimientos fueron realizados utilizando elementos de bioseguridad destacados establecidos por el programa de Agente Selecto de los CDC. El Comité Intra-Gubernamental de Agentes Selectos y Asesor Técnico de Toxinas recomendó que el virus de influenza de 1918 reconstruido fuese agregado a la lista de agentes selectos del HHS el 30 de septiembre de 2005. Siguiendo estas recomendaciones, los CDC enmendaron las regulaciones y designaron a todas las formas competentes de réplicas reconstruidas del virus de la influenza pandémica de 1918 que contengan alguna parte de las regiones de los ocho segmentos genéticos (virus de influenza de 1918 reconstruido) como agente selecto.
¿Cuáles son las prácticas de bioseguridad y condiciones de contención apropiadas para trabajar con la cepa de influenza de 1918?
Las prácticas, los procedimientos y las instalaciones de bioseguridad de nivel 3 o de bioseguridad animal de nivel 3, más las mejoras que incluyen los procedimientos especiales (discutido en la siguiente pregunta) son recomendadas para trabajar con la cepa de 1918. Existen cuatro niveles de bioseguridad que corresponden con el grado de riesgo que presenta la investigación y el grado de niveles de protección para el personal, el medio ambiente y la comunidad. La bioseguridad de nivel 4 presenta las condiciones de contención más estrictas, la bioseguridad del nivel 1, las menos estrictas. Los niveles de bioseguridad consisten en una combinación de prácticas y técnicas de laboratorio, equipos de seguridad e instalaciones de laboratorios que son apropiados para las operaciones que se llevan a cabo. Los criterios específicos para cada nivel de bioseguridad están detallados en la publicación de los CDC/NIH: Bioseguridad en los laboratorios microbiológicos y biomédicos.
¿Qué es el nivel de bioseguridad 3 «mejorado»? ¿Cuáles son las mejoras específicas que se utilizan para trabajar con la cepa de influenza de 1918?
Una instalación de bioseguridad de nivel 3 con mejoras específicas incluye en barreras primarias (gabinetes de seguridad, cámaras de aislamiento, guantes y batas) y secundarias (instalaciones de construcción, filtros HEPA para el tratamiento del aire viciado) para proteger a los trabajadores de laboratorios y el público contra la exposición a accidentes. Los procedimientos específicos adicionales («mejorados») utilizados para trabajar con la cepa de 1918 incluyen:
- Rigurosa adhesión a los protocolos adicionales de protección respiratoria y cambio de ropa,
- Uso de mascarillas de respiración de presión negativa con filtros HEPA o mascarillas de respiración de presión positiva con purificador de aire (PAPR, por sus siglas en inglés),
- Uso de filtros HEPA para el tratamiento del aire viciado y
- Enmienda a las prácticas del personal para incluir duchas para el personal antes de salir del laboratorio.
Puede encontrar más detalles sobre las recomendaciones de bioseguridad para trabajar con varios virus de influenza humana y animal, incluido el virus de 1918 en la guía provisional de los CDC/NIH para tal trabajo: Recomendaciones provisionales de los CDC-NIH para aumentar el nivel de bioseguridad en el trabajo de laboratorio con virus de influenza humana no contemporánea.
¿Cómo se realizaron estos experimentos de manera segura utilizando las contenciones proporcionadas por el BSL-3 con mejoras?
El personal de laboratorios altamente entrenado trabajó con la cepa del virus de influenza de 1918 de manera segura utilizando la contención mejorada del BSL-3. Los investigadores de los CDC reciben una capacitación especializada y atraviesan un riguroso proceso de autorización de bioseguridad (y seguridad). Para el trabajo que se publicó en el artículo de la revista Science, el investigador líder de los CDC brindó un informe por escrito de la rutina semanal a los funcionarios administrativos de los CDC, incluido el funcionario líder en ciencia de la agencia y recibió instrucciones de informar de inmediato a los funcionarios de la agencia sobre cualquier problema relacionado con la bioseguridad.
Una instalación BSL-3 con mejoras específicas incluye barreras primarias (gabinetes de seguridad, cámaras de aislamiento, guantes y batas) y secundarias (instalaciones de construcción) para proteger a los trabajadores de laboratorios y al público contra la exposición a accidentes. Las mejoras específicas incluyen el cambio de vestimenta, requisitos de ducharse y el uso de mascarillas de respiración con purificador de aire motorizado (PAPR, por sus siglas en inglés (trajes para una mitad del cuerpo). Las barreras primarias y secundarias, más las prácticas de seguridad personal adicional brindan la contención apropiada para realizar dicha investigación de la influenza. Los CDC evaluaron los estudios específicos para llevar a cabo al igual que los equipos de científicos altamente experimentados que realizaron la investigación y llegaron a la conclusión de que este trabajo podría ser realizado bajo las contenciones BSL-3 con mejoras.
¿Por qué se utilizó la contención BSL-3 para trabajar con el virus H1N1 1918 cuando la mayoría de los virus de influenza humana del subtipo H1N1 son manipulados bajo contenciones menos estrictas?
Las medidas de bioseguridad apropiadas para trabajar con un patógeno determinado dependen de un número de factores, incluyendo la experiencia previa con el patógeno o patógenos similares, la virulencias y la transmisibilidad del patógeno, el tipo de experimento y la disponibilidad de la vacuna y/o los medicamentos antimicrobianos efectivos contra el patógeno. Previo a la reconstrucción del virus de 1918, los CDC evaluaron con cuidado los estudios específicos a realizar y concluyeron que esta investigación podría llevarse a cabo de manera segura bajo la contención BSL-3 mejorada. Todos los virus que contienen uno o más segmentos del gen del virus de la influenza de 1918 fueron generados y manipulados bajo condiciones de laboratorio con contención alta (BSL 3 mejorada) según las pautas de los NIH y los CDC. Las recomendaciones para los niveles de bioseguridad son realizadas por un panel de expertos y se llevan a cabo de manera estricta.
Un nivel más elevado de contención (bioseguridad de nivel 4) se utiliza para trabajar sobre patógenos novedosos o exóticos para los que no existen tratamientos o vacunas. Este no es el caso para el virus de 1918. Los descendientes del virus de influenza de 1918 aún circulan en la actualidad y las vacunas actuales contra la influenza estacional brindan un nivel de protección contra el virus de 1918. Además, está demostrado que dos tipos de medicamentos antivirales, rimantadina (Flumadine) y oseltamivir (Tamiflu® o marca genérica) son efectivos contra los virus de influenza A(H1N1) y se espera que sean efectivos contra el virus H1N1 1918. Otros medicamentos antivirales (zanamivir, peramivir y baloxavir) no han sido sometidos a prueba contra este virus específico, pero se espera que también sean efectivos.
El diseño físico y de ingeniería de la contención BSL-3 mejorada es muy similar al utilizado en los laboratorios BSL-4. El laboratorio BSL-3 además tiene el control del flujo direccional de vanguardia que filtra el aire que sale y todos los residuos son sometidos a autoclave o descontaminados antes de dejar el área de trabajo, previniendo el escape de los agentes infecciosos.
Temas sobre bioseguridad
¿La generación del virus pandémico de la influenza española de 1918 que contiene la secuencia completa de los ocho segmentos de genes virales violó la Convención de Armas Biológicas?
No. El artículo I de la Convención de Armas Biológicas (BWC, por sus siglas en inglés) permite realizar investigaciones microbiológicas para fines «profilácticos, de protección u otros fines de paz. El artículo X de la BWC apoya el «intercambio más completo posible… de información científica y tecnológica» para el uso de agentes biológicos para la prevención de la enfermedad u otros propósitos de paz. Además, el artículo X de la BMW establece que la BWC no debería impedir los desarrollos tecnológicos en el ámbito de actividades bactereológicas de paz. Debido a que la emergencia de otros virus pandémico se considera probable, casi inevitable, la caracterización del virus de 1918 nos podría ayudar a reconocer la amenaza potencial de nuevas cepas del virus de la influenza, y contribuirá con las medidas paliativas profilácticas y terapéuticas que se necesitarán para controlar los virus pandémicos.
¿Proporcionó el informe un «proyecto» para los bioterroristas para desarrollar y desatar una pandemia devastadora en el mundo?
No. Este informe no proporciona un proyecto para los bioterroristas para desarrollar una cepa de influenza pandémica. El sistema de genética inversa que solía generar el virus de 1918 es una técnica de laboratorio ampliamente utilizada. Mientras que existe una preocupación de que este enfoque pueda ser utilizado erróneamente para el bioterrorismo, hay además beneficios claros y significativos sobre compartir la información con la comunidad científica: es decir, desarrollar intervenciones efectivas, por lo tanto, fortalecer la salud pública y la seguridad nacional.
¿Es el virus de la influenza de 1918 un agente seleccionado?
El Comité Intra-Gubernamental de Agentes Selectos y Asesor Técnico de Toxinas se reunió el 30 de septiembre de 2005 y recomendó que el virus de la influenza de 1918 reconstruido sea agregado a la lista de agentes seleccionados del HHS. Siguiendo estas recomendaciones, los CDC enmendaron las regulaciones y designaron a todas las formas competentes de réplicas reconstruidas del virus de la influenza pandémica de 1918 que contengan alguna parte de las regiones de los ocho segmentos genéticos (virus de influenza de 1918 reconstruido) como agente selecto.
¿Cuál es el programa de Agente Selecto?
Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) regulan la posesión, el uso y la transferencia de agentes seleccionados y toxinas que tienen el potencial de ocasionar una amenaza a la salud pública y a la seguridad. El programa de Agente Selecto de los CDC supervisa estas actividades y registra todos los laboratorios y otras entidades en los Estados Unidos de América que presenta, utiliza o transfiere un agente selecto o toxina.
El Departamento de Salud y Servicios Humanos (HHS) y el Departamento de Agricultura (USDA, por sus siglas en inglés) publicaron reglas para la posesión, el uso y la transferencia de agentes selectos y toxinas (42 C.F.R. Parte 73, 7 C.F.R. Parte 331 y 9 C.F.R. Parte 121) en el Registro Federal del 18 de marzo de 2005. Todas las disposiciones de estas reglas finales sustituyen a las contenidas en las reglas provisionales finales que rigen desde el 18 de abril de 2005.
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