¿Cómo surge una nueva enfermedad?

Cada año aparecen en el mundo 5 nuevas enfermedades, especialmente víricas. Veamos cómo surgen y qué es lo que determina que puedan convertirse en epidemias e incluso en pandemias.
Cómo surge nueva enfermedad

A fecha que se escribe este artículo (9 de octubre de 2020), la pandemia de COVID-19 continúa su expansión por el mundo. Ya se han registrado más de 36 millones de casos y la cifra de fallecidos, por desgracia, ha superado ya el millón.

Estamos, sin duda, ante una de las mayores alarmas sanitarias de la historia. Y, a pesar de que haga ya casi un año de que se registraran los primeros casos en Wuhan, China, todavía quedan muchas incógnitas por responder, siendo la de “¿cómo surgió?”, seguramente, la más común.

Y es que dejando a un lado las teorías conspirativas (que dicen que se crean en laboratorios) que no se fundamentan absolutamente en nada, en la naturaleza surgen continuamente nuevas enfermedades. Los patógenos evolucionan, lo que puede llevar a que, de forma natural, aparezcan nuevas patologías.

Pero, ¿cómo surgen? ¿Todas afectan al ser humano? ¿Pueden crearse enfermedades en laboratorios? ¿Todas desencadenan epidemias y pandemias? ¿Podemos evitar que aparezcan? En el artículo de hoy responderemos a estas y muchas otras preguntas acerca de cómo aparecen nuevas enfermedades.

Enfermedades, patógenos y genes

Antes de entrar a analizar en detalle cómo surgen nuevas enfermedades, es imprescindible entender la relación entre estos tres conceptos, pues todos ellos están estrechamente conectados y son los que, como veremos, determinarán que aparezca una nueva enfermedad.

En primer lugar, definamos “enfermedad”. Una enfermedad es, a grandes rasgos, una alteración de carácter agudo o crónico en la fisiología normal de un organismo, cosa que puede suceder por causas internas o externas. Las causas internas hacen referencia a todas aquellas enfermedades que se sufren por factores genéticos, hereditarios o de estilo de vida. Es decir, son enfermedades no infecciosas.

Lo que de verdad nos importa hoy son las causas externas, pues engloban todas aquellas enfermedades provocadas por patógenos, es decir, bacterias, virus, hongos, parásitos, etc. Son enfermedades infecciosas y, como veremos, son estas las que tienen potencial de “surgir por arte de magia”. Pero ya llegaremos a eso.

En segundo lugar, definamos “patógeno”. Un patógeno es, de nuevo a grandes rasgos, cualquier ser vivo (o no vivo, como los virus) que en algún momento de su ciclo de vida necesita parasitar a otro organismo, ya sea para conseguir un hábitat, alimento o ambas cosas.

En el caso de los humanos, hay cerca de 500 especies de bacterias, virus, hongos y parásitos capaces de colonizar alguno de nuestros órganos y tejidos. Esta cifra, que puede parecer alta, empequeñece si tenemos en cuenta que en la Tierra podría haber miles de millones de especies distintas de microorganismos. Y de todas ellas, “solo” 500 nos pueden hacer enfermar. Y de estas, unas 50 provocan enfermedades graves.

¿Qué es lo que determina que un microorganismo sea patógeno humano? Llegamos, por fin, a la clave de este artículo: los genes. El material genético de cualquier organismo (y ya no hablamos solo de los patógenos) contiene todas las moléculas de ADN (o ARN, en algunos virus) portadoras de la información para determinar absolutamente todos los procesos de nuestra fisiología.

Volviendo a los patógenos, si quieren infectarnos, deben tener una combinación muy concreta de genes. En su material genético, deben tener exactamente los genes necesarios para ser capaces de entrar en nuestro cuerpo, infectar células, replicarse y evitar a nuestro sistema inmune.

Puede parecer “sencillo”, pero lo cierto es que se necesita una dotación genética muy concreta y muy pocos patógenos han conseguido formar este puzzle necesario. De las miles de millones de especies que hay ahí fuera, solo 500 han dado con la fórmula para hacernos enfermar.

Y esto está genial, pero nos olvidamos de una cosa: las mutaciones genéticas. El material genético de los patógenos va cambiando a lo largo del tiempo. Y una especie que no tenía la “receta” para infectarnos, por simple azar, puede pasar a tenerla. Y ahí vienen los problemas. Ahí es cuando puede aparecer una nueva enfermedad.

Replicación Coronavirus
Representación del ciclo de replicación del coronavirus.

Las mutaciones y las nuevas enfermedades: ¿cómo se relacionan?

Todas y cada una de nuestras células tiene material genético. Es decir, todos los seres vivos somos, en esencia, un conjunto de genes (los seres humanos tenemos 20.000 genes aproximadamente), los cuales son, a su vez, un conjunto de nucleótidos, que, sin entrar demasiado en profundidad, son cada una de las moléculas que, juntándose, forman el puzzle del material genético.

Y con las bacterias y virus pasa lo mismo. Su genoma está formado por una secuencia concreta de nucleótidos. Y, como bien sabemos, si un patógeno es un patógeno es, básicamente, porque tiene la capacidad de reproducirse en el interior de nuestro organismo.

Pero, ¿qué implica esto de reproducirse? Hacer copias de su material genético que pasen a la siguiente generación. Las bacterias y los virus no son como los organismos pluricelulares, que realizan la reproducción sexual. Ellos, como quieren reproducirse lo más rápido posible, buscan simplemente generar clones.

Ahora bien, si siempre están generando clones, ¿cómo es posible que, partiendo de una forma de vida primitiva, se haya conseguido tanta diversidad de especies? Porque (y aquí viene la clave de todo), las moléculas que replican el material genético no son perfectas. Se equivocan.

Cada vez que una bacteria o un virus quiere dar lugar a una nueva célula bacteriana o una partícula vírica, respectivamente, tiene que hacer una copia de su genoma. Y esta nueva copia permitirá la formación del “hijo”. Esto se consigue mediante las DNA polimerasas (o similares), unas enzimas que leen el material genético y crean una copia, la cual, en teoría, tiene que tener exactamente la misma secuencia de nucleótidos.

Pero, a pesar de que en términos de eficacia, estas enzimas son mejores que cualquier máquina artificial, no son perfectas. Y cada 10.000.000.000 de nucleótidos que leen, se equivocan en uno. Puede parecer que esto no tiene ninguna importancia. Es más, muchas veces, un solo cambio en un nucleótido ni siquiera altera el gen final, por lo que, al fin y al cabo, el “hijo” seguirá teniendo la misma fisiología y anatomía que el “padre”.

Y, bueno, esto es verdad. Pero, ¿qué pasa si esto se repite a lo largo de miles y millones de generaciones? Las bacterias y virus, además de que sus enzimas a veces son menos efectivas, se replican sin parar. Por este mismo motivo, es posible que, dejando el tiempo suficiente, se acumulen tantas mutaciones (que puede entenderse como cada uno de los errores de la enzima) como para que llegue un momento que los genes de esa población sean distintos a los de la original.

Y si dejamos incluso más tiempo, es posible que los genes cambien tanto que hablemos de una especie nueva. Una especie que, aunque sea una casualidad enorme (y totalmente azarosa), se haya topado con la fórmula mágica que le permita iniciar el proceso infectivo en nuestro cuerpo.

Por lo tanto, esta especie nueva (que procede de una ya existente), si sus mutaciones han llevado a que, al azar, disponga de los genes necesarios para infectar a humanos, puede dar lugar a una nueva enfermedad. De modo que es así, a través de mutaciones azarosas encadenadas a lo largo de millones de generaciones en el genoma de bacterias y virus, que surgen las nuevas enfermedades.

Mutación
Las mutaciones genéticas son el motor de la evolución y la razón de la aparición de nuevas enfermedades.

¿Qué condiciones tienen que darse para que aparezca una nueva enfermedad?

Ahora ya hemos entendido qué es lo que lleva a que surja una nueva enfermedad, que son las mutaciones genéticas, pero, ¿qué factores llevan a que aparezcan? En primer lugar, y más importante, se necesita un aislamiento de la población bacteriana o vírica.

Es decir, las nuevas bacterias y los nuevos virus tienen que “generarse” en algún lugar lejos de nuestro cuerpo, pues si están en contacto con nosotros mientras evolucionan, nuestro sistema inmune se va acostumbrando paulatinamente a las mutaciones y no “nos pilla por sorpresa” en ningún momento.

El problema viene cuando nuestros caminos se separan y mutan durante tiempo lejos de nuestro organismo. Pero, ¿dónde lo hacen? Evidentemente, no pueden hacerlo al aire libre. Recordemos que necesitan a un hospedador donde crecer. Exacto: otros animales.

Las nuevas enfermedades surgen en especies animales distintas a la humana. A todos se nos viene a la cabeza el murciélago y el coronavirus. Y es totalmente cierto. Las nuevas enfermedades tienen siempre un origen zoonótico, que significa que ha habido un salto entre especies.

En este sentido, enfermedades nuevas (o que en su momento fueron nuevas) como el propio coronavirus, la gripe aviar, la peste negra, el SIDA… Todas ellas fueron debidas a que una bacteria (gracias a los antibióticos y las medidas higiénicas, las nuevas enfermedades bacterianas no son tan preocupantes) o virus formó una población que iba fluyendo entre organismos de una especie animal concreta (murciélagos, aves, cerdos, ratas, monos…) y que, por azar, se cruzó con un humano.

De ahí que los mercados de animales exóticos sean considerados como “fábricas de enfermedades”, pues en espacios muy pequeños y sin ninguna medida higiénica, conviven cientos de especies diferentes de animales, cosa que potencia no solo la tasa de mutación (que en virus ya es de por sí muy alta), sino los saltos entre especies. Incluidos los humanos. No es de extrañar, en absoluto, que el coronavirus tuviera su origen (o, al menos, fue el foco máximo de propagación) en un mercado de Wuhan.

Estos tipos de mercados donde las condiciones impulsan la propagación de enfermedades animales, junto con la cultura de comer animales exóticos, era una auténtica bomba de relojería. Y esta pandemia lo ha demostrado. Los científicos llevaban años avisando de que era solo cuestión de tiempo que un virus con potencial pandémico diera el salto a la especie humana.

Mercado animales
Los mercados de animales vivos eran una bomba de relojería que ha estallado con la pandemia de COVID-19.

Los humanos, al entrar en contacto con los animales portadores de estos nuevos virus o bacterias, podemos introducirlos en nuestro cuerpo. En la inmensa mayoría de casos, no pasará nada, pues no podrá infectarnos. Pero en un pequeñísimo porcentaje, cabe la posibilidad de que tenga en sus genes la fórmula para hacerlo.

En el momento en el que una especie nueva provoca una patología en un solo humano, ya hablamos de enfermedad nueva. Y el problema de las enfermedades nuevas es que, o bien son muy graves o bien pueden propagarse como la pólvora. O ambas.

¿Por qué las enfermedades nuevas son graves?

No todas las enfermedades nuevas pueden provocar epidemias o pandemias. Para ello, la fórmula genética que comentábamos, debe ajustarse todavía más. Si decíamos que ya era improbable que las mutaciones condujeran a una capacidad para infectarnos, más lo es para tener la capacidad de propagarse ferozmente entre humanos.

De ahí que lo que ha sucedido con el coronavirus sea una enorme (y terrible) casualidad. Aunque, repetimos, solo era cuestión de tiempo que un virus reuniera todas las condiciones genéticas no solo para dar el salto a la especie humana (que esto es relativamente común), sino para convertirse en una pandemia global.

Lo que sí es cierto es que las enfermedades nuevas suelen ser graves. Y, por suerte, el coronavirus, a pesar de todo, no provoca una enfermedad tan letal como muchos otros virus emergentes. El ébola fue una enfermedad de nueva aparición (de origen zoonótico también) con una letalidad de casi el 90%.

Pero, ¿por qué las enfermedades nuevas suelen ser tan graves? Porque ni nosotros estamos acostumbrados al nuevo patógeno ni el nuevo patógeno está acostumbrado a nosotros. Esta falta de relación hace que los daños que provoca están desmesurados.

El patógeno, que llega a la especie humana de forma accidental, no “sabe” exactamente qué procesos realizar en nuestro organismo, por lo que muchas veces esto, junto con el hecho de que la respuesta inmune sea desmedida, hace que nos provoquen muchos daños. Pero tengamos en cuenta que esto es porque no está bien establecida la relación.

Absolutamente ningún patógeno quiere matarnos. No tiene ningún sentido para ellos. Porque, recordemos, nos necesitan para vivir. Si nosotros morimos, ellos mueren también. Sería como quemar la casa en la que vivimos.

Las enfermedades nuevas son graves porque la relación patógeno-hospedador no está bien marcada y todavía el virus (o la bacteria) no ha encontrado el equilibrio entre obtener un beneficio y dañarnos lo menos posible.

Conforme la enfermedad se establece en la población (y deja de ser nueva), su gravedad siempre tiende a disminuir. Solo hace falta ver cuáles son las enfermedades más frecuentes, como el resfriado. El virus del resfriado es un claro ejemplo de patógeno perfectamente adaptado. Infecta el cuerpo humano pero provocando tan pocos daños que a veces ni sabemos que está ahí.

Cuando una enfermedad nueva provoca una pandemia

Queda claro por qué una enfermedad nueva suele ser grave. Ahora bien, que provoque una epidemia (e incluso una pandemia) ya son palabras mayores, pues se tienen que reunir muchas condiciones distintas.

En primer lugar, que nuestro sistema inmune no tenga anticuerpos contra el patógeno. En el caso de las enfermedades nuevas, siempre es así, pues son bacterias y virus que nunca han entrado en contacto con nosotros y, por lo tanto, el sistema inmune no los reconoce y, normalmente, el patógeno tiene tiempo de infectarnos.

Pero esta falta de inmunidad, aunque es muy importante a la hora de determinar el potencial de una epidemia o pandemia, no lo único que importa. También es muy determinante el modo en el que se transmite el patógeno. Y aquí está la clave.

Estando codificado en sus genes, el nuevo virus o nueva bacteria puede propagarse de muchas formas distintas. La mayoría de veces, el contagio entre personas no es posible, pues recordemos que viene de otro animal, por lo que está “diseñado” solo para transmitirse entre esos animales concretos, pero no sabe hacerlo de una persona a otra.

Ahora bien, es posible que, por azar, sus mutaciones le hayan llevado a disponer de los mecanismos necesarios no solo para propagarse de los animales al humano, sino entre personas. Y aquí, cuando la propagación persona a persona es posible, llegan los verdaderos problemas.

Ahora bien, incluso así, no se reúnen de por sí las condiciones para desencadenar una epidemia ni mucho menos una pandemia. Y es que existen muchas formas de transmisión: por contacto entre fluidos corporales (como el ébola), de transmisión sexual (en su día, el SIDA fue una nueva enfermedad que, de nuevo, es zoonótica), por agua y alimentos contaminados (como la listeriosis) o por vectores (como la malaria).

Ahora bien, todas estas enfermedades son, en mayor o menor grado, de contagio prevenible. Las de los fluidos corporales basta con no tocar a la persona (por eso el ébola nunca provocará una epidemia, como se llegó a decir en 2014), las de transmisión sexual se pueden prevenir con el uso de preservativos, las de origen alimentario se previenen con unas adecuadas normas higiénicas y las de los vectores, su transmisión está muy limitada por las condiciones climáticas.

Ahora bien, en un pequeñísimo porcentaje de los casos, los patógenos nuevos pueden tener la más peligrosa de las vías de contagio: el aire. Algunos patógenos (muy pocos) pueden propagarse entre personas a través de las gotas que una persona infectada genera al hablar, toser o estornudar, haciendo que su transmisión sea muy difícilmente prevenible.

Si a esta falta de inmunidad colectiva y a esta transmisión aérea le sumas que muchas infecciones cursan de forma asintomática (la persona no sabe que está infectada) y que muchos sintomáticos tardan días en presentar síntomas (pero antes ya lo pueden contagiar), estamos ante una nueva enfermedad con potencial pandémico. Y, en efecto, el coronavirus ha reunido todas estas características.

Las enfermedades de origen zoonótico, es decir, las que son producidas por nuevos patógenos procedentes de otros animales, dan lugar a enfermedades nuevas contra las que no tenemos inmunidad y que pueden propagarse por todo el mundo en caso de reunir las condiciones que hemos visto.

Brote epidemia pandemia
Cuando una enfermedad nueva se ha propagado por todo el mundo y su expansión es incontrolable, hablamos de pandemia.

Referencias bibliográficas

  • World Health Organization (2008) “Zoonotic Diseases: A Guide to Establishing Collaboration between Animal and Human Health Sectors at the Country Level”. WHO.
  • World Health Organization. (2011) “Disaster Risk Management for Health: Communicable Diseases”. WHO.
  • Centro de Coordinación de Alertas y Emergencias Sanitarias. (28 de agosto de 2020) “Información científica-técnica. Enfermedad por coronavirus, COVID-19”. Ministerio de Sanidad.
  • Kambale Bunduki, G., Wafula, M. (2016) “Emerging Viral Diseases: From the past to the future for an efficient dynamics and control”. International Journal of Microbiology and Allied Sciences
Pol Bertran Prieto

Pol Bertran Prieto

Microbiólogo y divulgador

Pol Bertran (Barcelona, 1996) es Graduado en Microbiología por la Universidad Autónoma de Barcelona. Máster en Comunicación Especializada con mención en Comunicación Científica por la Universidad de Barcelona. Apasionado por la divulgación de la salud y la medicina y aficionado del deporte y el cine.