Un estudio brasileño realizado en organoides cerebrales humanos y en animales de experimentación indica que la gravedad de las malformaciones cerebrales causadas por la infección por el virus del Zika puede aumentar por el consumo de agua contaminada con saxitoxina, toxina producida por la cianobacteria Raphidiopsis raciborskii.[1]
Los investigadores observaron que saxitoxina puede aumentar los efectos nocivos del virus del Zika en el sistema nervioso, tanto in vitro como in vivo. Sigue siendo un enigma para la ciencia por qué la región del nordeste de Brasil ha presentado el mayor número de casos de microcefalia en todo el mundo, en relación con la infección por el virus del Zika.
El biólogo y director del estudio, Dr. Stevens Rehen, Ph. D., de la Universidade Federal do Rio de Janeiro y del Instituto D’Or de Pesquisa e Ensino, explicó que el motivo principal para sospechar de factores asociados a microcefalia causada por el virus se debe a que otras regiones brasileñas presentaron incluso más casos de infección por el virus del Zika en la población, pero menos casos de malformaciones en el cerebro de los bebés.
Por este motivo están en marcha estudios para conocer si existen factores ambientales que pueden agravar la infección, llevando a su expresión más dramática el síndrome congénito.
El Dr. Stevens explicó que la sospecha de que las toxinas de las cianobacterias pueden ser uno de estos factores surgió al recordar el episodio conocido como "tragedia de Caruaru", que ocurrió en 1996, cuando aproximadamente 60 pacientes en hemodiálisis murieron porque el agua utilizada contenía microcistina, otra toxina producida por las cianobacterias.
"Observamos que había muchas más acumulaciones de agua estancada contaminadas en el nordeste; volvimos al laboratorio y comparamos los efectos de la infección por el virus del Zika con y sin saxitoxina, tanto en organoides cerebrales (un modelo biológico que imita en parte el desarrollo cerebral fetal) como en roedores", explicó el Dr. Stevens.
Este investigador puntualizó que las cianobacterias encuentran un medio fértil para proliferar en el agua en épocas de sequía, y la mayor sequía de la historia en el nordeste brasileño ocurrió entre 2012 y 2017.
El análisis de la calidad del agua reveló una presencia más abundante de cianobacterias en el nordeste justo en el periodo en el que se registró la mayor incidencia de microcefalia asociada a infección por el virus del Zika en esta región. Comparado con otras regiones del país, el nordeste presentaba como mínimo el doble de saxitoxina en el agua.
El material orgánico desechado en los depósitos de agua, como consecuencia de un saneamiento básico muchas veces insuficiente o ausente, sirve de alimento para las cianobacterias que proliferan con más facilidad favorecidas por la sequía.
Otro autor del estudio, el biólogo y especialista en cianobacterias, Dr. Renato J. R. Molica, Ph. D., explicó que conforme el agua se evapora como consecuencia de la sequía se produce una concentración de nutrientes (sales), y esto es lo que necesitan las cianobacterias para multiplicarse.
"Actúa como un fertilizante, porque para estos microorganismos que existen desde hace 3.500 millones de años, estas son las condiciones adecuadas para el crecimiento en grandes cantidades", explicó.
"Y sucede lo que denominamos ‘floración’, que es cuando las bacterias pasan de centenas de células por litro a diez millones de células por litro de agua en los depósitos de abastecimiento".
El Dr. Stevens recordó que el segmento más pobre de la población del nordeste tiene el riesgo más alto. "Una población más vulnerable al virus del Zika, o al menos la que presentó la incidencia más alta de malformaciones y la población que no tiene saneamiento básico, y que muy probablemente consume agua estancada", explicó el especialista.
"En este estudio llegamos a la conclusión de que la gravedad de zika está relacionada con la pobreza y con la falta de saneamiento básico. Es una enfermedad que afecta mucho más a la población pobre brasileña", afirmó.
Estudio in vitro
Los investigadores infectaron organoides cerebrales humanos con el virus del Zika y los cultivaron en un medio con y sin saxitoxina durante 13 días. La concentración de saxitoxina se seleccionó de acuerdo con la observada en el agua sin tratar durante las sequías en la región nordeste. De este modo observaron que la muerte de las células progenitoras nerviosas era 2,5 veces más frecuente después de la exposición a saxitoxina.
"La infección por virus del Zika sin relación con saxitoxina sigue siendo grave y continúa causando malformaciones, pero en presencia de cianotixina estas malformaciones empeoran", puntualizó el Dr. Stevens.
Estudio in vivo
Para confirmar la hipótesis evaluada en organoides cerebrales los investigadores realizaron experimentos in vivo en roedores, llevados a cabo por el equipo de la biomédica, Dra. Patricia Gracez, Ph. D., de la UFRJ. Los animales elegidos no presentaban deficiencias neurológicas importantes por transmisión vertical del virus del Zika durante la embriogenia.
Los investigadores decidieron analizar el efecto de la exposición crónica a una concentración baja de la toxina porque la población del nordeste está expuesta continuamente a saxitoxina y no hay información sobre su efecto acumulativo. Para ello ofrecieron agua contaminada con 15 ng/l de saxitoxina a hembras de ratón una semana antes del apareamiento, y continuaron ofreciéndola durante la gestación.
El día 12 de la gestación infectaron los animales mediante inyección peritoneal del virus del Zika. Analizaron los cerebros de los recién nacidos el día de su nacimiento.
Las crías de las hembras infectadas por el virus del Zika que bebieron agua con la toxina presentaban disminución significativa del grosor de la corteza cerebral, que era alrededor de 30% más delgada que la de los animales del grupo de control.
Saxitoxina produjo por sí misma efectos significativos en el grosor de la corteza cerebral. Por este motivo los investigadores concluyen que las cianobacterias pueden considerarse un cofactor en las malformaciones provocadas por el virus del Zika en Brasil, porque la concentración de saxitoxina en los depósitos de agua en el nordeste era alta, y esto agravó la deficiencia neurológica causada por el virus del Zika.
Próximos pasos
La prolongación de este estudio pretende analizar si hay otros factores implicados en el agravamiento de la infección por el virus del Zika.
"¿Es posible que los pesticidas empeoren también el efecto del virus?, ¿es posible que esté implicada la desnutrición? Estos cofactores, que denominamos cofactores ambientales evitables, son la prioridad de este estudio", afirmó el Dr. Stevens.
"Tenemos una plataforma biotecnológica basada en organoides cerebrales humanos que permite analizar el efecto del virus del Zika en el sistema nervioso. Podemos realizar combinaciones de los factores presentes en el ambiente, principalmente en el nordeste, para simular lo que pudo ocurrir durante la epidemia".
Este investigador comentó que como consecuencia de la divulgación del artículo preliminar hubo una audiencia pública en la cámara de los diputados en la que se discutió lo que puede considerarse como límite seguro de cianotoxinas en el agua en caso de epidemia por arbovirus como el virus del Zika.
"Lo que estamos proponiendo es que el límite considerado seguro en circunstancias ‘normales’ debe modificarse cuando hay otros factores nocivos, por ejemplo, el virus del Zika, que puede agravar las consecuencias de la infección, en concreto las malformaciones del sistema nervioso", afirmó.
El estudio fue realizado por un consorcio entre IDOR, UFHR, Fundaçao Oswaldo Cruz (Fiocruz) y la Universidade Federal Rural de Pernambuco, y recibió el apoyo del Ministério da Saúde de Brasil.
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Citar este artículo: Un estudio relaciona la gravedad de las malformaciones cerebrales por el virus del Zika con la ausencia de saneamiento básico en regiones pobres - Medscape - 17 de dic de 2019.
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