Desde hace tiempo aparecen en los medios de comunicación noticias (generalmente malas) sobre el avance de la gripe aviar a nivel mundial. Veterinarios, virólogos, epidemiólogos y científicos de diversas especialidades están realizando una serie de hallazgos poco halagüeños ante los que lanzan llamadas de alarma.
Sin embargo la respuesta que estamos dando como sociedad ante el avance imparable de la gripe A es bastante tibia. ¿Deberíamos estar más preocupados y tomar medidas más drásticas, o podemos confiar en que el problema pasará sin grandes consecuencias tal y como ocurrió otras veces?
Parece que en general nos enfrentamos a esta amenaza bajo un sesgo de confirmación: muchos piensan que la gripe aviar no tiene por que ser grave y prefieren fiarse de los datos y argumentos que confirman esta posición obviando los que apuntan en la dirección contraria. El correcto abordaje mediante el método científico nos llevaría un abordaje diferente: si mi hipótesis es que la situación no va a llegar a ser grave, debería buscar las pruebas que refuten esta hipótesis. Solo si no consigo falsarla empezaré a pensar que puede ser cierta.
Sin duda las matemáticas constituyen con mucho la parte mas avanzada y rigurosa de la ciencia. Afortunadamente para nosotros una de las ramas mejor desarrolladas de las matemáticas -que tuvo un desarrollo impresionante en la década de los 60 y se consolidó durante los 70 y 80 del siglo pasado- es la Teoría de Catástrofes[1].
¿Que dicen nuestra matemáticas más avanzadas sobre si la gripe aviar puede llegar a ser una catástrofe?
El abordaje matemático es complejo y apenas haremos referencia a la estructura formal del mismo (pero incluso así el lector con menos conocimiento matemático puede saltarse este párrafo y reincorporarse en el siguiente): una catástrofe se define mediante la teoría de la bifurcación en el estudio de los sistemas dinámicos y es un caso particular de la teoría de la singularidad. El equilibrio estable a largo plazo matemáticamente se identifica como el mínimo en una función potencial de Lyapunov. Pero la catástrofe puede darse cuando cambios incluso menores en ciertos parámetros de un sistema no lineal pueden hacer que desaparezcan los equilibrios, o que cambie de atractores, lo que lleva a cambios repentinos -y a menudo grandes- en el comportamiento del sistema. Podemos «echar cuentas» y demostrar si es o no el caso de la gripe A. Afortunadamente disponemos de datos suficientes: Evolutivamente hablando el brote actual de gripe aviar se originó en Asia durante 1996 con la aparición de la variante del virus A (H5N1) de alta patogenicidad que evolucionó en Asia durante 1997 y de ahí se expandió a través de aves migratorias a Europa y posteriormente a América, causando brotes de enorme impacto en aves silvestres y de corral. A partir de 2020 el clado A (H5N1) 2.3.4.4b se ha vuelto predominante, adaptándose, para propagarse más allá de las aves infectando también a una amplia variedad de especies de mamíferos (ganado lechero, zorros, mapaches, gatos, osos, elefantes marinos,…) con contagios eventuales a humanos, lo que es un buen indicador del riesgo potencial que supone para la salud pública[2]. Cuantificando estos eventos y la velocidad de sus cambios repentinos, se puede demostrar que este brote de gripe aviar no cumple con las condiciones del mínimo de una función potencial de Lyapunov: Estamos sin lugar a dudas ante una catástrofe.
Es hora de analizar qué tan grande podría llegar a ser esta catástrofe y aunque esperemos lo mejor deberíamos prepararnos para lo peor.
Para ello, debemos entender cómo es el virus que nos amenaza y cual es su potencial para causar daño:
El agente causal de la gripe aviar es el Influenza A Virus (IAV) -también llamado virus de la gripe A-. Se trata de un Alphainfluenzavirus de la familia Orthomyxoviridae [3].
Es un organismo extremadamente sencillo. Consta de una cubierta y un interior con el material hereditario, un genoma de ARN segmentado en 8 partes que codifica para 11 proteínas diferentes [4]. Simplificando mucho podríamos decir que con tan pocos genes no puede «mantenerse vivo» por su cuenta y es un parásito obligado que entra en la célula diana a la que infecta y «toma el control » de la misma para ponerla a fabricar más virus idénticos a si mismo. Finalmente cuando la célula infectada ha construido cientos de copias del virus, se rompe liberándoselo su carga letal que pueden entrar en otras células infectándolas y volviendo a iniciar el ciclo.
Pero lo más relevante de la genética de este virus es su gran potencial mutagénico y de recombinación, que le hace ser capaz de evolucionar extremadamente rápido pudiendo dar lugar a numerosas cepas diferentes en muy poco tiempo [5]. De hecho en solo un año suele cambiar tanto que es capaz de evadir la inmunidad de animales y humanos que había infectado el año anterior (por eso tenemos que vacunarnos de la gripe cada año).
El Influenza A Virus apareció evolutivamente hace tan solo unos 8.000 años y hace 4000 ya se había diversificado considerablemente [6]. Para valorar lo que esto significa recordemos que los seres humanos de nuestra especie (considerados extremadamente recientes en la evolución) se originaron hace 300.000 años, la gran mayoría de las especies que nos son familiares aparecieron hace más de 2 millones de años y las especies vivas hoy en día más antiguas (como los cangrejos de herradura) se originaron de 200 a 500 millones de años atrás).
Que un virus pueda evolucionar tan rápido constituye una seria amenaza potencial. Así aunque el Influenza A Virus lleve tan poco tiempo en la Tierra, su capacidad de evolución le ha permitido infectar a miles de especies de aves y a bastantes especies de mamíferos, tanto domésticos (como cerdos, caballos, perros…), como salvajes (por ejemplo circulan abundantemente entre centenares de especies de murciélagos) y por supuesto a los seres humanos. Y sin duda sigue teniendo un gran potencial para infectar a nuevas especies.
Todo indica que el Influenza A Virus empezó a infectar aves acuáticas (ánades, gansos…) hace 8.000 años. Su larga coevolución ha hecho que a día de hoy la infección por virus de gripe aviar sea asintomática en estas especies, pero que aún así mantengan una elevada carga de virus circulantes en sus poblaciones [7]. Por tanto estas aves acuáticas son el principal reservorio de la gripe aviar y como estas aves son grandes migradores dispersan el virus por el mundo (por ejemplo decenas de miles de gansos llegan al sur de España desde regiones paleárticas al final del otoño).
Pero las poblaciones de estas aves acuáticas están en franca regresión. Se estima que en lo que va de siglo XXI se ha perdido el 45% del censo total de estas especies. Incluso en las zonas de especial protección de aves como el Parque Nacional de Doñana el registro con menos aves acuáticas de la historia ocurrió en 2024 (este año aún falta que lleguen buena parte de individuos de estas especies). Se estima que en todo el mundo ya solo quedan quedan menos de 29 millones de aves acuáticas.
Así para un virus de la gripe aviar cada vez resulta «peor negocio» infectar aves acuáticas ya que cada vez hay menos individuos potencialmente infectables (y esta caída está ocurriendo muy rápidamente). Pero hay otras especies de aves que crecen exponencialmente. Por ejemplo ya hay 22.000 millones de gallinas en el mundo. Sin duda para un virus es mejor negocio infectar gallinas que aves acuáticas.
Por supuesto el virus de la gripe aviar no hace este tipo de razonamientos. Pero la selección natural favorece a las variantes genéticas que sean capaces de dar este salto[8]. Recientemente tuvimos un buen ejemplo. En 2019 el coronavirus SARS-CoV-2 malvivía infectando pangolines al borde de la extinción. Pasar a humanos (y a otros muchos animales) fue un excelente negocio.
Como resultado de esta capacidad par evolucionar rápido el virus de la gripe A (IAV) tiene numerosas cepas. En la práctica estas se suelen clasificar por 2 de las moléculas que aparecen en su superficie del virus y que provocan la respuesta inmune: se trata de las hemaglutininas (H) y de las neuroaminidasas (N). El virus IAV tiene 18 hemaglutininas y 11 neuroaminidasas diferentes. Pueden darse todo tipo de combinaciones entre estas dos moléculas. Así la principal cepas de gripe aviar que están circulando por el mundo hoy en día es la H5N1 (aunque hay otras como la H7N9) [9].
Desde el año pasado preocupan especialmente 2 subtipos de virus de gripe aviar (H5N1 y H7N9) que circulan en poblaciones de aves silvestres y que han demostrado un gran potencial para devastar aves de corral y para saltar a seres humanos con tasas de mortalidad elevadas [10].
En general los virus de la gripe aviar solo suelen contagiar a personas que están en estrecho contacto con aves. Pero a los expertos en salud pública les preocupa que la cepa H5N1 del virus de la gripe aviar infecte a un humano que ya esté contagiado con una cepa de virus de la gripe estacional, permitiendo que el intercambio de material genético por recombinación entre ambas cepas cree una nueva cepa de gripe fácilmente transmisible y letal para los humanos.
Muchos expertos en guerra biológica piensan que esta recombinación entre cepas del virus de la gripe aviar y cepas de virus de la gripe estacional es una excelente manera de hacer un arma de guerra biológica o para atentados bioterroristas.
Por tanto, la catástrofe podría tener muy graves consecuencias:
La primera es para la salud pública. En el peor de los escenarios posibles (que tiene una probabilidad baja, pero significativa de ocurrencia) una nueva cepa del virus de la gripe aviar originada por mutación o recombinación podría desatar una pandemia en los seres humanos, originando problemas muy serios. En este sentido vale la pena recordar que el Influenza A Virus (IAV) fue el responsable de numerosas pandemias, entre ellas la de la Gripe Española de 1918-1920 [11].
La segunda es para la economía y el suministro alimentario. La gripe aviar puede hacer que colapsen sectores muy relevantes de la producción ganadera, teniendo un fuerte impacto sobre el precio y la disponibilidad de los alimentos y las exportaciones. No hay que olvidar que en el mundo se consumen 136 millones de Tm de carne de aves de corral al año y 74 millones de Tm de huevos.
La tercera es para la biodiversidad. El virus de la gripe aviar ya ha dado el salto a varias especies de mamíferos salvajes en algunos casos con un gran impacto. Por ejemplo alrededor de la mitad de la población mundial de hembras de elefante marino han sucumbido en los últimos meses al virus de la gripe aviar.
Se trata de temas tan relevantes que vale la pena tratarlos detenidamente en FIDE.
[1] Whitehead A. N, 1956, Mathematics as an element in the history of thought, The World of Mathematics, ed. J. R. Newman, vol. 1, Simon and Shuster, N.Y
Thom R, 1975, Structural Stability and Morphogenesis, W. A. Benjamin, Inc.
Stewart I. 1975, The Seven Elementary Catastrophes, New Scientist.
Thom, R.(1989) Structural Stability and Morphogenesis: An Outline of a General Theory of Models, Reading, MA: Addison-Wesley.
[2] Xie R, et al. 2023. The episodic resurgence of highly pathogenic avian influenza H5 virus. Nature. 622(7984): 810-17.
Krammer F, Schultz-Cherry S. 2023. We need to keep an eye on avian influenza. Nat Rev Immunol. 23(5):267-68.
[3] Influenza Type A viruses. U.S: Centers for Disease Control and Prevention (CDC). 2024.
Li YT et al. 2019. Avian influenza viruses in humans: lessons from past outbreaks. British Medical Bulletin. 132 (1): 81–95.
Joseph U, et al. 2017. The ecology and adaptative evolution of influenza A interspecies transmission. Influenza and Other Respiratory Viruses. 11 (1): 74–84.
[4] Avian Influenza in Birds U (CDC). U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). 2022.
Types of influenza Viruses U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC). 2023.
Samji T. 2009. Influenza A: Understanding the viral life cycle.The Yale Journal of Biology and Medicine. 82 (4): 153–159.
[5] Sanjuán R, et al. 2010. Viral mutation rates. Journal of Virology. 84 (19): 9733–9748.
Kou Z, et al. 2005. New genotype of avian influenza H5N1 viruses isolated in sparows in China. Journal of Virology. 79 (24): 15460–15466.
[6] The World Health Organization Global Influenza Program Surveillance Network (October 2005). Evolution of H5N1 avian influence viruses in Asia. Emerging Infectious Diseases. 11 (10): 1515–1521.
[7] Joseph U et al. 2017. The ecology and adaptive evolution of influenza A interspecies transmission Influenza and Other Respiratory Viruses. 11 (1): 74–84.
[8] J García et al. 2021. Sword of Damocles or choosing well. Population genetics sheds light into the future of the COVID-19 pandemic and SARS-CoV-2 new mutant strains. MedRxiv 16.21249924.
Kimura M. & Crow J. 1970. An Introduction to Population Genetics Theory. Harper & Row.
[9] Influenza Type A Viruses and Subtypes. U.S: Centers for Disease Control and Prevention (CDC). 2013.
[10] Global AIV with zoonotic Potential. The Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations. 2020.
Plaza PI, et al. 2024. Recent Changes in Patterns of Mamal Infection with Highly Pathogenis Avian Influenza A (H5N1) Virus Worldwide. Emerging Infectious Diseases. 30 (3): 444–452.
[11] Knobler S et al. (2005. The Story of Influenza. In: The Threat of Pandemic Influenza: Are We Ready? Workshop Summary. National Academies Press (US).
