Estudiar cómo se propagan las enfermedades en el tiempo y en el espacio cuando se produce un brote epidémico es de vital importancia a la hora de diseñar una respuesta rápida y efectiva.

Epidemias ocurridas en los últimos años, como los brotes de zika o ébola, recuerdan la necesidad de mejorar la capacidad de vigilancia y respuesta globales si se quieren contener de una manera efectiva y minimizando el impacto en la sociedad, tanto local como mundial.

Los viajes realizados por las personas infectadas que se encuentran en su periodo de incubación resultan ser un factor clave en la dispersión geográfica de las epidemias

Un estudio publicado esta semana en la revista PNAS, en el que ha participado el ual ha participado el Instituto de Física Interdisciplinaria y Sistemas Complejos (IFISC, UIB-CSIC) ha caracterizado la epidemiología de dos brotes ocurridos en Sierra Leona, uno de cólera en 2012-2013 y otro de ébola en 2014-2015.

Para ello los investigadores utilizaron datos recogidos por el Ministerio de Salud y Saneamiento de Sierra Leona y proporcionados por la Organización Mundial de la Salud para estudiar sus características, además de realizar simulaciones numéricas para confirmar las conclusiones encontradas.

En epidemiología, el tiempo que transcurre entre que un individuo se infecta hasta que se vuelve infeccioso (es decir, capaz de infectar a otros) se conoce como periodo latente. Por otro lado, el tiempo que tarda en desarrollar síntomas se llama periodo de incubación.

La relación entre estas dos cantidades desempeña un papel fundamental a la hora de caracterizar el potencial que tiene una enfermedad de convertirse en una epidemia. Una diferencia crítica entre ambas enfermedades estudiadas es el periodo de incubación, que se estima en entre 8 a 12 días para el Ébola pero solo 1 o 2 días para el cólera. En el caso de estudio, ambos brotes duraron periodos de tiempo similares y se extendieron por más del 75% de las jefaturas en las que se divide el país.

Velocidad de expansión de la epidemia

Aunque los brotes epidémicos tienen tendencia a durar más tiempo con aquellas enfermedades que tienen periodos de incubación más largos, la transmisión a lugares más distantes puede progresar más rápidamente, causando un frente de expansión más rápido y discontinuo.

Es decir, periodos de incubación cortos resultan en propagaciones similares a la perturbación que genera una piedra al caer en un lago (relativamente circular y con avance uniforme), mientras que periodos de incubación largos conducen a brotes de largo alcance que aparecen en pequeños focos distantes entre sí.

“Hemos descubierto que los brotes de patógenos con períodos de incubación más largos, como el ébola, tienden a tener una propagación menos predecible, mientras que los patógenos con períodos de incubación más cortos, como el cólera, se propagan con un patrón más predecible, en forma de onda”, señalan los autores.

La propagación de los brotes de patógenos con períodos de incubación más cortos, como el cólera, es más predecible que la de los más largos, como el ébola

Los viajes realizados por las personas infectadas que se encuentran en su periodo de incubación resultan ser un factor clave en la dispersión geográfica de las epidemias, así como la capacidad de predicción que se tiene, especialmente en poblaciones de individuos que disminuyen su movilidad cuando caen enfermas.

Además de caracterizar los datos reales de ambos brotes, los investigadores realizaron simulaciones con distintos periodos de incubación para comprobar cómo este parámetro afecta a la difusión espacial de las enfermedades.

En el caso de periodos de incubación cortos, se encuentra un pico más alto de infectados, pero en un espacio de tiempo más corto. Por el contrario, para periodos de incubación más largos el pico máximo de infecciones es menor pero el brote tiene una duración mucho mayor. La diferencia en el periodo de incubación también influye en la predictibilidad del brote, siendo esta mucho menor cuando el periodo es mayor.

Una mejor comprensión de la expansión espaciotemporal de brotes epidémicos es clave para proponer estrategias de vacunación que permitan frenar su avance, localizando aquellos lugares con un mayor riesgo de infección.

Según los investigadores, esto es de capital importancia para hacer frente tanto a amenazas conocidas, como el hipotético caso de un resurgimiento del cólera o el ébola en Sierra Leona, como para nuevos brotes que puedan aparecer en otras partes del mundo.

Referencia:

Rebecca Kahn, Corey M. Peak, Juan Fernández-Gracia, Alexandra Hill, Amara Jambai, Louisa Ganda, Marcia C. Castro, Caroline O. Buckee. “Incubation periods impact the spatial predictability of cholera and Ebola outbreaks in Sierra Leone”. Proceedings of the National Academy of Sciences Feb 2020, 201913052; DOI: 10.1073/pnas.1913052117