Modelo virtual prevé control del VIH en 20 años
Carlos Villarreal, del Instituto de Física de la UNAM, explica que el modelo virtual del VIH permitió describir cómo disminuyen las poblaciones de virus a niveles indetectables al aplicar las terapias farmacológicas en etapas tempranas
De acuerdo con el reporte de la XVIII Conferencia Internacional de SIDA, llevada a cabo en Viena en julio de 2010, aún sin que se encontrara una cura para esta enfermedad, la epidemia del VIH podría controlarse en un par de décadas, administrando en una etapa temprana de la infección las terapias farmacológicas más recientes. Esta predicción es congruente con robustos modelos matemáticos desarrollados en el Instituto de Física (IF) de la UNAM.
Usando información de análisis de sangre y tejidos de pacientes infectados, los físicos utilizan herramientas matemáticas para cuantificar con precisión poblaciones de virus, poblaciones de células sanas o infectadas, la cantidad de virus activos e inactivos, así como su capacidad para infectar y reproducirse. Con esta información construyen un modelo virtual de la infección.
En colaboración con el investigador emérito del IF, Germinal Cocho Gil, Carlos Villarreal Luján ha dedicado 12 años al estudio del comportamiento del VIH empleando matemáticas de sistemas complejos. Éstos se caracterizan porque es extremadamente difícil predecir su comportamiento en el largo plazo.
Los sistemas complejos tienen numerosos elementos involucrados. Además, la interacción entre sus elementos da lugar a resultados totalmente nuevos que no pueden conocerse simplemente sabiendo el comportamiento aislado de cada uno. Los terremotos, el clima y el pensamiento humano, son ejemplos de sistemas complejos, indicó Villarreal.
De acuerdo con el científico adscrito al Departamento de Física Teórica del IF, la infección de un organismo humano con el VIH es también un sistema complejo, como tal, la dinámica del comportamiento del virus en el organismo, puede describirse en términos de ecuaciones diferenciales.
Ese conjunto de ecuaciones diferenciales constituye un modelo matemático, que simula virtualmente, con números, una infección real.
El modelo virtual sirve para discernir dentro del sistema complejo (que es la infección por el virus del VIH) los factores, involucrados en la infección, que son relevantes para describir cierto comportamiento del virus, de los que no lo son.
Gracias al modelo matemático de la infección de VIH, los investigadores han podido describir con mucho detalle cómo virtualmente disminuyen las poblaciones de virus a niveles indetectables, al aplicar las terapias farmacológicas en etapas tempranas.
El investigador explicó que, confirmando lo que predice el modelo matemático, al cabo de un tiempo, la cantidad de virus en la sangre de una persona baja a niveles indetectables haciendo la transmisión muy difícil.
La edición 2010 de la Guía de Manejo Antiretroviral de las Personas con VIH, publicada por CENSIDA, recomienda iniciar el tratamiento antes de que se presente el riesgo de infecciones oportunistas y, a la brevedad posible, en todos los casos con enfermedad crónica sintomática.
El documento oficial, con carácter de obligatorio para todas las instituciones del Sector Salud, señala que aún es materia de discusión el momento adecuado para iniciar la terapia en pacientes asintomáticos.
La razón es que si bien habría beneficios en el tratamiento temprano, como evitar el deterioro del sistema inmune y la transmisión del virus, también hay riesgos, como la evolución de cepas de virus resistentes a los medicamentos y la presencia de efectos adversos secundarios al medicamento.
La administración temprana de medicamentos antirretrovirales, sin tomar en cuenta si el paciente es sintomático o asintomático, ni el conteo de celulas CD4+, se indica para mujeres embarazadas o pacientes que ya presentan otras condiciones, como hepatitis B crónica o nefropatía.
En cambio, los modelos matemáticos sugieren que, con el desarrollo de nuevos medicamentos anitivirales con un riesgo bajo de producir mutaciones virales o reacciones secundarias, es factible considerar que el paciente tome sus fármacos tan pronto como tenga conocimiento del contagio y, de ser posible, inmediatamente después de contagiarse.
Este procedimiento ya se sigue en el caso de personas en riesgo de adquirir la infección por VIH a través de exposición ocupacional, en estos casos se sugiere administrar un tratamiento con antiretrovirales dentro de las primeras cuatro horas de la exposición, el tratamiento sugerido tiene una duración de 4 semanas.
De aplicarse la estrategia de tratamiento temprano, diversos modelos matemáticos implican que podría acabarse con la epidemia de SIDA en un par de décadas. El especialista afirmó que, de acuerdo con los números reportados, entre el treinta y el 50 por ciento de los contagios ocurren en las primeras semanas de la infección, cuando la cantidad de virus en el torrente sanguíneo del recién infectado es estratosférico.
El investigador indicó que la aplicación de terapias tempranas, requeriría el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico que no se basaran en la detección de anticuerpos, sino en la identificación de una proteína viral.
Sin embargo, hay que considerar que las terapias actuales no eliminan por completo el virus, y el pequeño remanente que queda es suficiente para que al interrumpir la terapia, las poblaciones de VIH se recuperen en unas pocas semanas al nivel que tenían al principio del contagio, advirtió Carlos Villareal.
Otra pregunta que los científicos se han formulado desde el inicio de la epidemia, es: ¿cómo es posible que una persona se infecte y tarde hasta 10 años en desarrollar la enfermedad?, ¿cómo es que se rompe esa especie de resistencia y la infección queda fuera de control?
La hipótesis conjunta de físicos y médicos es que la presencia crónica del VIH en el cuerpo humano va ocasionando la degeneración del tejido linfático y que este daño trastorna la respuesta ulterior del sistema inmune y conduce a la muerte.
En este sentido, los resultados de los estudios con modelos matemáticos sugieren que es necesario encontrar una forma de evitar ese deterioro en el tejido ganglionar, porque es ahí donde el virus se aloja de manera más importante, y no en la sangre, como se pensaba originalmente.
Aunque los modelos matemáticos explican muchos fenómenos de la dinámica del virus, siempre surgen comportamientos nuevos que hay que explicar. Es así como la realidad retroalimenta al modelo y el modelo puede a su vez describir mejor lo que sucede en la realidad.
Un ejemplo de esto es un protocolo clínico de investigación realizado en el Hospital General y el Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán en el que los investigadores estudiaron la respuesta del virus a los medicamentos, desde las primeras horas de su administración.
Las investigaciones mostraron que en las primeras horas se presentaba una brusca fluctuación en los niveles de virus en la sangre de los individuos, incluyendo incrementos correspondientes a varias veces el nivel basal. Dicha fluctuación mostraba picos muy prominentes en la gráfica del nivel viral, en vez de una mera disminución del virus a causa de los fármacos que el paciente ha tomado.
Villarreal Luján precisó que esos "brincos" en la carga viral de los pacientes no fueron previstos por el modelo matemático, tal como está ahora; sin embargo, el modelo sí les permite plantar hipótesis para entender, en el futuro, este comportamiento. Las investigaciones por venir permitirán ampliar el modelo para que explique las causas de este comportamiento "extraño" del virus.
Hay muchas tareas para el futuro, por un lado, los físicos y matemáticos deben explicar con números y ecuaciones la progresiva degeneración de la arquitectura ganglionar en los individuos infectados, por otro, los biomédicos deben reducir la resistencia asociada a mutaciones del virus y disminuir los efectos secundarios ocasionados por la terapia.
Fuente:El Universal.Mx
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