Un vocabulario compartido sobre cómo se propagan las enfermedades infecciosas

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El 18 de abril, la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó una nueva guía sobre la transmisión de enfermedades transmitidas por el aire que busca crear un consenso en torno a la terminología utilizada para describir la transmisión de patógenos infecciosos a través del aire. Lydia Bourouiba, directora del Laboratorio de Dinámica de Fluidos de la Transmisión de Enfermedades del MIT y de la Red de Fluidos y Salud, profesora asociada en los departamentos de Ingeniería Civil y Ambiental e Ingeniería Mecánica del MIT, y miembro principal del Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas, formó parte del equipo de expertos de la OMS que desarrolló la guía. Durante más de una década, el laboratorio de Bourouiba ha estado investigando los procesos físicos fundamentales que subyacen a la forma en que las enfermedades infecciosas se propagan de persona a persona. Las nuevas orientaciones de la OMS proponen nuevas definiciones de la terminología clave relativa a la transmisión de enfermedades infecciosas respiratorias. Esto refleja una nueva comprensión compartida de cómo los patógenos infecciosos respiratorios se mueven de una persona a otra: a través de las exhalaciones de turbulentas "nubes de soplo" que transportan contaminantes infecciosos en un continuo de tamaños de gotas y pueden conducir a la exposición a una variedad de distancias. El laboratorio de Bourouiba ha sido pionero en esta imagen física y ha trabajado en estrecha colaboración con una variedad de partes interesadas a lo largo de los años para garantizar que las pautas de salud pública incorporen la ciencia más reciente, mejorando la preparación para los patógenos respiratorios emergentes. Bourouiba habló con MIT News sobre la nueva guía de la OMS. Pregunta: ¿Cómo te involucraste en la creación de estas nuevas directrices? Un: Llevo más de una década investigando las emisiones de exhalación. Después del primer brote de SARS en 2003, me di cuenta de que los mecanismos por los cuales los patógenos respiratorios se transmiten de un huésped a otro se consideraban esencialmente demasiado aleatorios y demasiado breves para ser susceptibles de una investigación sistemática. Por lo tanto, el acto físico de transmisión de patógenos quedó relegado a una caja negra. Sin embargo, también me di cuenta de la importancia fundamental de comprender estos eventos de manera mecanicista, para finalmente poder mitigar dichos eventos de transmisión de una manera racional y basada en principios. Para ello, necesitábamos comprender la física de fluidos y la biofísica de las emisiones respiratorias. En el Laboratorio de Dinámica de Fluidos de la Transmisión de Enfermedades del MIT, hemos estado investigando estas emisiones respiratorias. Nuestro trabajo mostró que las directrices anteriores, específicamente, la dicotomía de gotas "grandes" versus "pequeñas" y las emisiones de gotas aisladas (esencialmente de botellas de spray), no eran en absoluto lo que realmente vemos y cuantificamos cuando investigamos las emisiones respiratorias. Nos centramos en establecer la física completa de dichos procesos, desde la fisiología de la emisión hasta la dinámica de fluidos y la biofísica de los flujos de exhalación y la interacción del flujo multifásico turbulento exhalado con las condiciones del entorno ambiental (corrientes de aire, temperatura y humedad). Desde 2015, también he estado trabajando con el Laboratorio de Políticas del MIT en el Centro de Estudios Internacionales para difundir nuestros hallazgos a funcionarios de salud pública y varias agencias. Organizamos múltiples conferencias en las que trajimos a científicos, médicos, virólogos, epidemiólogos, microbiólogos y representantes de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. y otros grupos, tanto antes como durante la pandemia. En 2022, me pidieron que formara parte del equipo de expertos en consultas técnicas de la Organización Mundial de la Salud, al que se le encomendó la tarea de llegar a un consenso sobre un nuevo marco sobre la transmisión de enfermedades infecciosas respiratorias. Ese proceso duró unos dos años y culminó hasta ahora con la publicación de las nuevas directrices. Obviamente, el proceso se vio acelerado por la pandemia de Covid-19 y los problemas que puso de manifiesto en relación con las antiguas definiciones inadecuadas. El objetivo de convocar al grupo de consulta era reunir a los principales expertos de todo el mundo y de campos muy diversos, que van desde la física de fluidos hasta la medicina clínica y la epidemiología, para pensar en la mejor manera de redefinir los términos relacionados con la transmisión de enfermedades infecciosas respiratorias a la luz de la ciencia más reciente. Estas nuevas directrices son en gran medida un primer paso en una serie de consultas y esfuerzos importantes. Pregunta: ¿Cómo cambió su investigación la descripción de la OMS sobre cómo se transmiten las enfermedades a través del aire? Un: Nuestra investigación estableció que estas gotas aisladas no solo se exhalan como gotas aisladas que se mueven semibalísticamente [que se depositarán en el aire relativamente cerca de la persona que las liberó]. En cambio, son parte de una nube de gas turbulento multifásico que contiene un continuo de tamaños de gotas, donde la nube proporciona un ambiente comparativamente cálido y húmedo, y por lo tanto protector, para estas gotas y los patógenos que contienen, con respecto al aire ambiente. Uno de nuestros primeros artículos que establecía este concepto se publicó en 2014. Y hemos demostrado desde entonces que los modelos que no incluyen la física adecuada de estas nubes turbulentas pueden subestimar drásticamente los rangos de propagación y también cambiar por completo las estimaciones de riesgo y persistencia de patógenos en un espacio interior. Estas nubes turbulentas no son homogéneas, con el potencial de regiones de carga de gotas altamente concentradas que contienen patógenos que pueden persistir durante un tiempo comparativamente largo mientras se mueven muy rápidamente a través de un espacio interior en algunas de las exhalaciones más violentas. Su dinámica permite una posible exposición efectiva por inhalación a una variedad de distancias, largas y cortas. Este continuo y la imagen física de los paquetes concentrados de gotitas y su impacto en la persistencia de la infectividad y la exposición al patógeno contrastan completamente con la noción de mezcla homogénea en interiores, y la falsa dicotomía anterior de gotas "grandes" que caen balísticamente y gotas "pequeñas" que esencialmente se evaporan inmediatamente para formar aerosoles que se supone que están desactivados. El panorama anterior llevó a la creencia de que solo muy pocas enfermedades infecciosas se transmiten por el aire o requieren manejo del aire. Esta dicotomía, junto con otros conceptos erróneos, arraigados en la ciencia de la década de 1930, ha persistido sorprendentemente en las directrices durante décadas. La nueva directriz es un hito importante, no solo porque estas directrices no cambian muy a menudo, cada 10 o 15 años en el mejor de los casos, sino también porque, además de la OMS, cinco agencias de salud nacionales o transnacionales ya han respaldado los hallazgos, incluidos los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU., que también reconocieron la importancia del cambio. Pregunta: ¿Cuáles son las mayores implicaciones de estos cambios? Un: Una terminología común acordada es fundamental en la investigación y mitigación de enfermedades infecciosas. Las nuevas directrices sientan las bases para ese entendimiento y proceso comunes. Uno podría pensar que es solo semántica o un pequeño cambio incremental en nuestra comprensión. Sin embargo, los cálculos de riesgo varían enormemente en función del marco que se utilice. Utilizamos modelos matemáticos y experimentos físicos y descubrimos que el cambio de imagen física tiene implicaciones dramáticas en las estimaciones de riesgo. Otra implicación importante se discutió en una de nuestras publicaciones de las primeras etapas de la pandemia, que enfatizó la necesidad urgente de que los trabajadores de la salud tengan mascarillas N95 debido a esta dinámica de nubes y la importancia asociada de prestar atención a la gestión del aire interior. Una vez más, los cálculos de riesgo sin la dinámica de la nube de soplo sugerirían que una habitación de hospital o un departamento de emergencias típico diluiría lo suficiente la carga de patógenos como para no representar un riesgo alto. Pero con la nube de humo y la dinámica de las gotitas de un continuo de tamaños dentro de ella, y junto con ella, queda claro que los trabajadores de la salud aún podrían estar expuestos a través de la inhalación a cargas virales significativas. Por lo tanto, deberían haber recibido mascarillas N95, en la mayoría de las condiciones, al ingresar al espacio que alberga a un paciente con Covid-19, incluso si no estaban en sus inmediaciones. Ese artículo fue el primero en llamar la atención sobre la importancia del uso de mascarillas en los trabajadores de la salud debido a la nube de exhalación real y al continuo tamaño de las gotas, lo que da forma a la transmisión aérea. Las agencias de salud pública tardaron más de seis meses en empezar a considerar la posibilidad de cambiar sus directrices sobre el uso de mascarillas durante el Covid-19. Pero este documento de la OMS es más amplio que el Covid-19. Redefine las definiciones básicas que rodean a todas las enfermedades infecciosas respiratorias, tanto las que conocemos como las que están por venir. Eso significa que habrá una evaluación de riesgos diferente y, por lo tanto, diferentes árboles de decisión y políticas, que se filtrarán a diferentes opciones de equipos de protección y protocolos de mitigación, y diferentes partes de las agencias o instalaciones de salud que podrían activarse o desplegarse. Las nuevas directrices también son un importante reconocimiento de que la transmisión de enfermedades infecciosas es realmente un área interdisciplinaria en la que los científicos, los médicos y los funcionarios de salud pública de diferentes orígenes deben comunicarse entre sí de manera eficiente y clara y compartir sus conocimientos, ya sea física fundamental o enfermedades infecciosas clínicas. Por lo tanto, no se trata solo del contenido de estas directrices, sino también de la forma en que se desarrolló esta actualización. Esperemos que cambie la mentalidad para responder a estas amenazas a la salud pública.