Alerta de Brotes Epidémicos desde el Espacio

Con la ayuda de satélites que permanentemente vigilan la Tierra, los científicos pueden identificar áreas de alto riesgo de contagio de enfermedades, antes de que los brotes se originen.

Marzo 12, 2004:  El año pasado más de cinco millones de personas murieron de malaria, casi todas en la África sub-sahariana. Los brotes de Fiebre del Dengue, hantavirus, Fiebre del Nilo Occidental, Fiebre del Valle del Rift, e incluso la Peste aún golpean pueblos, ciudades, y regiones enteras. A los cientos que sufren muertes dolorosas, y a sus seres queridos, estas enfermedades parecen surgir de la nada.

Aun así, estas enfermedades no llegan sin razón o sin causa. Cuando un brote ocurre, a menudo es porque las condiciones medioambientales tales como las precipitaciones, temperaturas, y la vegetación preparan el escenario para una oleada de plagas cargadas de enfermedades. Los mosquitos, ratones o garrapatas se desarrollan, y las enfermedades que llevan consigo se propagan rápidamente.

Derecha: Mosquitos y otras plagas se llevan la culpa a menudo por los repentinos brotes de una enfermedad infecciosa. Imagen cortesía del programa de Prevención del Virus del Nilo Occidental.

Entonces ¿por qué no observar estos factores medioambientales y avisar cuando las condiciones sean propicias para la aparición del brote? Los científicos han estado interesados en esta posibilidad desde que la idea fue expuesta por primera vez por el epidemiologista ruso E. N. Pavlovsky en los años 60. La tecnología y el "know-how" actual están llegando a la culminación de esa idea, y un sistema de aviso a nivel regional para brotes epidémicos puede ahora estar al alcance.

Ronald Welch del Centro de Hidrología y Clima Mundial de la NASA en Huntsville, Alabama, es uno de los científicos que trabaja desarrollando un sistema de alerta temprana. "He estado en el área de la malaria en Guatemala e India", dice. "Normalmente me impresiona la pobreza que hay es estas áreas en un nivel raramente visto en Estados Unidos. La gente es cálida y amable, y muestran gratitud por que saben que estamos ahí para ayudar. Uno se siente muy bien al saber que esta contribuyendo al alivio de enfermedades y evitando la muerte, especialmente la de los niños".

El método empleado por Welch y otros combina datos de satélites medioambientales de alta tecnología con investigadores de "pantalones cortos y botas polvorientas" a la antigua usanza. Los científicos de hecho buscan y visitan lugares con brotes epidémicos. Escrutinan entonces las imágenes del satélite para determinar cómo se ven las zonas epidémicas desde el espacio. Los satélites pueden buscar esas condiciones sobre una superficie extensa como regiones, países, o incluso continentes ya que estos se mueven a través del cielo en silencio una vez al día, todos los días.

En la India, por ejemplo, donde Welch esta investigando, representantes de sanidad hablan de instalar un sistema basado en satélites de rápida detección de malaria para todo el país. Coordinando con el matemático Jia Li de la Universidad de Alabama en Huntsville y con el Centro de Investigación de Malaria de la India, Welch espera hacer un estudio piloto en Mewat, un área rural del sur de la India al sur de Nueva Delhi. El área es el hogar de más de 700.000 personas que viven en 491 pueblos y 5 ciudades, un territorio que es sólo dos tercios el tamaño de Rhode Island.

Arriba: En la región de Mewat en la India, el ganado es un factor importante en una economía predominantemente rural. La presencia de ganado facilita el avance de malaria y de otras epidemias que se basan en mordeduras de mosquitos, porque los insectos prefieren alimentarse con la sangre de los animales.

"Esperamos ser capaces de ofrecer avisos de altos riesgos epidémicos para un determinado pueblo o área hasta con un mes de anticipación", dice Welch. "Estas 'banderas rojas' harán que los representantes de sanidad enfoquen sus programas de vacunas, fumigación de mosquitos, y otras medidas de lucha de enfermedades en las áreas que lo necesiten más, quizás evitando un brote antes de que suceda".

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Los brotes son causados por una variedad desconcertante de factores.

Para la especie de mosquito que propaga la malaria en el área de estudio de Welch, por ejemplo, un punto crítico de brote tendría charcas de aguas estancadas en donde los mosquitos adultos pueden depositar sus huevos que se convertirán en adultos. Estos pueden ser charcos densos de tierra arcillosa después de lluvias copiosas, tierras pantanosas localizadas cerca o incluso cubos llenos de agua de lluvia dejados afuera por los campesinos. Un punto crítico de malaria estaría a más de 18C, porque en clima más fresco, el parásito unicelular "plasmodium" que causa la malaria opera demasiado lento para desarrollar su ciclo de infección antes de que el mosquito huésped muera. Pero el tiempo no debe de ser demasiado caluroso, o los mosquitos se ocultarían en la sombra. La humedad tiene que estar en un rango de entre un 55% a un 75%, que es el rango que estos mosquitos requieren para sobrevivir. Preferentemente habrá ganado de cualquier tipo dentro de un rango de vuelo de los mosquitos de 1 km. porque estas plagas prefieren alimentarse de la sangre de animales.

Si todas estas condiciones coinciden, tenga cuidado!

Arriba: los países afectados por malaria endémica se indican en amarillo. Imagen cortesía de CDC.

Documentar estos factores, tales como el tipo de tierra y los hábitos de dejar el cubo afuera, requiere un trabajo inicial por investigadores en el campo, comenta Welch. Esta información se introduce en un sistema computarizado llamado Base de Datos de Sistemas de Información Geográficos (GIS). El trabajo de campo es también necesario para determinar cómo se comportan las especies locales de mosquitos. ¿Pican a la gente dentro o fuera de las casas, o en ambos lugares? Otros factores, como la localización de pastos para ganado y de viviendas humanas, se introducen en el GIS con base en imágenes de satélites de muy alta resolución y de satélites comerciales como Ikonos y QuickBird, los cuales pueden ver objetos en el suelo tan pequeños como 80 cm. Entonces las variables de ámbito regional como temperatura, lluvias, tipos de vegetación y humedad de los suelos se derivan de los datos de satélites de media resolución como el Landsat 7 o el Sensor MODIS en el satélite de la NASA Terra. (MODIS son las siglas en inglés de MODerate-resolution Imaging Spectrometer ó Espectrógrafo de Imagen de Resolución Moderada.)

Los científicos utilizan esta información para una simulación computarizada que corre encima de un mapa digital del terreno. Algoritmos matemáticos sofisticados se encargan de combinar estos factores y devuelven una estimación del riesgo de brote.

Derecha: Este par de imágenes de satélite NOAA/AVHRR muestra a Kenia y sus áreas próximas en Diciembre 1996 (A) y Diciembre 1997 (B). Los efectos verdes reflejan un incremento de lluvias, lo cual crea condiciones para un brote de la Fiebre del Valle del Rift en Diciembre del 1997. [más información]

La validez inherente en esta aproximación para estimar el riesgo de enfermedad ha sido confirmada por estudios anteriores. Un grupo de la Universidad de Nevada y del Instituto de Investigación del Desierto (Desert Research Institute) fue capaz de "predecir" ocurrencias históricas de infección ratón-ciervo por el virus "Sin Nombre" hasta con un 80% de precisión, basándose sólo en tipos y densidad de vegetación, elevación e inclinación de la tierra, así como rasgos hidrológicos, todos derivados de datos del satélite y de mapas del GIS. Un estudio conjunto del Centro de Investigaciones Ames de la NASA y de la Universidad de California en Davis alcanzó un porcentaje de éxito del 90% en identificar en cuáles campos de arroz en California central se reproducirían más mosquitos y en cuáles menos, todo con base en datos del Landsat. Otro proyecto del Ames predijo un 79% de los pueblos con alta incidencia de mosquitos en la región de Chiapas, México, con base en los elementos del paisaje vistos en las imágenes del satélite.

Las predicciones perfectas nunca serán posibles. Como el pronóstico del tiempo, el fenómeno de epidemias humanas es demasiado complicado. Pero estos resultados alentadores sugieren que estimaciones de riesgo precisas pueden ser logradas solo con combinar el trabajo de campo a la antigua usanza con las nuevas tecnologías de satélite.

"Todas las piezas necesarias del rompecabezas están aquí," dice Welch, ofreciendo la esperanza de que pronto los brotes epidémicos que parecen venir "de ningún lugar", con menos frecuencia encontrarán a la gente totalmente desprevenida.

Enlaces a la Red (en inglés y pañol)

Centro de Hidrología y Clima Mundial (Global Hydrology and Climate Center) -- un centro conjunto de NASA / Universidad de Alabama en Huntsville (UAH) dedicado al estudio del sistema climático de la tierra.

Dr. Ron Welch -- Profesor y Catedrático de Ciencias Atmosféricas del Centro de Hidrología y Clima Mundial de la UAH.

La Fiebre del Valle de Rift -- (Ciencia@NASA) Los científicos están empezando a comprender que la clave para predecir ciertas epidemias -- como la Fiebre del Valle del Rift o el Virus Hanta en las Américas -- se encuentra en un lugar insospechado: el océano.

Prevención de enfermedades desde el Espacio -- (VisibleEarth) Usando satélites meteorológicos para ver los primeros signos de El Niño, los científicos protegen a los Africanos Orientales y a sus ganados de la fiebre del Valle del Rift, una enfermedad transportada por mosquitos que puede ser mortal para humanos y animales.

Epidemiología del Terreno y RS/GIS -- Expuesta originalmente por el epidemiólogo Ruso Pavlovsky, la epidemiología del terreno trata de la identificación de áreas geográficas en donde la enfermedad se transmite.

¿Qué es la Malaria? -- La malaria es un parásito que puede ser mortal y es transmitido por mosquitos.

Detrás del Estado del Tiempo: Clima, Ecosistemas y Enfermedades Infecciosas

Sistemas de información Geográfica y Percepción Remota: Graficando incidencia de infecciones por el virus "Sin Nombre" en los Ratones del Ciervo.