Giulio De Leo intenta nunca tocar el agua en la cuenca baja del río Senegal. Incluso cuando el clima supera los 100 grados Fahrenheit, el ecologista de Stanford y su equipo de investigadores se deslizan en gruesas botas de plástico que las sellan desde los pies hasta el pecho.
por Kali Shiloh, Universidad de Stanford
Recopilan datos con el sudor goteando por sus cuellos y acumulándose en sus botas mientras, a su alrededor, los niños que usan nada más que pantalones cortos y camisetas nadan y chapotean para refrescarse. Es muy probable que los niños ya tengan la enfermedad parasitaria endémica de la región, la esquistosomiasis. En 2014, cuando el equipo de De Leo viajó allí por primera vez, hasta el 99 por ciento de los niños en algunas aldeas estaban infectados.
La enfermedad, coloquialmente llamada esquisto, se contrae sin esfuerzo: tan pronto como su piel toca agua contaminada, puede contraer gusanos parásitos que luego causan problemas que van desde diarrea hasta cáncer de vejiga. Más pequeños que los ácaros del polvo, los parásitos se replican en los caracoles de agua dulce y luego nadan hacia el agua en busca de huéspedes humanos.
Los Centros para el Control de Enfermedades consideran que la esquisto es la segunda enfermedad parasitaria más devastadora después de la malaria, y actualmente hay más de 200 millones de personas infectadas. “Estamos hablando de una enfermedad de la pobreza”, dice De Leo. “Está principalmente en áreas rurales , donde no hay fácil acceso a agua limpia y entubada”. Alrededor del 90 por ciento de los casos se encuentran en el África subsahariana, pero la enfermedad está en movimiento. Recientemente llegó al Mediterráneo, donde, debido al cambio climático, las aguas ahora son lo suficientemente cálidas para que los parásitos sobrevivan.
Durante la última década, De Leo, profesor de océanos en la Escuela de Sostenibilidad Stanford Doerr, y sus colaboradores han estado probando una solución poco convencional en Senegal: controlar la enfermedad controlando el ecosistema. En 2012, los investigadores comenzaron a agregar camarones de río africanos que se alimentan de caracoles al agua contaminada, tratando de demostrar que un depredador animal podría eliminar una parte clave del ciclo de vida de los parásitos, detener su proliferación y evitar que las personas se infecten.
Pero la investigación ambiental sobre esquisto era tan incipiente que el equipo tuvo que inventar su camino a través de los procesos más básicos, y al final del proyecto de gambas en 2018, su enfoque estaba lejos de ser probado. Aún así, los descubrimientos fundacionales del grupo han abierto el camino hacia soluciones mejores y más rápidas. Eso es importante, dice De Leo, porque cuando se trata de enfermedades fuertemente mediadas por el medio ambiente, la mejor medicina podría no ser la medicina en absoluto. Puede que sea una gamba.
Fuerza de la naturaleza
Cuando De Leo y su equipo pisaron la tierra roja y seca del norte de Senegal, muchos de los residentes de la región habían estado viviendo con esquisto durante más de una generación. Andrea Lund, Ph.D. ’20, realizó grupos focales y recolectó encuestas de aproximadamente 600 hogares en más de una docena de aldeas para comprender las percepciones locales sobre el agua y la enfermedad.
Tocar el agua “no es bueno para ti”, dijo un jardinero local. “Pero no tenemos opción.” Algunos residentes usaron pastos del agua para construir los techos de sus casas. Muchos de los hombres pasaban sus días pescando para mantener a sus familias. El agua era donde la gente se bañaba, lavaba la ropa, incluso bebía cuando los pozos se secaban. “No podemos protegernos”, dijo el jardinero. “No somos fáciles de proteger”.
El problema del esquisto en Senegal comenzó en 1986, cuando la construcción de la represa Diama bloqueó la migración de las gambas de río africanas. En ausencia de un depredador clave, las poblaciones de caracoles río arriba explotaron y los parásitos florecieron como minúsculos maestros de la desgracia. Cada parásito que entra en un caracol puede provocar la salida de 100.000. Una vez que atraviesan la piel y llegan a los vasos sanguíneos de un humano, pueden vivir más de 30 años, poniendo hasta 2200 huevos por día.
Algunos huevos se excretan en las heces o la orina y luego se incrustan en los caracoles, donde pueden reiniciar su ciclo de vida. El resto se aloja en los órganos de su huésped humano, provocando inflamación. Al principio, esto puede manifestarse como erupciones en la piel y dolor abdominal. En algunas partes de África, la sangre en la orina se ha vuelto tan común que “se considera como un rito de iniciación para los niños”, dice Lund. “Se asemeja a la menstruación, en cierto modo”.
Años de infección crónica han llevado a 20 millones de personas en todo el mundo a experimentar problemas de salud graves, como insuficiencia hepática, infertilidad y deterioro cognitivo.
Una cura existe. Durante décadas, se ha utilizado una pastilla llamada praziquantel para matar de inmediato los parásitos en el cuerpo, y se administra convencionalmente en aldeas de alto riesgo una vez al año. Pero no tiene ningún efecto preventivo. En lugares como Senegal, donde la exposición repetida a los parásitos es inevitable, las personas pueden volver a infectarse el mismo día. Una cura no es suficiente.
bestias fantasticas
El langostino surgió como un héroe potencial en 2009. Los machos completamente desarrollados son criaturas magníficas, tan grandes que si sostienes uno en la mano, tienes que extender el brazo para que sus garras, delgadas como un lápiz, parecidas a las de una langosta, no te claven. el ojo. Para mantener sus exoesqueletos, las gambas cazan vorazmente una de las pocas fuentes de calcio de agua dulce: los caracoles.
Los crustáceos capturaron la imaginación de Susanne Sokolow, veterinaria convertida en ecologista en UC Santa Barbara. Trabajaba en el laboratorio de Armand Kuris, profesor de zoología que había publicado un estudio histórico en 1999 que mostraba que los cangrejos de río invasivos que se alimentaban de caracoles reducían las tasas de esquisto en las aldeas de Kenia.
Sokolow comenzó a desarrollar un proyecto en Senegal basado en ese trabajo pero en su lugar utilizando una especie nativa. Esto eliminó el potencial invasivo de una especie no nativa y, río arriba de la represa Diama, significó que el proyecto también podría servir como un esfuerzo de restauración ecológica.
Su uso de organismos vivos para reducir una población de plagas, llamado control biológico , no era una idea nueva. Es una práctica común en la agricultura y se remonta al siglo III. El USDA lo cita como fácil, seguro y ambientalmente racional, especialmente cuando se compara con pesticidas de amplio espectro. “Si esto es cierto para la agricultura”, dice De Leo, “¿por qué no nos fijamos más en las enfermedades humanas?”.
Apenas unos meses después de su nombramiento como profesor en Stanford en 2012, De Leo conoció a Sokolow mientras visitaba a un amigo en Hopkins Marine Station. Necesitaba posdoctorados apasionados que lo ayudaran a lanzar su laboratorio. Sokolow necesitaba un colaborador con experiencia en modelos matemáticos para convertir su teoría en realidad. Una hora después de conocerse, estaban dibujando lo que Sokolow llama “garabatos aterradores” en una pizarra: diagramas, modelos y lluvias de ideas sobre cómo podrían abordar la crisis en Senegal.
Ensayos y vegetación
Su estudio piloto probó la idea a pequeña escala. “Tenías que pensarlo con mucho cuidado”, dice Sokolow. “Tienes invertebrados como caracoles que llevan un parásito, y personas, y luego un depredador, y todo lo que interactúa”. Además de completar informes de impacto ambiental en Senegal, De Leo modeló todo el ecosistema para predecir qué sucedería cuando se agregaran camarones y por qué.
Los investigadores se asociaron con el Centro de Investigación Biomédica Espoir Pour la Santé, una organización senegalesa que emplea a residentes locales y recopila datos de parasitología de las escuelas del área. El equipo de investigación seleccionó una aldea de prueba y una aldea de control, luego agregó camarones de río africanos nativos a la fuente de agua de la aldea de prueba. En 2015, demostraron que las infecciones intensas se redujeron a casi la mitad donde había langostinos, pero se triplicaron en su ausencia.
Su artículo envió un rayo de entusiasmo a través de la comunidad científica. “Fue transformador”, dice Erin Mordecai, profesora asociada de biología en Stanford que se especializa en la ecología de las enfermedades infecciosas. “La gente hace estos ensayos de control aleatorios sobre medicamentos, vacunas, intervenciones biomédicas, mucho, pero es realmente raro ver un ensayo de control aleatorio sobre una manipulación ambiental”.
Para probar si su idea era escalable y económicamente sostenible, De Leo y Sokolow obtuvieron subvenciones para un proyecto de tres años. Su esperanza era averiguar dónde estaban los caracoles, domesticar el camarón de río africano salvaje y construir un criadero de camarones para almacenarlos en 10 aldeas de alto riesgo. El criadero proporcionaría una reserva de depredadores para el control de caracoles e ingresos para los pescadores locales.
Rápidamente descubrieron que las herramientas más básicas que necesitaban aún no existían. “Tradicionalmente, cuando investigas la esquistosomiasis, ni siquiera me lo estoy inventando un poco, me gustaría estarlo, compras un tamiz de harina en la tienda de cocina y lo pegas con cinta adhesiva a un palo”, dice Chelsea Wood, Doctor. ’13, profesor asociado de biología en la Universidad de Washington que ayudó a dirigir la investigación.
En cambio, el equipo inventó un aparato en forma de cubo hecho de PVC y aluminio que podía tomar muestras de manera constante y adecuada de las aguas turbias para identificar la distribución de los caracoles.
Los investigadores colocaron el dispositivo en sus botas de agua “caja de sudor”, y lo llevaron a la hierba alta del agua, donde fueron picados por hormigas, arañas y mosquitos. Más adentro, ratas, serpientes y perros emergieron de la maleza. Luego usaron un dron para capturar el paisaje desde arriba.
Con el tiempo, descubrieron que analizar la vegetación y el hábitat preferido de los caracoles a través de imágenes satelitales y de drones predecía mejor el riesgo de esquisto que la recolección física de muestras de caracoles. El método fácil y discreto ahora se está utilizando en otros países, así como en investigaciones que mapean el riesgo de malaria.
cavando en
Con un conocimiento sin precedentes de la distribución de caracoles y, por lo tanto, de parásitos, los investigadores se propusieron introducir camarones a gran escala. Pero esta parte de su experimento no se ajustaba al plazo de tres años para la subvención. Sus socios en Senegal no pudieron producir suficientes langostinos domesticados, y el equipo descubrió que la escorrentía de pesticidas de las granjas cercanas reducía aún más la población.
Sin suficiente depredación o dinero para extender el proyecto, las aldeas de prueba no recibieron todos los beneficios del control biológico. De Leo todavía está analizando los datos, pero está seguro de que no será el avance directo que esperaba.
Cuando Lund comenzó a entrevistar a personas para los grupos de enfoque, algunos residentes le preguntaron cómo sería el éxito. Habían visto a los investigadores acudiendo en masa a sus aguas durante décadas, examinando a las personas en busca de enfermedades y, a veces, saliendo sin decirles lo que habían encontrado. De Leo, por ejemplo, no se va. “Identificamos problemas”, dice De Leo, “pero creemos que también identificamos soluciones potenciales”.
En 2022, después de años de recomendar casi exclusivamente la administración masiva de medicamentos, la OMS agregó el control del caracol a su plan para la erradicación del esquisto. Si bien aún no es escalable en Senegal, las gambas son enemigos ideales para los caracoles infectados en los arrozales de otros lugares. De Leo ahora está investigando el uso de bagres, peces pulmonados e incluso patos (su favorito) como depredadores potenciales.
Él y sus colaboradores están expandiendo la investigación de control biológico en Senegal, Madagascar y Côte d’Ivoire. Y con la incorporación de Sokolow como director ejecutivo, ha creado el programa de Stanford para la ecología de enfermedades, la salud y el medio ambiente para apoyar más estudios interdisciplinarios como el suyo que aprovechan la ecología para beneficiar la salud humana.
La enfermedad puede estar en movimiento, pero gracias al laboratorio de De Leo, también lo está la investigación.
