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Causas de
ENFERMEDAD
1. HERIDAS Y
TOXINAS
RE-ENFOQUE
EVOLUTIVO (Williams y Ness 1991)
El trauma no sólo asunto de tejidos dañados, sino
FALLAS EN MECANISMOS DE PROTECCION,
DE LOS PUNTOS DEBILES DEL SOMA,
DE LOS PROCESOS DE REPARACION
No sólo el resultado de mutaciones heredadas, sino
2. FACTORES
SELECCION DE BENEFICIOS (conocidos o no),
GENETICOS como VIGOR JUVENIL a costa de SENECTUD
(Olshansky et al. 2001)
3. AMBIENTES No sólo los cambios ambientales recientes, sino
ANOMALOS ATRIBUTOS PALEOLITICOS FAVORABLES
AHORA OBSOLETOS
Signos y síntomas del conflicto hospedero-parásito
4. INFECCION re-interpretar como ADAPTACIONES O COSTOS
PARA HUESPED O PARASITO (CO-EVOLUCION)
Mortalidad USA por Enfermedades Infecciosas
COEVOLUCION :
El proceso de asociación entre especies puede ser progresivo, y alcanzar
la COEVOLUCION cuando Ҭhay respuestas adaptativas a los
cambios genéticos en la otra especie¨, hasta la CO ESPECIACION.
EFECTO INTERACCIONES ECOLOGICAS:
- DAñO + BENEFICIO 0 NEUTRA
sp A sp B
neutralidad
0
0
mutualismo
+
+
comensalismo +
0
parasitismo
+
- (se mantiene)
predación
+
- (instantánea)
competencia 0
- o - -
Efecto: “carrera armamentista”
Generalizaciones empíricas COEVOLUCION
1. Regla de Fahrenholz: ¨la filogenia del parásito refleja la
filogenia del hospedero¨,
2. Regla de Szidat: ¨Mientras más primitivo el hospedero, más
primitivo es el parásito hospedado¨,
3. Regla de Manter:
a. ¨Los parásitos evolucionan más rápido que sus
hospederos¨,
b. ¨A más tiempo de asociación en un grupo hospedero, más
especificidad exhibida por el grupo de parásitos¨,
c. ¨Si la misma especie de hospedero, o dos cercanas,
muestran una distribución disjunta con faunas similares, las
áreas en que ocurren los parásitos tienen que haber sido
contiguas en el pasado¨,
4. Regla de Eichler: ¨Mientras más géneros de parásitos
habitan un hospedero, más grande (más especioso) es el
COEVOLUCION -> CO ESPECIACION
Hipótesis de la REINA ROJA
(Van Valen)
• “Tienes que seguir
corriendo todo el día
sólo para
permanecer en el
mismo lugar”
Enfermedades Infecciosas Emergentes
(reconocidas recientemente, que han surgido recién,
o que están aumentando en incidencia o rango geográfico)
Del total de
1.709 patógenos
en la especie humana,
49% son zoonosis.
Del total de 156 EIE,
76% son de origen
zoonótico
Escaladas históricas:
no sólo eventos, sino procesos
• Todos los Staphylococcus
aureus susceptibles a la
penicilina.
• Ultima droga 1999 :
dalfopristina.
• Pero es muy parecida a la
virginiamicina (contra
Enterococcus) Por lo tanto, la
mitad de los pollos (2000)
resultaron resistentes también a
la dalfopristina.
DDT: 3 millones de
toneladas 1950-2000
• P. Miller (1939) descubre que el
DDT mata insectos. Nobel 1948
• 1970: campaña antimalaria OMS.
Fracasó por resistencia
• Guatemala 1950-1970:
susceptibilidad a DDT cae desde
100% a 0%.
• 500 especies insectos actuales son
resistentes a algún insecticida
• Biotecnología: transgénicos
productores de pesticidas: toxina Bt
Otra enfermedad infecciosa, otro
antibiótico, otra “carrera”
HIV: Carrera armamentista
Principios evolutivos aplicables:
• Tasas de mutación: 10.000 veces
• Selección direccional rápida
• Divergencia filogenética:
no una infección, varias
•
•
•
•
Evolución convergente
“Cambalaches” o “balanceos”
Predicciones
Costos de carrera armamentista
VIH
• Victoria inicial. Escape
• Divergencia. Escape. Divergencia…
• Células del sistema inmunitario son
las afectadas.
• HIV se transforma en SIDA (fatal)
• Se ensayan antiretrovirales:
El virus ha desarrollado
resistencia a AZT en 12 meses
• SECUENCIAS DE TRANSCRIPTASA REVERSA
Costos anuales de la evolución en USA
• Evolución del HIV
• Resistencia a pesticidas
U$ 6.000.000.000
3 a 8.000.000.000
• Infección Staph. no hospital 14 a 21.000.000.000
• Infecciones Staph. hospital
Resistencia a Penicilina
2 a 7.000.000.000
Resistencia a meticilina
8.000.000.000
(Palumbi, Science 293:1786, “Humans as the world’s
greatest evolutionary force”)
Total $33 a 50. 000.000.000
y aumentando
Enfrentando la
carrera
armamentista
• Tratamiento de exterminio (global o local?) HIV
• Tratamiento completo (TBC 6 meses)
TOD
(Terapia Obs. Directa)
• Aplicación cíclica
• Mosaico territorial
• Manejo de Pestes Integrado (IPM)
antibióticos
antibióticos
insectos
insectos
antibióticos (hosp)
Predicción para el diseño de vacunas
Predicción para el
diseño de vacunas:
INFLUENZA
Virus de la influenza se une a
las células del hospedero por
medio de sitios específicos.
Estos sitios evolucionan
rápido, y al predecir esta
evolución se producen las
vacunas más eficaces
Dinámica epidemiológica:
Tasas de evolución + Tasas de infección
% de sustitución pb desde raíz
Tipos de defensas del Hospedero
• Higiene: la mejor defensa: evitar el peligro (de sustancias
y de fuentes de contagio: heces y vómitos). Conductas
• Piel: “como una muralla protectora”. Provee protección
contra parásitos y fuerzas diversas. Armadura flexible.
• Dolor y malestar: adaptaciones que trabajan con la piel
para eludir y escapar (continuar uso de tejidos dañados
es inadecuado).
• Defensas basadas en Expulsión (por aberturas):
estornudos,
tos, nausea y vómito, diarrea,
secreciones
• Mecanismos de defensa: macrófagos, células T,
sistema inmunitario (inflamación)
Adaptaciones del Hospedero
• Fiebre: beneficiosa?
• Secuestro de Hierro circulante:
Como el Fe es un factor limitante al
crecimiento de bacterias:
a. consumir suplementos de hierro puede
causar la muerte
b. disgusto por el consumo de alimentos
ricos en Fe
Estrategias del huésped patógeno
• Evasión de defensas: “puerta a puerta” (rabia,
virus Epstein-Barr)
Evasión del sistema inmunitario:
tripanosomiasis.
malaria: se fijan a paredes de los vasos sanguineos
Tácticas de “espías”: algunas bacterias y
gusanos presentan moléculas similares a las
humanas (mimetismo molecular)
Ataque de defensas: S. aureus bloquea inflamación,
estreptococcus secreta estreptolisina-O contra GB
otras inducen shock con polisacáridos
Manipulación del
hospedero y vectores
• Difusión por medio de ellos:
malaria,
dengue por mosquitos
• Adaptaciones para también usar al
hospedero
rabia
Beneficios al Hospedero y al Parásito
beneficiado
ejemplo
Domesticación del predador:
Especie humana como fuerza evolutiva mayor
(Palumbi 2001:Science 293:1786)