Tecnología, redes y ¿fauna silvestre?

El análisis de redes es una herramienta poderosa para estudiar las interacciones sociales.  Sin embargo, como nos platican en el siguiente artículo Fabiola Nieto Rabiela y María del Carmen Villalobos Segura, también tiene un gran potencial para el estudio de las interacciones entre parásitos y hospederos, y por tanto es un método aliado de la ecología de enfermedades. 

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Las redes permiten visualizar las interacciones entre los componentes de un sistema.  Imagen via Pexels [CC BY-NC-ND 2.0]

Aunque la palabra “tecnología” suele evocarnos imágenes sobre estructuras metálicas, circuitos, chips y robots, cada día está más ligada a la forma de interactuar entre nosotros, gracias a la existencia de plataformas como Facebook, Twitter e Instagram colectivamente llamadas “redes sociales”. Los avances en la capacidad de cómputo de los últimos treinta años han permitido analizar la cantidad masiva de información generada por los aproximadamente 3.5 billones de usuarios de redes sociales a nivel mundial.  Esta capacidad y tecnología nos ha brindado la oportunidad para utilizar las redes como un método para organizar y visualizar múltiples interacciones.  Aunque las redes sociales usan principios de teoría de redes en su programación, como usuarios típicamente esto nos tiene sin cuidado.  Sin embargo, las técnicas de análisis de redes se encuentran entre las herramientas más poderosas actualmente para entender no sólo las interacciones humanas, sino la forma en que los elementos de cualquier sistema (biológico, físico, químico) interactúan entre ellos y cómo responden a los cambios en su entorno.

En palabras llanas, una red es una serie de elementos que estén interrelacionados con otros a través de una interacción.  En lenguaje técnico, a esta serie de elementos se le llama “nodos”, y a las interacciones “enlaces”.  Podemos construir redes para cualquier tipo de asociación y con cualquier tipo de elementos, siempre y cuando establezcamos los requerimientos necesarios para que pertenezcan a ella.  Los nodos y enlaces pueden representar muchas cosas:  desde amistades, estaciones de metro, depredadores y  presas, hasta moléculas que interaccionan entre ellas.  Se pueden hacer redes de las redes sociales a partir de los datos e información de la interacción entre las personas que las usan.  Estas redes pueden construirse para un momento particular en el tiempo y el espacio. Por ejemplo, investigadores de Universidad de Purdue evaluaron el papel que tuvo Facebook en el manejo y dispersión de la información después de la inundación que ocurrió en Baton Rouge, Louisiana en el 2016. Los habitantes de este condado usaron esta red social para compartir mapas de los sitios inundados, ubicación de  refugios e información relacionada a los servicios médicos disponibles, con el fin de enlazar a la comunidad después del desastre en tiempo real. Estos datos se obtuvieron durante y después de la inundación, y fueron representados por una red en la cual los usuarios de Facebook (1,171) eran los nodos y las actividades o respuestas en las que se involucraban (21,115) eran los enlaces.

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Representación gráfica de la red de usuarios de Facebook y el proceso de transmisión de información durante la inundación de Baton Rouge en 2016.  Imagen modificada a partir de Kim & Hastak (2018).

Los investigadores encontraron que el nodo que representaba la cuenta de Facebook de la ciudad Baton Rouge tuvo la mayor cantidad de enlaces con otros nodos (usuarios de Facebook), y actuó como puente para conectar y trasmitir la información más rápido a otros nodos. Por medio de esta red también fue posible identificar qué organizaciones o agencias controlaban el flujo de información durante el desastre. Además, los investigadores observaron que se formaban comunidades (representadas en la red como grupos de nodos) que interactuaban más entre si que con otros grupos de nodos en el sistema. Estos grupos se asociaban a usuarios que transmitían información acerca de diferentes actividades, como mapeo de la inundación, donaciones, y remoción de escombros.    También ayudaron a identificar a los actores importantes que participaron en el manejo emergencias.  Esta información podría emplearse para generar mejores estrategias y planes de contingencia contra los desastres.

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Imagen modificada a partir de Kim & Hastak (2018).

Redes sociales para entender la transmisión de enfermedades emergentes

Las redes sociales facilitan la difusión de la información, alcanzando y conectado a muchas personas.  De manera más general, las redes ayudan a describir como fluye la información a través de los nodos.  Pero ¿qué relación tiene todo esto con la fauna silvestre y la ecología de enfermedades?.  Resulta que las redes son un método poderoso para estudiar los procesos y mecanismos detrás de la transmisión de muchas enfermedades de relevancia para la salud humana, la agricultura, la ganadería y la conservación de la biodiversidad.   En el caso de estas redes, los nodos de las redes pueden representar individuos de una población de hospederos, vectores de enfermedades o parásitos.  Incluso pueden representarse todos estos elementos dentro de una misma red.  Dependiendo de lo que se desee conocer será la definición de interacción que se tome en cuenta para delimitar los nodos del sistema de estudio.  Por ejemplo, el sistema podría estar conformado por los hospederos de algún parásito en particular, o bien por hospederos de distintas especies que compartan parásitos, o incluso representar parásitos y hospederos que se encuentran en el mismo sitio geográfico.  Las redes tienen la ventaja de hacer posible el análisis de un gran número y tipos de interacciones simultáneas. Una vez que se define el tipo de asociación, se construye la red y se pueden medir diferentes características relacionadas con el  papel que tienen los nodos dentro de ella.

 

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Las redes en la ecología de enfermedades pueden usarse para representar el contacto entre hospederos, que provee una oportunidad de transmisión para el parásito.  La definición de “contacto” depende del tipo de parásito estudiado y su modo de transmisión.  Los enlaces pueden representar la asociación entre hospederos, entre hospederos y parásitos o incluso la probabilidad de transmisión (la frecuencia o intensidad de contacto entre hospederos).  Imagen elaborada y proporcionada por María del Carmen Villalobos Segura ©.

En el Laboratorio de Ecología de Enfermedades y Una Salud (LEEyUS) hemos realizado diversos trabajos empleando análisis de redes. Por ejemplo, en 2019 Nieto-Rabiela y colaboradores presentaron un artículo cuyo objetivo fue identificar virus con potencial zoonótico (es decir, potencialmente capaces de infectar al humano) y sus características asociadas, a partir de un análisis de su cercanía evolutiva con otros virus que sí infectan al humano.  Estos autores analizaron  bases de datos de todo el mundo, obteniendo 825 reportes de virus asociados a roedores y 4,659 asociados a murciélagos. Los virus detectados en las bases de datos se clasificaron en aquellos con potencial zoonótico o no zoonóticos.  Los resultados de esta investigación resultan útiles para reconocer a aquellos virus asociados a roedores y murciélagos que pudieran representar un riesgo para la salud pública y la salud animal, así como para detectar cambios a diferentes escalas espaciales que pudieran facilitar la transmisión entre diferentes especies, incluyendo a los humanos. Este proyecto, al igual que en el ejemplo de la inundación en Baton Rouge, busca desarrollar estrategias para reducir o prevenir algunos riesgos; en este caso en particular, el riesgo de transmisión de enfermedades zoonóticas al humano.

En otro trabajo desarrollado en el LEEyUS, Villalobos y colaboradores describieron y analizaron las interacciones entre mamíferos y helmintos en México. Los helmintos, que incluyen a gusanos parásitos como las solitarias, son parásitos comunes de humanos, mamíferos silvestres y mamíferos domésticos.  A partir de los datos recopilados, los investigadores construyeron una red donde los nodos representaban o bien mamíferos o bien helmintos, y los enlaces representaban la interacción entre estos grupos de organismos.  De esta manera, analizaron los componentes de la red para describir la importancia de sus diferentes elementos.  Entre los principales hallazgos del trabajo resalta que los animales domésticos y los humanos concentran el mayor número de enlaces (asociaciones con helmintos), y además se asocian tanto con  parásitos que se comparten con muchos hospederos, como con parásitos que se encuentran en muy pocas especies de mamíferos. Este resultado sugiere que los animales domésticos y los humanos pueden servir como fuente de transmisión de parásitos para los animales silvestres, o que pueden estar involucrados en el mantenimiento de su ciclo parasitario en el ambiente. Por otra parte, los parásitos que concentraban muchos enlaces fueron aquellos que se asociaban a múltiples especies de mamíferos, y que además han sido señalados como zoonóticos.  Estudiar estas asociaciones es importante, ya que actualmente el grado de contacto que los animales domésticos y los humanos tenemos con los ambientes silvestres y su fauna va en aumento, lo que puede representar un riesgo para la salud pública, la salud animal y la conservación de especies. Los resultados obtenidos en estos análisis sirven para identificar a las especies de helmintos con potencial para infectar a poblaciones silvestres y que en caso de que lograran establecerse exitosamente en dichas poblaciones, estas podrían actuar a su vez, como una fuente del parásito para otras poblaciones de animales domésticos, silvestres o incluso humanas. Estos datos son valiosos y se deben de tomar en cuenta para planear mejores estrategias de control, ya que este tipo parásitos además de  comprometer la salud de diferentes especies, también generan pérdidas económicas en los sistemas de producción ganadera.  Cabe señalar que este trabajo se encuentra en preparación para publicarse.

En conclusión, las redes son  una herramienta extremadamente útil para la ecología de enfermedades, que nos permite obtener y manejar grandes cantidades de datos, así como generar información para entender mejor las interacciones que ocurren entre hospederos, parásitos y el ambiente.  La tecnología, la fauna silvestre y la ecología de enfermedades actualmente tienen una relación tan estrecha que parece indivisible, pero apenas hemos comenzado a explorar sus implicaciones.


¿Quieres saber más sobre las redes y sus aplicaciones en la ecología de enfermedades?  Aquí hay algunas referencias (citadas en el texto) donde puedes encontrar más información.

  • Kim, J and Hastak, M.(2018).Social network analysis: Characteristics of online social networks after a disaster.International Journal of Information Management, 38: 86-96.
  • Nieto-Rabiela, F., Wiratsadakul, A., Suzán, G., and Rico-Chávez, O. (2019)Viral networks and detection of potential zoonotic viruses in bats and rodents: A worldwide analysis. Zoonoses and Public Health, 00: 1– 12. https://doi.org/10.1111/zph.12618.

Agradecemos al equipo editorial del blog del Laboratorio de Ecología de Enfermedades y Una Salud, por su apoyo en la edición del texto y la revisión de fuentes.


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