1 Causas de ENFERMEDAD 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 1. HERIDAS Y TOXINAS 2. FACTORES GENETICOS 3. AMBIENTES ANOMALOS 4. INFECCION No sólo el resultado de mutaciones heredadas, sino SELECCION DE BENEFICIOS (conocidos o no), como VIGOR JUVENIL a costa de SENECTUD (Olshansky et al. 2001) No sólo los cambios ambientales recientes, sino ATRIBUTOS PALEOLITICOS FAVORABLES AHORA OBSOLETOS Signos y síntomas del conflicto hospedero-parásito re-interpretar como ADAPTACIONES O COSTOS PARA HUESPED O PARASITO (CO-EVOLUCION)
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3 Mortalidad USA por Enfermedades Infecciosas
4 COEVOLUCION : El proceso de asociación entre especies puede ser progresivo, y alcanzar la COEVOLUCION cuando “¨hay respuestas adaptativas a los cambios genéticos en la otra especie¨, hasta la CO ESPECIACION. EFECTO INTERACCIONES ECOLOGICAS: - DAñO + BENEFICIO NEUTRA sp A sp B neutralidad mutualismo comensalismo parasitismo (se mantiene) predación (instantánea) competencia o Efecto: “carrera armamentista”
5 Generalizaciones empíricas COEVOLUCION1. 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 grupo sistemático al que el hospedero pertenece¨ .
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7 COEVOLUCION -> CO ESPECIACION
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9 Hipótesis de la REINA ROJA (Van Valen)“Tienes que seguir corriendo todo el día sólo para permanecer en el mismo lugar”
10 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
11 Escaladas históricas: no sólo eventos, sino procesosTodos 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.
12 DDT: 3 millones de toneladas 1950-2000P. Miller (1939) descubre que el DDT mata insectos. Nobel 1948 1970: campaña antimalaria OMS. Fracasó por resistencia Guatemala : susceptibilidad a DDT cae desde 100% a 0%. 500 especies insectos actuales son resistentes a algún insecticida Biotecnología: transgénicos productores de pesticidas: toxina Bt
13 Otra enfermedad infecciosa, otro antibiótico, otra “carrera”
14 HIV: Carrera armamentistaPrincipios evolutivos aplicables: Tasas de mutación: veces Selección direccional rápida Divergencia filogenética: no una infección, varias Evolución convergente “Cambalaches” o “balanceos” Predicciones Costos de carrera armamentista
15 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
16 SECUENCIAS DE TRANSCRIPTASA REVERSA
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18 Costos anuales de la evolución en USA Total $33 a y aumentando Evolución del HIV Resistencia a pesticidas Infección Staph. no hospital Infecciones Staph. hospital Resistencia a Penicilina Resistencia a meticilina (Palumbi, Science 293:1786, “Humans as the world’s greatest evolutionary force”)
19 Enfrentando la carrera armamentistaTratamiento de exterminio (global o local? ) HIV Tratamiento completo (TBC 6 meses) TOD (Terapia Obs. Directa) Aplicación cíclica antibióticos Mosaico territorial antibióticos insectos Manejo de Pestes Integrado (IPM) insectos antibióticos (hosp) Predicción para el diseño de vacunas
20 Predicción para el diseño de vacunas: INFLUENZAVirus 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
21 Dinámica epidemiológica: Tasas de evolución + Tasas de infección% de sustitución pb desde raíz
22 Tipos de defensas del HospederoHigiene: 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)
23 Adaptaciones del HospederoFiebre: 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
24 Estrategias del huésped patógenoEvasión 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
25 Manipulación del hospedero y vectoresDifusión por medio de ellos: malaria, dengue por mosquitos Adaptaciones para también usar al hospedero rabia
26 Beneficios al Hospedero y al Parásitobeneficiado ejemplo
27 Domesticación del predador:Especie humana como fuerza evolutiva mayor (Palumbi 2001:Science 293:1786)