"Guerra biológica y bioterrorismo" es el título de una publicación que tiene por autor a Martín Lema, joven profesional de la Universidad Nac. de Quilmes. Se trata de un trabajo de discusión e información con una amplia base bibliográfica en donde se describe la historia de agentes de la guerra biológica, se indica cuáles son ellos, las repercusiones éticas y legales, así como los temas de investigación y desarrollo más actuales. El Comité de Redacción de Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana ha seleccionado algunos fragmentos de este libro por tratarse de un tema muy actual que merece su difusión a través de FABA- Informa.

Introducción

La guerra biológica (BW, sus siglas en inglés por Biological Warfare) es el uso de patógenos o toxinas en guerra para debilitar o matar las fuerzas militares del adversario, ya sea atacando las tropas mismas, sus animales, sus reservas de comida o la vegetación que les sirve de refugio. Por otra parte, nos referimos a bioterrorismo cuando el objetivo es la población civil, y se pretende dañar personas o elementos de importancia económica como cultivos o ganado. Finalmente, crímenes comunes sin una motivación terrorista que involucran asesinar, incapacitar o extorsionar también pueden ser perpetrados de esta manera.

Los recursos biológicos a disposición de quienes se dediquen a este peligroso negocio son de dos tipos: organismos capaces de causar enfermedad, llamados patógenos, como las bacterias, hongos, virus y otros parásitos; o las sustancias bioactivas producidas por estos patógenos o por organismos superiores, llamados toxinas.

Actualmente, en el ámbito internacional las armas biológicas se consideran inhumanas e inaceptables, puesto que generalmente producen a sus víctimas un sufrimiento palpable y aterrorizante, y su efecto no discrimina entre las tropas y la población civil.

Las armas biológicas "rústicas" son fáciles de construir. Se estima que para fabricar un peligroso arsenal sólo son necesarios $10.000 de equipo, un cuarto de 25 metros cuadrados, un pequeño fermentador del tipo que podría utilizarse para fabricar cerveza casera, una máscara antigás, un impermeable de plástico... y un poco de temeridad. Los conocimientos para hacerlo son los que adquieren en los cursos básicos de microbiología más alguna consulta extra en una biblioteca universitaria. Si el bioterrorista autodidacta no tuviera mucha inspiración, en Internet existen sitios que describen con suficiente detalle cómo cultivar ántrax, o purificar la toxina botulínica.

¿Por qué alguien recurriría a las armas biológicas?
Autopropagación y eficiencia específica: por la capacidad de reproducirse que tienen los gérmenes, estas armas son capaces de iniciar una gran matanza a partir de una cantidad relativamente pequeña de patógeno viable, que puede infectar a algunos individuos y reproducirse en ellos hasta enfermarlos gravemente, para luego diseminarse por contagio a un número mucho mayor de personas. Los patógenos más utilizados pueden dispersarse en el aire y el agua por medios convencionales (bombas y misiles), o también llegar por alimentos, moscas o ratas infectadas, etc. Por otra parte, aún la toxina botulínica purificada, una sustancia química incapaz de reproducirse, es 3 millones de veces más potente que el gas sarín, un poderoso agente neurotóxico sintético. Un misil Scud lleno de esta toxina podría dispersarla en cantidades letales sobre un área de 3.700 km2.

Relación costo-beneficio: "Afectar" 1 km2 cuesta aproximadamente $2.000 usando armas convencionales, $800 usando armas nucleares, $600 usando armas químicas, y $1 usando armas biológicas. Por esto a estas últimas se las conoce como "las armas nucleares de los pobres".

Son económicamente más dañinas que un arma letal: Un soldado muerto es un soldado menos. Pero un soldado enfermo debe ser transportado a un lugar seguro, recibir cuidados especiales; en algunos casos incluso ayuda al enemigo porque multiplica el daño contagiando a otros. Las armas biológicas pueden resultar letales a largo plazo o sólo causar una diarrea pasajera, pero todas ellas ocasionarán un período en que la víctima se encuentra incapacitada y requiere atención médica, lo cual reduce sustancialmente los recursos del ejército agredido y complica su logística.

Discrecionalidad: Es fácil producir estas armas en secreto, así como transportarlas escondidas, y realizar el ataque mediante latas de aerosol, fumigadores, un escape de auto adaptado, etc. Los agentes son incoloros, inodoros, silenciosos. El ataque sería difícil de prevenir e incluso de demostrar después de ocurrido. La enfermedad tendrá un cierto período de incubación, y se necesitará que una gran cantidad de enfermos acuda al hospital o que se determine la naturaleza inusual de la enfermedad antes de que se sospeche lo que ha ocurrido, dejando suficiente margen de tiempo al terrorista o biocriminal para escapar impunemente.

Investigación y desarrollo

Actualmente ningún estado reconoce estar llevando adelante programas de investigación o desarrollo de guerra biológica ofensiva. Oficialmente sólo existen programas dedicados a aspectos defensivos, llevados a cabo por dependencias militares, instituciones privadas o universidades. Los proyectos generalmente son financiados por los ministerios de defensa.

Algunos proyectos "tradicionales" en marcha

Sistema Integrado de Detección Biológica: El BIDS (por sus siglas en inglés) es un proyecto del ejército de Estados Unidos que utiliza reacciones de unión antígeno-anticuerpo (un antígeno es aquello a lo que se une específicamente un anticuerpo) para detectar patógenos o sus toxinas (o sea los antígenos) en muestras de aire, en un tiempo inferior a 30 minutos; los sistemas pueden ser montados por vehículos y tener capacidad de muestreo continuo.

El virus vaccinia: Este virus normalmente enferma al ganado vacuno pero también es capaz de infectar al hombre. Sin embargo, la respuesta inmune del ser humano rápidamente acaba con el virus sin que se presenten síntomas (a menos que el individuo se encuentre inmunodeprimido como sucede por ejemplo en enfermos de HIV). Luego de la infección con el virus vaccinia el ser humano también resulta inmunizado contra uno de sus parientes más peligrosos, el virus de la viruela. A raíz de esto se pudo erradicar la viruela a escala mundial a partir de la vacunación preventiva con una cepa de vaccinia, vacuna que aún se sigue aplicando rutinariamente en algunos ejércitos del mundo.

Actualmente se busca producir vacunas "polivalentes", que presenten proteínas de varios patógenos distintos al sistema inmune, produciendo así inmunidad a todos ellos simultáneamente. Esto puede lograrse mezclando diferentes cepas de virus vaccinia modificadas con el agregado de distintos genes, o introduciendo múltiples genes en una sola cepa.

El virus vaccinia posee varias ventajas en comparación a otros virus para su uso como vacuna: los mecanismos de atenuación (las razones por las cuales no es peligroso para los seres humanos saludables) están caracterizados, la vacuna original contra la viruela ha sido extensamente probada en la campaña mundial de erradicación de la enfermedad, el material genético del virus es conocido y tiene características que facilitan su modificación, etc. Se investigan variantes cambiando la ruta de infección para conseguir inmunidad contra aerosoles, así como variantes defectuosas que infecten e inmunicen, pero cuya capacidad de multiplicarse en el ser humano se encuentre limitada.

Proyectos no tradicionales: DARPA

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (Estados Unidos) fue fundada en 1958 en respuesta al lanzamiento del Sputnik, como una medida para evitar que los soviéticos lograsen aventajar tecnológicamente a los norteamericanos. Desde entonces hasta la fecha su función ha sido financiar proyectos de alto riesgo con grandes presupuestos, principalmente en las áreas de electrónica e ingeniería. Debe ser tecnología transferible para usos civiles, y no se persiguen mejoras de tecnologías ya desarrolladas, sino ideas radicalmente nuevas. Esto ha llevado a desarrollos muy diversos e influyentes en la esfera civil que incluyen la mismísima Internet (nombre original: Darpanet), los hornos de microondas, materiales para raquetas de tenis, etcétera.

DARPA financia proyectos tanto a industrias como a entidades académicas, en los Estados Unidos como en países extranjeros. Su trabajo no es clasificado. Los proyectos tienen montos que varían entre U$S 200.000 y 2 millones.

En los últimos años ha dirigido su atención a la defensa contra ataques biológicos con un presupuesto de U$S 50 millones en 1998 que podría subir U$S 200 millones. La intención de DARPA es financiar proyectos a corto plazo (1-2 años), de alto riesgo pero muy ambiciosos e innovadores, que finalmente eliminen la amenaza de armas biológicas al volverlas ineficaces.

Se ha elegido enfocar a esta agencia norteamericana en particular porque es quizás el ente de financiación más importante en el tema, y porque los proyectos que dependen de ella son extremadamente innovadores; lo que resulte de ellos probablemente revolucionará la técnica por fuera del ámbito militar, como ha sucedido anteriormente. Solamente se comentarán unos pocos emprendimientos a un nivel muy básico, pero existen muchos más. Puede obtenerse más información visitando la página de Internet: http://www.darpa.mil.

DARPA ha clasificado los proyectos de investigación bajo su financiamiento en tres programas:

1. Sensores

Se persigue la detección, discriminación e identificación en tiempo real de patógenos o sus toxinas, previo a la exposición perniciosa de las tropas. Se busca que sean aparatos robustos, rápidos (minutos), sensibles (pocas partículas), pequeños, ligeros (hasta 3 kg), y baratos (menos de U$S 5.000). El interés se enfoca en aspectos como miniaturizar el equipo, encontrar formas eficientes de capturar y concentrar la muestra, reemplazar los anticuerpos por pequeñas moléculas de alta afinidad y sustituir el marcaje fluorescente estándar (utilizado para la detección) con otros sistemas más estables y sensibles.

El canario en un chip: Este sensor consiste en una célula nerviosa aislada viviendo y/o creciendo en un chip conductor de silicio. La célula es estimulada para conducir impulsos eléctricos continuamente, de forma similar a como lo haría normalmente en el organismo. Cuando una sustancia neurotóxica está presente, la célula muere o está imposibilitada de transmitir la señal eléctrica; esta interrupción dispara la alarma.

La idea fue llamada así por analogía con el uso que se daba antiguamente a los canarios en las minas. Las jaulas iban delante cuando se entraba a una zona potencialmente peligrosa; si el aire no era respirable, el pájaro sufría las consecuencias y dejaba de cantar, alertando así a los mineros. Paralelamente, cuando exista en el ambiente algo tóxico para el sistema nervioso, la señal se detendrá y el chip dejará de "cantar".

Una gran ventaja con respecto a otros métodos sería su capacidad de detectar incluso agentes neurotóxicos desconocidos o imprevistos.

Anticuerpos y fibra óptica: Se trata de una sonda de fibra óptica recubierta de anticuerpos e inmersa en una solución que contiene un segundo anticuerpo marcado con una sustancia fluorescente. Si el antígeno está presente, se formará un sándwich (el antígeno se unirá al anticuerpo fijo en la fibra óptica, y el segundo anticuerpo fluorescente que estaba en solución se pegará al antígeno así inmovilizado), con lo cual la marca fluorescente queda en las cercanías de la fibra óptica, y aumenta la transmisión de la señal luminosa. Esta tecnología ya se ha probado exitosamente, ubicando el sensor en un avión radiocontrolado y forzando el aire a pasar por el detector. Este avión a escala podría adelantarse a las tropas en el campo de batalla, advirtiendo la presencia de un agente biológico en el viento antes de que llegara a los soldados.

Métodos de marcación alternativos a la fluorescencia: Otro sensor, también basado en un esquema tipo sándwich, se vale de anticuerpos unidos a diminutas esferas magnéticas, en lugar de utilizar marcaje fluorescente. Es prácticamente capaz de detectar una única bacteria o virus presente en una muestra estándar, ya que puede medir concentraciones del orden de 100 partículas por mililitro, en un tiempo de dos minutos.

Los anticuerpos pueden unirse a pequeñas partículas inorgánicas (compuestos de fósforo conteniendo trazas de los elementos químicos conocidos como tierras raras) que, contrariamente a lo que ocurre en la fluorescencia, emiten en el espectro visible cuando son irradiadas con luz láser infrarroja. No hay señal de fondo (problema frecuentemente encontrado con la fluorescencia, debido a la capacidad fluorescente propia de varias sustancias biológicas), ni es afectado por las condiciones ambientales.

2. Contramedidas inmediatas

Diagnóstico avanzado: El objetivo es detectar patógenos presentes en el cuerpo antes del desarrollo de los síntomas. Áreas específicas de interés incluyen: diagnóstico multiagente, estrategias de detección basadas en mecanismos críticos de patogénesis o en respuestas tempranas del huésped. Estas metodologías deben ser robustas y sensibles a patógenos genéticamente modificados, con capacidad de monitoreo continuo.

Vacunas: El agresor puede dejar sin efecto una vacunación previa desarrollando variantes del patógeno que presenten antígenos diferentes. Por esto, DARPA financia proyectos para lograr que las vacunas sean desarrolladas, producidas en masa y distribuidas muy rápidamente apenas ha sucedido el ataque.

3. Contra medidas no convencionales

Luego de producido un ataque biológico que logre afectar a los soldados, las medidas de sensado en tiempo real y protección física ya han sido superadas. Por tanto, es importante desarrollar tratamientos de amplio espectro, prácticamente instantáneos, que apenas producida la exposición impidan al patógeno alcanzar y atacar los tejidos blanco. Se persigue inhibir la capacidad del patógeno para ingresar y moverse por el cuerpo, nuevas formas de introducir medicamentos en el organismo, y la modulación de los aspectos positivos y negativos de la respuesta inmune.

Drogas de amplio espectro: Basándose en similitudes de los mecanismos moleculares de patogénesis de ciertos grupos de microorganismos o virus, se intenta desarrollar drogas que bloqueen esas vías comunes sin que sea necesario esperar a un diagnóstico definitivo.

Por ejemplo, ciertos agentes como el Ébola, ántrax y la peste bubónica producen una reacción inflamatoria generalizada similar al síndrome de shock séptico, por lo cual se están desarrollando nuevas drogas antiinflamatorias que puedan ser efectivas para cualquiera de estos agentes. Otros, como Salmonella, Shigella y Pseudomonas aeruginosa, utilizan proteínas muy similares para abrirse paso en las células humanas e introducir sus toxinas, y actualmente se buscan drogas que bloqueen este sistema. Se busca desarrollar estrategias antivirales de amplio espectro, robustas ante la aparición de virus emergentes (nuevos o desconocidos); para lo cual se intenta bloquear al patógeno en aspectos conservados de su acción (en el sentido que virus emparentados mantienen el mismo mecanismo), como ser la unión a las células blanco o la replicación viral.

Barredor de sangre: En los eritrocitos (glóbulos rojos) existe una proteína llamada CRl que se une a las proteínas marcadas como extrañas por los componentes del complemento (el complemento es una familia de proteínas del sistema inmune). De esta manera, el material extraño queda unido a los eritrocitos y es arrastrado por la corriente sanguínea y llevado así al hígado para su neutralización. La idea es crear una molécula biespecífica que se una a CRl y a las proteínas del patógeno o sus toxinas. Se ha demostrado en monos la eficiencia de este sistema para eliminar toda traza de un determinado virus de la sangre, en cuestión de minutos.

Terapia de bacteriófagos: Esta línea de investigación intenta explotar el potencial de los bacteriófagos (virus que atacan a las bacterias) como agentes terapéuticos, tanto en su capacidad de matar las células bacterianas como en la posibilidad de usarlos para despachar macromoléculas biológicas con funciones terapéuticas en células específicas, ya sea directamente o a través de los productos que se liberan cuando una bacteria se lisa (vale decir, muere y se desintegra por la ruptura de la membrana) a causa de ellos. Esto último podría dar lugar a un nuevo tipo de vacuna oral.

Trampas moleculares: La idea es proveer al cuerpo humano una protección pasiva de tipo barrera, incrementado la movilidad con respecto a los trajes aislantes convencionales. Se trabaja en dos tipos de nuevos materiales, "Novasomas" (liposomas de novedosa formulación) y "Dendrímeros" (polímeros dendríticos). Estos materiales son estables, no son tóxicos y podrían aplicarse a la piel, ingerirse o respirarse. Los novasomas se aplican como cremas, y actúan disolviendo al patógeno como un detergente. Los dendrímeros forman pequeñas esferas solubles a las que pueden adicionarse otras moléculas para unir toxinas, o componentes externos de los patógenos.