Estudio de los determinantes sociales del riesgo de transmisión de enfermedades
Como muchos aprendimos durante la pandemia de COVID-19, el riesgo de brotes de enfermedades puede aumentar entre animales sociales que viven en comunidades muy numerosas. Diferentes investigaciones han examinado la dinámica social de la propagación de enfermedades desde una perspectiva observacional, pero este tipo de estudios tienen sus limitaciones, señala Yuko Ulrich(se abrirá en una nueva ventana), investigadora principal del proyecto EPIDEMIC en el Instituto Max Planck de Ecología Química(se abrirá en una nueva ventana). «Cuando un individuo se infecta y otro no, ¿se debe a diferencias en sus genes, edad, comportamiento o relaciones sociales? En la naturaleza, todos estos factores están entrelazados y resulta muy difícil separarlos», explica Ulrich. No obstante, limitaciones éticas y logísticas han dificultado la obtención de datos experimentales. En el proyecto EPIDEMIC, financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), Ulrich y sus colaboradores recurrieron a las hormigas para solventarlas. Los investigadores diseñaron un sistema único basado en las características biológicas de la hormiga saqueadora clónica, una especie en la que no existe reina y que se reproduce de forma asexual. El equipo empleó técnicas de seguimiento automatizadas para identificar características que protegen a los animales sociales contra enfermedades infecciosas. «Espero que nuestros resultados ayuden a mejorar los modelos epidemiológicos predictivos, por ejemplo, al mostrar la importancia de la variación individual del comportamiento en la propagación de enfermedades a escala mundial», comenta Ulrich.
Estudio de la transmisión de enfermedades en la hormiga saqueadora clónica
Los investigadores establecieron diferentes réplicas de colonias de hormigas con tamaño y composición controlados. Para analizar el comportamiento, el equipo marcó cada hormiga de forma individual con combinaciones de colores únicas y filmó las colonias con cámaras cenitales. Gracias a un programa informático desarrollado a medida, se logró extraer trayectorias individuales, calcular cuánto tiempo pasaba cada hormiga dentro y fuera de la colonia, y delinear toda la red de contactos físicos en docenas de colonias. En algunos experimentos, los investigadores utilizaron un parásito nematodo presente de forma natural en el entorno de las hormigas, mientras que en otros utilizaron compuestos inmunoestimulantes que simulan una infección.
Relación entre comportamiento e infección
La investigación arrojó varios hallazgos importantes, entre ellos una relación clara entre el comportamiento y la infección prevista. «Las hormigas recolectoras contrajeron infecciones antes y en mayor cantidad que sus conespecíficos genéticamente idénticos que permanecieron dentro de la colonia como nodrizas. Esto confirma que las diferencias de comportamiento bastan para explicar la distribución desigual de los parásitos», explica Ulrich. Otro hallazgo clave fue que las hormigas infectadas por nematodos redujeron su actividad exterior y pasaron más tiempo en la colonia. Más sorprendente aún fue que sus compañeras sanas adoptaran el mismo comportamiento, de modo que aumentó la concentración de individuos en el interior de la colonia. «Por tanto, el parásito parecía modificar la organización social de la colonia de manera que favorecía su propia propagación», destaca Ulrich. En un estudio independiente, las hormigas que percibían a una compañera de colonia como potencialmente enferma en el experimento de activación inmunitaria no la evitaban, sino que aumentaban el acicalamiento y el contacto físico. «Se prevé que esta estrategia de “cuidado” aumente, en lugar de reducir, el riesgo de transmisión, lo que plantea preguntas interesantes sobre cuándo y por qué las colonias podrían alternar entre distintas estrategias», agrega Ulrich.
Nuevas líneas de investigación del comportamiento de las hormigas y las enfermedades
Aunque el proyecto ha concluido formalmente, la investigación continúa en nuevas direcciones, comenta Ulrich. Los investigadores de su laboratorio estudian las señales químicas que utilizan las hormigas para detectar el estado de enfermedad de sus compañeras de colonia, las distintas respuestas que muestran ante diferentes patógenos y otras cuestiones surgidas durante el proyecto, como la transferencia social de protección. «Cada una de estas líneas remite a la misma pregunta central que motivó EPIDEMIC: ¿qué características de los grupos sociales determinan su capacidad para defenderse frente a las enfermedades infecciosas? Aún queda mucho por investigar», concluye Ulrich.
