La comprensión precisa de la propagación mundial de virus emergentes es de vital importancia para las respuestas de salud pública y para anticipar y prevenir futuros brotes. Aquí, aclaramos cuándo, dónde y cómo se establecieron las primeras redes de transmisión sostenidas del SARS-CoV-2 en Europa y América del Norte. Nuestros resultados sugieren que las intervenciones tempranas rápidas impidieron con éxito la introducción temprana del virus en Alemania y Estados Unidos. Otras introducciones posteriores del virus desde China a Italia y al estado de Washington fundaron las primeras redes de transmisión sostenidas de Europa y América del Norte. Nuestros análisis demuestran la efectividad de las medidas de salud pública para prevenir la transmisión muestran que las pruebas intensivas y el rastreo de contactos podrían haber evitado que se estableciera el SARS-CoV-2.

A pesar de los primeros éxitos en la contención, el SARS-CoV-2 finalmente se afianzó tanto en Europa como en América del Norte durante los primeros dos meses de 2020: primero en Italia a fines de enero, luego en el estado de Washington a principios de febrero, y luego por la ciudad de Nueva York a finales de ese mes.
Los autores delinean cuándo se estableció por primera vez la transmisión comunitaria generalizada en ambos continentes y aclaran el período antes del establecimiento del SARS-CoV-2, momento en que el rastreo y el aislamiento de contactos podrían haber sido más efectivos.

Las primeras intervenciones fueron efectivas para erradicar las infecciones por coronavirus, pero los viajes subsiguientes y mal monitoreados permitieron que el virus desencadenara brotes importantes en Europa y América del Norte, según el estudio que publicó Science el 10 de septiembre.

Para reconstruir la propagación del coronavirus en todo el mundo con detalles sin precedentes, el trabajo combina la genómica evolutiva de muestras de coronavirus con epidemias simuladas por computadora y registros de viajes detallados.

Los resultados sugieren un período prolongado de oportunidad perdida cuando las pruebas intensivas y el rastreo de contactos podrían haber evitado que el SARS-CoV-2 se estableciera en América del Norte y Europa.

El documento también desafía las sugerencias que vincularon los primeros casos conocidos de COVID-19 en cada continente en enero con brotes detectados semanas después, y proporciona información valiosa que podría informar la respuesta de salud pública y ayudar a anticipar y prevenir futuros brotes de COVID-19 y otras enfermedades zoonóticas.

"Nuestra aspiración era desarrollar y aplicar una tecnología nueva y poderosa para realizar un análisis definitivo de cómo se desarrolló la pandemia en el espacio y el tiempo, en todo el mundo", dijo el investigador de la Universidad de Arizona Michael Worobey, quien dirigió un equipo interdisciplinario de científicos de 13 instituciones de investigación. de EE. UU., Bélgica, Canadá y el Reino Unido.
"Antes, había muchas opciones flotando en una mezcolanza de ciencia, redes sociales y una cantidad sin precedentes de publicaciones preimpresas que todavía aguardan la revisión por pares".

El equipo basó su análisis en los resultados de los esfuerzos de secuenciación del genoma viral, que comenzaron inmediatamente después de que se identificó el virus y rápidamente se convirtió en un esfuerzo mundial, sin precedentes en escala y ritmo, que produjo decenas de miles de secuencias del genoma, disponibles públicamente en bases de datos.

Al contrario de los relatos generalizados, los investigadores encontraron que las primeras llegadas documentadas de personas infectadas que viajaban desde China a los EE. UU. Y Europa no se convirtieron en brotes continentales. En cambio, las medidas rápidas y decisivas destinadas a rastrear y contener esas incursiones iniciales del virus tuvieron éxito y deberían servir como respuestas ´modelo´ que dirijan las acciones y políticas futuras de los gobiernos y las agencias de salud pública, concluyen los autores del estudio.

Cómo llegó el virus a EE. UU. Y Europa
Un ciudadano chino que volaba a Seattle desde Wuhan, China, el 15 de enero, se convirtió en el primer paciente en los EE. UU. infectado con el nuevo coronavirus y el primero en tener una secuenciación del genoma del SARS-CoV-2. Este paciente fue designado "WA1". Debieron pasar seis semanas para que en el estado de Washington se detectaran varios casos adicionales.

“Y mientras el tiempo transcurría, todos se preguntaban, '¿Qué está pasando?'”.  Dijo Worobey, director del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Arizona y miembro del Instituto BIO5 de la universidad. A continuación ampliaba: "esperamos estar bien, esperamos que no haya otros casos, y luego queda claro, a partir de un notable programa comunitario de muestreo viral en Seattle, que hay más casos en Washington y son genéticamente muy similares al virus WA1".

Worobey y sus colaboradores probaron la hipótesis predominante que sugiere que el paciente WA1 había establecido un grupo de transmisión que no fue detectado durante seis semanas. Aunque los genomas muestreados en febrero y marzo comparten similitudes con WA1, son lo suficientemente diferentes como para que la idea de que WA1 establezca el brote resultante es muy poco probable.
Los hallazgos de los investigadores indican que el salto de China a Estados Unidos probablemente ocurrió el 1 de febrero o alrededor de esa fecha.

Los resultados también ponen fin a la especulación de que el brote de Washington, el primer grupo de transmisión sustancial en los EE.UU., pudo haberse iniciado indirectamente por la dispersión del virus desde China a Columbia Británica, Canadá, justo al norte del estado de Washington, y luego desde Canadá a los EE.UU.

Múltiples genomas de SARS-CoV-2 estudiados por el Centro para el Control de Enfermedades de la Columbia Británica parecían ancestros de las variantes virales muestreadas en el estado de Washington, lo que sugiere con fuerza un origen canadiense de la epidemia de EE.UU. Sin embargo, el presente estudio reveló errores de secuenciación en esos genomas, descartando tal escenario.  

En cambio, el nuevo estudio implica una fuente directa de China del brote en EE.UU., justo en el momento en que el gobierno implementó una prohibición para viajeros de China a principios de febrero. La nacionalidad del "caso índice" del brote local no puede conocerse con certeza porque decenas de miles de ciudadanos estadounidenses y titulares de visas viajaron de China a Estados Unidos incluso después de que entró en vigor la prohibición.

Un escenario similar marca la primera introducción conocida de coronavirus en Europa. El 20 de enero, un empleado de una empresa de suministro de automóviles en Baviera, Alemania, voló para una reunión de negocios desde Shanghai, China; sin saberlo, portaba el virus y finalmente provocó la infección de 16 compañeros de trabajo. También en ese caso, una efectiva respuesta con pruebas rápidas y aislamiento impidió que el brote se propagara, concluye el estudio.
Contrariamente a la especulación, este brote alemán no fue la fuente del brote en el norte de Italia que finalmente se extendió por Europa y finalmente a la ciudad de Nueva York y el resto de los EE. UU.

Los autores también muestran que esta ruta de dispersión de China - Italia - EE. UU. encendió los grupos de transmisión en la costa este un poco más tarde en febrero que el movimiento del virus de China a EE.UU. que instaló el brote en el estado de Washington.
El grupo de transmisión de Washington también es anterior a los pequeños grupos de transmisión comunitaria de febrero que arrribó a California, hecho que lo convierte en el más antiguo de América del Norte.

Trabajos tempranos de contención
Los autores consideran que las intervenciones intensivas tales como pruebas, rastreo de contactos, medidas de aislamiento y el alto grado de cumplimiento de las personas infectadas que informaron sus síntomas a las autoridades sanitarias y se autoaislaron de manera oportuna, ayudaron a Alemania y al área de Seattle a contener esos brotes en Enero.

“Creemos que esas medidas resultaron en una situación en la que las primeras chispas pudieron ser eliminadas con éxito, evitando una mayor propagación a la comunidad”, dijo Worobey. “Esto significa que las medidas tomadas en esos casos son altamente efectivas y deberían servir como modelo para futuras respuestas a enfermedades emergentes que tienen el potencial de convertirse en pandemias mundiales”.

Para reconstruir el desarrollo de la pandemia, los científicos ejecutaron programas informáticos que simulaban cuidadosamente la epidemiología y la evolución del virus; en otras palabras, cómo se propagaba y mutaba el SARS-CoV-2 con el tiempo.

"Esto nos permitió volver a ejecutar la cinta de cómo se desarrolló la epidemia, una y otra vez, y luego comparar los escenarios que surgen en las simulaciones con los patrones que vemos en la realidad", dijo Worobey.

“En el caso de Washington, podemos preguntar, '¿Qué pasa si ese paciente WA, 1 que llegó a los EE. UU. El 15 de enero, realmente inició ese brote?' Bueno, si lo hizo, y vuelve a ejecutar esa epidemia una y otra y otra vez y luego muestrea a los pacientes infectados de esa epidemia y desarrolla el virus de esa manera, ¿obtiene un patrón que se parece a lo que vemos en la realidad? Y la respuesta fue no ”, dijo.

“Si siembras ese brote italiano temprano con el de Alemania, ¿ves el patrón que obtienes en los datos evolutivos? la respuesta nuevamente, es no”, dijo.

"Al volver a ejecutar la introducción de SARS-CoV-2 en los EE. UU. Y Europa a través de simulaciones, demostramos que era muy poco probable que los primeros ingresos virales documentados en estos lugares condujeran a grupos de transmisión productivos", dijo el coautor del estudio Joel. Wertheim de la Universidad de California, San Diego. "Los análisis epidemiológicos moleculares son increíblemente poderosos para revelar patrones de transmisión del SARS-CoV-2".

Luego, se combinaron otros métodos con los datos de las epidemias virtuales, lo que arrojó resultados cuantitativos y excepcionalmente detallados.

“Es fundamental para este trabajo nuestra nueva herramienta que combina información detallada del historial de viajes y filogenética, que produce una especie de 'árbol genealógico' de cómo los diferentes genomas de virus muestreados de individuos infectados se relacionan entre sí”, dijo el coautor Marc Suchard. de la Universidad de California, Los Ángeles. 

“Nuestra investigación muestra que cuando se hace bien la intervención y detección tempranas, puede tener un impacto masivo, tanto en la prevención de pandemias como en su control una vez que progresan”, dijo Worobey. "Si bien la epidemia finalmente se deslizó, hubo victorias tempranas que nos muestran el camino a seguir: las pruebas integrales y la identificación de casos son armas poderosas".

Nuestros hallazgos destacan el valor potencial de establecer arquitecturas intensivas de vigilancia de virus respiratorios a nivel comunitario, como el Estudio de la gripe de Seattle, durante un período prepandémico. El valor de detectar los casos temprano, antes de que se conviertan en un brote, no puede subestimarse en una situación de pandemia ( 25 ). Dado que cada retraso en la detección de casos reduce la viabilidad de la contención, también vale la pena evaluar el impacto de los retrasos prolongados en la aprobación de la FDA para analizar las muestras almacenadas del Estudio de la gripe de Seattle para el SARS-CoV-2.

Al retrasar los brotes de COVID-19 incluso unas pocas semanas en los EE. UU. Y Europa, la respuesta de salud pública al caso WA1 en el estado de Washington, y una respuesta particularmente impresionante en Alemania a un brote temprano, les dio un tiempo crucial a sus propias ciudades, ya que así como en otros países y ciudades, para prepararse a la llegada del virus. Los esfuerzos de vigilancia y los análisis genómicos luego contribuyeron a cerrar la brecha entre el inicio de la transmisión comunitaria sostenida y las medidas de mitigación en el estado de Washington, en comparación con otros lugares como la ciudad de Nueva York.
Sin embargo, debido a que la tasa de evolución del SARS-CoV-2 es más lenta que su tasa de transmisión, muchos genomas idénticos se están extendiendo rápidamente. Esta similitud genética impone limitaciones a algunas inferencias, como el cálculo de la proporción de casos importados a transmisiones locales en un área determinada. Pese a esto, los autores delmostraron que, precisamente debido a esa tasa lenta, cuando tan solo una mutación separa a los virus, la diferencia puede proporcionar suficiente información para probar hipótesis cuando se emplean los métodos apropiados. Tener esto en cuenta colocará a la ciencia en una mejor posición para comprender el SARS-CoV-2 en los próximos años.