Una desafortunada cena en la iglesia hace más de 100 años hizo más que simplemente propagar la fiebre tifoidea a decenas de californianos. Llevó a los teóricos a una búsqueda para comprender por qué muchas enfermedades, incluidas la fiebre tifoidea, el sarampión, la poliomielitis, la malaria e incluso el cáncer, se llevanmucho más tiempo para desarrollarse en algunas personas afectadas que en otras.
Se sabe desde hace más de 60 años que los períodos de incubación de numerosas enfermedades siguen un cierto patrón: aparición de síntomas relativamente rápida en la mayoría de los casos, pero períodos más largos, a veces mucho más largos, para otros. Se conoce como la ley de Sartwell,llamado así por Philip E. Sartwell, el epidemiólogo que lo identificó en la década de 1950, pero nunca se ha explicado por qué es cierto.
"Por alguna razón, [los biólogos no] lo ven como un misterio", dijo Steve Strogatz, el Profesor Jacob Gould Schurman de Matemática Aplicada. "Simplemente lo ven como un hecho. Pero nosotros lo vemos como, '¿Por qué?¿Por qué sigue apareciendo esto? '"
A través del modelado matemático y la aplicación de dos problemas clásicos en la teoría de la probabilidad: el "colector de cupones" y el "paseo aleatorio", Strogatz y el estudiante de doctorado Bertrand Ottino-Löffler proponen una explicación.
Trabajando con un modelo matemático simple en el que el azar juega un papel clave, calcularon cuánto tiempo tomaría una infección bacteriana o una célula cancerosa hacerse cargo de una red de células sanas. La distribución de los tiempos de incubación en la mayoría de los casos, sostienen,está cerca de "lognormal", lo que significa que los logaritmos de los períodos de incubación, en lugar de los períodos de incubación en sí, normalmente se distribuyen.
Esto surge de la dinámica aleatoria del proceso de incubación en sí, ya que un patógeno o mutante compite con las células de su huésped.
Su artículo, "Dinámica evolutiva de los períodos de incubación", se publicó el 21 de diciembre en eLife . El fondo biomédico contribuyente fue Jacob Scott, médico-científico del Departamento de Investigación de Hematología Traslacional y Oncología de la Clínica Cleveland.
Leer el blog de Scott, Cancer Connector, motivó a Strogatz y Ottino-Löffler a estudiar la dinámica de incubación de enfermedades.
"Vi una publicación sobre el uso de la evolución en redes para analizar el cáncer, lo que parecía interesante porque el cáncer es en gran medida una enfermedad evolutiva", dijo Strogatz. "Las personas, incluido Jake, han estado analizando el cáncer desde esta perspectiva evolutiva".
El descubrimiento de que los períodos de incubación tienden a seguir distribuciones sesgadas a la derecha, con síntomas que se desarrollan rápidamente para la mayoría de las personas, con períodos mucho más largos para unos pocos, de modo que la curva de campana tiene una "cola" larga a la derecha, originalmente surgióde investigaciones epidemiológicas del siglo XX de incidentes en los que muchas personas estuvieron expuestas a un patógeno. Por ejemplo, en la cena de la iglesia de 1914 en Hanford, California, 93 personas se infectaron con fiebre tifoidea después de comer espagueti contaminado.
Utilizando el tiempo conocido de exposición y aparición de síntomas para los 93 casos, el médico forense de California Wilbur Sawyer descubrió que los períodos de incubación oscilaban entre tres y 29 días, con un modo el período de tiempo más común de solo seis días.se enfermaron dentro de una semana de exposición, pero para algunos, tardó cuatro semanas en enfermarse.
Como resultado, casi todas las enfermedades, y como sostienen Strogatz y Ottino-Löffler, la mayoría de las situaciones en las que el "mal" supera al "bien", sigue este patrón de rápida proliferación para la mayoría, con algunas "víctimas""dura más antes de finalmente sucumbir. Los diferentes niveles de salud y de exposición al patógeno ciertamente pueden desempeñar un papel", dijo Strogatz, pero no son los factores determinantes.
La propuesta de Strogatz sigue la teoría del "coleccionista de cupones": imagina a alguien coleccionando tarjetas de béisbol o estampillas en una serie. Si un artículo al azar llega todos los días y tu suerte es mala, es posible que tengas que esperar mucho tiempo para recoger esos últimos.
Strogatz admite que, si bien es difícil generalizar de manera demasiado amplia, esta teoría se sostiene siguiendo innumerables simulaciones y cálculos analíticos realizados por Ottino-Löffler. Y esto podría ser útil para explicar no solo la proliferación de enfermedades, sino también otros ejemplos de "contagio" -- Incluyendo virus informáticos y quiebras bancarias, dicen los investigadores.
"En una imagen simplificada muy simplificada de la realidad, esperarías ver este mecanismo sesgado a la derecha en muchas situaciones", dijo Strogatz. "Y parece que sí, es una especie de vocabulario básico de invasión. Es una poderosa corriente subyacente que siempre está ahí "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Tom Fleischman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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