Ciencias biológicas y ambientales COVID-19

Sabuesos que detectan COVID-19, una práctica en desarrollo

*En colaboración con Fernanda Chima, directora de STEAM Kids México

Los perros han sido compañeros y héroes para la humanidad, algunos canes entrenados son capaces de encontrar bombas, narcóticos y personas desaparecidas; su lugar es respetado en estas actividades gracias a cada logro de su agudo olfato. En México y el mundo se les ha celebrado por ayudar en labores de rescate tras los sismos y desde 1989 se apuntó la posibilidad de que sus narices pudiesen detectar enfermedades.

Entrenamiento para detección de enfermedades. Crédito: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID.

Tener evidencia del grado de efectividad al trabajar con estos animales pone a prueba tanto el esfuerzo de la comunidad científica por sistematizar procesos como a los entrenadores para elaborar protocolos que reduzcan la incertidumbre de los resultados.

En la actual pandemia, sus capacidades de detección olfativa podrían ser útiles para el regreso a la normalidad, esto en un contexto en que identificar la tendencia de casos de COVID-19 puede mejorar las políticas públicas de distanciamiento social. 

Grupos como OBI Caninos contra EL COVID-19 (1) apuestan por el olfato de los perros y los entrenan para detectar el virus en México. Esta propuesta es una realidad en los aeropuertos de Chile, Dubái, Beirut y Helsinki, así como en un centro de turismo de Córcega, en Francia, e incluso durante eventos masivos como conciertos y la NASCAR. 

El maestro Juan Manuel Mancilla, arqueólogo de formación y actual fundador de este grupo mexicano, tuvo a OBI, un perro de servicio para la detección de epilepsia durante 11 años, su compañero falleció el año pasado por lo que buscó entrenar a un segundo perro —Leia—, al inicio de la pandemia; así se enteró de la posibilidad de entrenar canes para detectar COVID-19, información que compartió con la doctora Victoria Lozano, quien actualmente gestiona el proyecto. 

Leia se convirtió en la primera perra del programa para detección de COVID-19, luego los mexicanos presentaron su idea a las autoridades de la Universidad de Sonora y de la Secretaría de Salud, quienes se sumaron inmediatamente. Además, su empresa recibió la orientación de especialistas de la Universidad de Helsinki, así como del investigador Dominique Grandjean, de la Escuela Nacional de Veterinaria de Alfort de la Universidad de París Este y del doctor estadounidense William Schneider. Del mismo modo contaron con el apoyo en temas de bioética y cuidado animal por la Universidad de Sonora y del Hospital General del Estado de Sonora.

Un nuevo campo que olfatear

El doctor William Schneider es el director científico de F1K9 (2), una de las compañías que entrena a perros para detectar COVID-19, algunos de los cuales acudieron a ayudar en NASCAR.

El especialista en genética trabajó 16 años para el Departamento de Agricultura de EUA en la Unidad de Investigación de Enfermedades Extranjeras. Comenzó trabajando en la detección de enfermedades en árboles con ayuda de canes, metodología que comparada con las formas tradicionales permitía revisar más especies en menos tiempo, un beneficio que no dudó en replicar con enfermedades humanas como COVID-19.

Las narices de los perros tienen 300 millones de receptores olfativos, eso les da su increíble capacidad reconocida de poder detectar concentraciones de olores que los humanos no podemos con nuestros 6 millones de receptores olfativos.

Otros animales tienen este potencial de olor, como las abejas, quienes pueden detectar flores a kilómetros de distancia y quienes también son entrenadas para detectar COVID-19 por científicos del laboratorio de investigación bioveterinaria de la Universidad de Wageningen(3).

Aunque la presencia de perros entrenados para alertar enfermedades no es común en los hospitales, existe evidencia sobre su capacidad de señalar la presencia de padecimientos infecciosos, parasitarios y cánceres.

En 1989, se sugirió la posibilidad de que, a partir del olor específico de los tumores, los perros pudiesen detectar cáncer; los primeros investigados fueron de pulmón y de mama, luego vino el cáncer de vejiga y posteriormente el colorrectal, el de próstata e hígado.

También se ha estudiado usar “perros de alertas” en pacientes diabéticos y epilépticos, así como para la detección de malaria. En todos estos casos el reto ha sido tener muestras amplias y protocolos rigurosos para incluirlos en prácticas rutinarias.

Algunos elementos de ese protocolo deben ser que los presentes en la prueba no conozcan el estado de salud de los individuos o de las muestras, es decir, un estudio doble ciego; así como no presentarle al perro la muestra más de una vez durante el entrenamiento o las pruebas.

Oler, detectar, premiar

El doctor William Schneider señala que una vez que se le enseña al perro a detectar el virus o la bacteria en árboles es más fácil que el animal pueda hacer el mismo trabajo con personas. Indica la relevancia de no enseñarle al can la manifestación de la enfermedad, sino de enfocarse en el olor del virus. Por ello, en el entrenamiento, la cantidad de muestras es clave.

Para el caso de México —basado en la metodología de Schneider—, el maestro Juan Mancilla y la doctora Victoria Lozano, desde Hermosillo, Sonora, siguen, al igual que otros equipos internacionales, el condicionamiento pavloviano (4) demostrado por el fisiólogo ruso Iván Pavlov, el cual, como mecanismo de aprendizaje asociativo, permite enseñar una conducta, por ejemplo, reconocer ciertos olores e indicar su presencia, mediante un estímulo condicionado como el juego.

Equipo mexicano en Sonora que trabaja en la biodetección con perros. Crédito: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID.

En el estudio hecho en Jacksonville, liderado por el doctor William Schneider, muestrearon a 190 personas. Antes trabajaron con muestras de personas que habían dado positivo con la PCR, pero una vez que corroboraron que sus perros tenían la habilidad de detectar COVID-19, inició su estudio de doble ciego, que verifica que la decisión de los perros no sea influida por otros factores como el comportamiento de su entrenador.

Actualmente refinan sus métodos para que estos animales no tengan que tocar a las personas; lo hacen mediante el uso de pseudovirus que son un sistema seguro igual al virus pero sin la capacidad de infectar. Por ahora, el científico estadounidense reporta que la precisión de sus perros para señalar casos es de hasta 99 por ciento (al controlar variables) y asegura que pronto publicará los resultados a detalle.

En el entrenamiento ellos cuidan que el perro pueda trabajar en diferentes ambientes, con diferentes personas y niveles de ruido; para que al momento de acudir a eventos como la NASCAR, los cuales son ruidosos, los perros no tengan problemas para concentrarse. El doctor Schneider señaló la importancia de que su estudio sea replicable, algo que ya hace en México el equipo de OBI Caninos quienes junto a la Universidad de Sonora, luego de cuatro meses de entrenamiento, sacaron a campo a los primeros caninos detectores. El maestro Juan Mancilla señala que entrenan a sus perros dos veces al día durante 15 minutos, cinco o seis días a la semana, con un entrenamiento parecido al de narcóticos. “La única diferencia para COVID es la muestra”.

Entrenamiento con muestras en instalaciones mexicanas. Crédito: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID.

Indicó que “una muestra tiene cientos de aromas, al perro lo tienes que ir enseñando a que discrimine esos aromas y que no tome en cuenta lo que te comiste o te pusiste ese día”.

Explicó que es como tener una caja con licuados, en el que todos tienen ingredientes diferentes excepto por el plátano, que está presente de forma constante. Ese ingrediente compartido sería el SARS-CoV-2 y es el que se le pide al perro indicar; en otro entrenamiento cambian los sabores, pero el plátano sigue persistiendo, de modo que los canes aprenden a buscar ese y discriminar entre los ingredientes.

Debido a este entrenamiento, la complejidad está en las muestras: “entre más muestras le pongas al perro es mejor, porque va discriminando entre más olores”, señaló el maestro Juan Mancilla e indicó que para el procesamiento de estas el Hospital General del Estado de Sonora fue clave.

La doctora Victoria Lozano detalló que cuentan con un entrenador canino que tiene más de 20 años de experiencia en el área de detección de narcóticos: “estamos apoyados por los entrenadores de otros equipos de investigación a nivel internacional, pero uno de los reto es la parte de la adquisición, el manejo y el procesamiento de muestras de las personas”.

Procesamiento de muestras. Crédito: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID.

Por su parte, un estudio(5) publicado en PLOS ONE por la Escuela Nacional de Veterinaria de Alfort de la Universidad de París y la Facultad de Medicina de la Universidad Franco-Libanés St Joseph, apoyados por el Servicio de Bomberos y Rescate de Córcega del Sur en Francia, evalúo la posibilidad de que los perros alerten casos de COVID-19 oliendo el sudor de las personas.

Para evaluar la metodología usaron seis perros, tres que antes detectaban explosivos, uno dedicado a búsqueda y rescate, así como dos perros entrenados para detectar cáncer de colón, la experiencia de los canes facilitó el aprendizaje de una nueva tarea por lo que el entrenamiento para detectar COVID-19 duró entre una y tres semanas.

Ejemplo de detección de narcóticos en aduanas de EUA.

Encontraron que, con base en el número de indicaciones correctas dividido entre el número de pruebas, la tasa de éxito por perro osciló entre 76 por ciento y 100 por ciento.

Refieren que “debido a las limitaciones de este estudio de prueba de concepto (incluido el uso de algunas muestras de COVID-19 más de una vez y posibles sesgos de confusión), estos resultados deben confirmarse en estudios de validación”.

Alertas tempranas

Leia entrenando con el pseudovirus no infeccioso. Crédito: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID.

Dado que algunos perros han encontrado COVID antes de que las pruebas de PCR lo hagan, el doctor William Schneider refiere que estos animales son los mejores detectando infecciones tempranas. “En los primeros siete días las pruebas de PCR no encuentran personas enfermas lo que es un problema porque se deben detectar antes de que se propaguen por todos lados. En ese punto son asintomáticos, pero los perros pueden encontrarlos”.

El maestro Juan Mancilla detalló que hasta hoy los resultados publicados son más de laboratorio y que en un ambiente controlado los perros no fallan, por lo que ellos buscan publicar estadísticas de campo de las pruebas de sudor y saliva que procesaron en tres lugares: el Centro de Salud Anticipa de Hermosillo en la arena Sonora, el Centro Anticipa de Empalme Sonora y muestras de la Maquiladora Tyco Electronics. Obtuvieron una tasa de éxito que ronda el 87 por ciento. Aunado a esto, actualmente Obi Caninos usa los pseudovirus para validar la posibilidad de entrenar perros masivamente con esta tecnología.

El olor que siguen es un misterio

El empresario mexicano acotó que el conocimiento sobre qué huelen los perros es un misterio y que una de las hipótesis son los Compuestos Orgánicos Volátiles (COV), “que son los cambios en tu cuerpo cuando tienes una enfermedad, pero no sabemos a qué huelen. Por el momento hay algunas investigaciones en curso que apuntan opciones diferentes a los COV”.

Agregó que en una de estas investigaciones participa el equipo de OBI Caninos en colaboración con el Conacyt y los biólogos moleculares del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) unidad Mérida, así como el apoyo de la Universidad de Sonora y los hallazgos del doctor William Schneider.

Las investigaciones para conocer qué huelen en las enfermedades los perros siguen en curso.
Crédito: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID.

Un estudio(6) en la material del Departamento de Medicina y Cirugía de Pequeños Animales, Universidad de Medicina Veterinaria de Hannover en Alemania, refiere que se prueba la detección de COVID-19 con perros bajo la suposición de “la posible excreción de catabolitos específicos en el sudor, inducida por acciones o replicaciones celulares del SARS-CoV-2 en las células del organismo, a través de las glándulas sudoríparas apocrinas, generando COV que los perros pueden detectar”.


Por su parte, una investigación(7) de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, la Universidad de Durham y el grupo perros de detección médica, demostró que “hay un olor corporal distintivo asociado con asintomáticos e infecciones leves por SARS-CoV-2, y que los perros entrenados pueden identificar ese olor con un alto grado de precisión”.

Los investigadores refieren también que aunque “siete estudios de prueba de concepto sugieren que los perros entrenados pueden detectar casos sintomáticos de las personas con SARS-CoV-2 por su olor, todos los estudios tienen limitaciones importantes”.

Animal lovers

En los estudios hasta ahora presentados se indica el apego a las leyes de protección animal locales e internacionales. El doctor William Schneider señala que los perros no son un productos, pero que tampoco son perros domésticos aunque se les trate con cariño, juego y recompensas. También recordó que en el mundo se han reportado 46 casos de COVID-19 en canes, de los cuales dos eran de detección, mismos que no tuvieron síntomas y que estuvieron altamente expuestos a personas enfermas.

Apuntó que “el riesgo de contraer la infección está en función del tiempo que se esté expuesto al virus en determinado ambiente”, de modo que, tanto por la seguridad como por la cercanía y el cariño que tienen con sus perros, hacen el mayor esfuerzo para que los canes estén protegidos y en excelentes condiciones de cuidado. Entre sus medidas buscan que no les tome más de un segundo por persona oler e identificar la fuente para reducir los riesgos; además, indicó que “trabajamos con pruebas que no tienen la posibilidad de infectar, el riesgo es cuando se está expuesto a las personas que podrían estar enfermas, pero somos conscientes de hacer esto de forma segura”.

La doctora Victoria Lozano indica que “los perros son atletas, no es que los maltratemos o les peguemos, sino que están en un entorno diferente, con excelentes cuidados y alimentación pero no podemos tener las mismas expectativas que tenemos de nuestras mascotas. Los perros de trabajo están en un excelente ambiente, con disciplina y métodos seguros”.

Ladridos a la práctica cotidiana, entre cautela y aliento

Sobre los costos, el doctor Juan Mancilla refiere que poner a trabajar a un perro en el aeropuerto puede costar 30 mil pesos al mes para procesar a miles de personas diariamente, algo que dadas las necesidades de las PCR sería imposible, aunque tanto en esos espacios como en las fronteras y los lugares con alto tránsito de personas como aeropuertos, estadios, maquiladoras, minas y sitios conglomerados, se les podría sacar más beneficios.

Perro entrenando desde Hermosillo Sonora. Crédito: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID.


Para el doctor William Schneider, sus servicios de detección de enfermedades buscan, en primer lugar, mejorar el panorama de la pandemia detectando casos a tiempo y después optimizar la regulación de sus prácticas para otros diagnósticos, pues considera que el COVID-19 llegó para quedarse y que su metodología tiene una amplia aplicabilidad en la medicina.

Juan Mancilla considera que en México primero es elemental conseguir credibilidad para que cuanto antes estas prácticas se puedan implementar en sitios donde la detección temprana de casos puede prevenir escenarios fatales. Además, ambos sugieren que cuando los perros encuentren enfermedades de forma cotidiana será más fácil tener financiamiento externo, pues actualmente operan como empresas del sector privado, aunque ante la evidencia, instituciones como la Universidad de Sonora y el Hospital General del Estado de Sonora se van sumando.

Por su parte la doctora Claudia Edwards Patiño, profesora en la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, de la UNAM, así como vicepresidenta de la Sociedad Mexicana de Etología y Bienestar Animal, asesora la tesis del alumno de licenciatura Miguel Caminos Velázquez, quien en su trabajo de titulación buscó artículos publicados en torno al uso de perros detectores de COVID-19, encontrando trabajos sobre la presencia de SARS-CoV-2 en la piel, la susceptibilidad de los perros a este virus y su la participación de los canes para la detección.

Adolfo Enrique Clausen, secretario de Salud de Sonora, con Leia. Crédito: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID. 

Respecto a la susceptibilidad, el estudiante indicó en el webinar ¿Los perros pueden detectar la COVID-19?(8) que destaca el estudio de Jianzhong Shi, en el que inocularon a diferentes especies, encontrando que los perros podían contagiarse, pero no podían transmitir el virus a otros animales.

En suma, en 12 artículos sobre este tema, analizaron 6 mil 395 perros y de mil 028 pruebas ELISA encontraron 43 positivas; es decir, perros que presentaron anticuerpos al ser revisados con una prueba diseñada para humanos. Además de efectuarse 5 mil 446 pruebas de PCR, de las cuales 29 dieron positivas.

Para determinar la existencia de condiciones éticas y metodológicas en los estudios referentes al entrenamiento para detección con canes, Miguel Caminos ajustó el método de Johhen que tiene la intención de medir la confiabilidad de un artículo.

Este método considera factores como el número de perros evaluados, descripción del entrenamiento, múltiples muestras, aleatoriedad, ceguedad, presentación de resultados y discusión crítica. También midió otras características sugeridas por Paola Prada en torno a los factores que afectan la detección del animal como estrés ambiental (temperaturas extremas y humedad), tiempo de trabajo, espectadores, distractores, ruido y viento.

Miguel Caminos indicó que, aunque los perros tienen la capacidad de discernir entre individuos infectados por COVID-19 y no infectados con precisiones cercanas a las de la PCR y con una efectividad mayor a las pruebas de antígenos, estos resultados son de artículos que tras su análisis él pone en duda: “hasta ahora no se ha publicado un estudio seguro, confiable y replicable”. Destaca también en su presentación de resultados que no hay evidencia de que el estrés de detectar por tantas horas pueda inmunosuprimir a los perros y los deje en desventaja ante alguna posible infección.

El buscar alternativas a las PCR se debe a cuestiones económicas, de tiempo e incluso ecológicas. Respecto a la parte monetaria, en México las pruebas oscilan entre los mil 300 pesos, con resultados en 48 horas, y los 5 mil 500 con resultados en 24 horas. En consideraciones ambientales, los materiales implicados para las pruebas como el gel y los reactivos químicos generan residuos difíciles de manejar sin dejar daño ambiental.

El maestro Juan Mancilla y el doctor William Schneider confían en que la OMS de luz verde a esta práctica y que ante los hallazgos internacionales se tome en serio esta biotecnología. El mexicano destacó que hace unos meses la OMS hizo el primer congreso de detección con perros, algo que les da aliento.

Por su parte, aunque no hay evidencia de que el sudor para SARS-CoV-2 contenga partículas virales, Miguel Caminos destacó el principio precautorio en estas situaciones y sobre todo ante un virus altamente mutable: “Este principio parte de la necesidad de establecer un cambio de percepción en cuanto al riesgo, implica actuar aún en ausencia de evidencia científicas concretas, cuando razonablemente se estima la posibilidad de un daño irreversible”.

Fuentes:

  1. https://obi-k19.com/?fbclid=IwAR1-fnNbhx8PjeEmI-L_Svn5lrvImWOOSpkU17J6k47rM4fsxhSr9lcCaEE
  2. https://f1-k9.com
  3. https://www.reuters.com/lifestyle/oddly-enough/bees-netherlands-trained-detect-covid-19-infections-2021-05-06/
  4. https://www.redalyc.org/pdf/310/31045568044.pdf
  5. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0243122
  6. https://bmcinfectdis.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/s12879-020-05281-3.pdf
  7. https://www.lshtm.ac.uk/media/49791
  8. https://www.youtube.com/watch?v=3DUR0aDupjc&t=3s

Foto de portada: Cortesía de Obi Caninos contra la COVID.

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