Un estudio dirigido por el Barcelona Supercomputing Center ha analizado casi 60 000 casos de enfermedades neumocócicas graves, como la neumonía invasiva, la sepsis o la meningitis. Los resultados muestran cómo las infecciones están relacionadas con factores ambientales como la polución del aire y las altas temperaturas.
Un nuevo trabajo publicado en la revista Nature Microbiology identifica la contaminación atmosférica y determinadas condiciones climáticas, como las altas temperaturas, como factores que pueden modificar el riesgo de desarrollar enfermedades neumocócicas invasivas.
La investigación, dirigida por el Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), también muestra que este efecto varía según el subtipo y la variante genómica de la bacteria responsable de la infección.
El análisis se ha llevado a cabo en el marco del proyecto Global Pneumococcal Sequencing, en colaboración con el Instituto Wellcome Sanger y el Instituto Nacional de Enfermedades Transmisibles de Sudáfrica.
La enfermedad neumocócica invasiva está causada por la bacteria Streptococcus pneumoniae y puede provocar graves problemas de salud, como neumonía, meningitis o infecciones del torrente sanguíneo.
A pesar del uso generalizado de los programas de vacunación, este microorganismo sigue siendo muy diverso: se conocen más de 100 serotipos y cientos de linajes genéticos, cada uno con características y patrones de circulación diferentes.
Para estudiar la relación entre esta diversidad bacteriana y los factores ambientales, el equipo de investigación analizó 59 017 casos de enfermedad neumocócica invasiva registrados a lo largo de 19 años en más de 500 hospitales de Sudáfrica.
La investigación también incluyó la secuenciación genómica de aproximadamente 4 350 muestras bacterianas, junto con datos sobre la contaminación atmosférica, la temperatura y la humedad.
La supercomputación ha sido clave para analizar conjuntamente este vasto volumen de datos clínicos, epidemiológicos, medioambientales y genómicos. El uso del superordenador MareNostrum 5 ha permitido a los investigadores examinar cómo varía el riesgo según la región, el momento, la edad, la manifestación de la enfermedad y las diferentes variantes bacterianas, así como estudiar el tiempo que puede transcurrir entre la exposición ambiental y la aparición de la infección.
Los resultados muestran una asociación positiva entre la exposición a partículas finas de PM2.5 (contaminantes atmosféricos microscópicos) y el riesgo de desarrollar enfermedad neumocócica invasiva. Sin embargo, la intensidad y el momento en que se produce este aumento del riesgo varían en función de la edad de las personas afectadas, el cuadro clínico de la enfermedad y, sobre todo, el tipo de bacteria responsable de la infección. En algunos casos, el aumento del riesgo se produce inmediatamente después de una exposición elevada a las PM2.5, mientras que en otros puede tardar varias semanas en manifestarse.
Sophie Belman, primera autora del estudio y antigua miembro del grupo Resiliencia en Salud Global (Global Health Resilience, GHR) del Departamento de Ciencias de la Tierra del BSC, actualmente profesora adjunta en la Escuela de Salud Pública de Yale, afirma: “Aunque hemos descubierto que la temperatura y la contaminación atmosférica aumentan en general el riesgo de enfermedades neumocócicas invasivas, como la meningitis bacteriana, nuestra investigación también sugiere que son los subtipos bacterianos que porta una persona los que modulan las tasas de infección”.
Según la investigadora, la cepa bacteriana influye en el momento en que aparece la enfermedad y en quiénes podrían correr un mayor riesgo en función de su microbioma respiratorio, “lo que significa que el riesgo no es el mismo en todas las situaciones ni para todas las personas”. “Al extrapolar nuestros hallazgos a otras partes del mundo, comprenderemos mejor quiénes corren el mayor riesgo para la salud debido a la exposición ambiental y qué factores deben abordarse en las diferentes regiones, como la mejora de la calidad del aire urbano”, añade.
La temperatura y la humedad también mostraron efectos diferentes. Las temperaturas mínimas entre 4 °C y 10 °C se asociaron con un aumento moderado del riesgo acumulado durante las ocho semanas posteriores a la exposición. Se observó un patrón similar con niveles moderados de humedad relativa, entre el 33 % y el 49 %.
Por el contrario, las temperaturas máximas elevadas, entre 27 °C y 38 °C, produjeron una respuesta más inmediata: el riesgo de enfermedad aumentó hasta un 10 % durante la semana posterior a la exposición. Estas diferencias temporales sugieren que el frío, el calor, la humedad y la contaminación pueden actuar a través de mecanismos diferentes y que sus efectos deben analizarse a lo largo de varias semanas.
Rachel Lowe, líder del grupo GHR del BSC (en el que trabajaba Sophie Belman), explica: “El cambio climático y la rápida urbanización están alterando de forma fundamental las condiciones ambientales que influyen en el riesgo de enfermedades infecciosas. Al vincular la monitorización a largo plazo del clima y la calidad del aire con los resultados de salud, este trabajo pone de relieve cómo los patrones ambientales cambiantes pueden amplificar los riesgos para la salud pública. Proteger a las comunidades más expuestas al riesgo requerirá una colaboración intersectorial y estrategias sanitarias adaptativas que puedan seguir el ritmo de un entorno cambiante».
Los resultados indican que la relación entre la contaminación, las condiciones climáticas y el riesgo de enfermedad varía en función de las variantes bacterianas que circulan en la población. Al mismo tiempo, las condiciones ambientales podrían favorecer de manera diferente a determinados serotipos o linajes y, por lo tanto, contribuir a determinar qué variantes bacterianas tienen más éxito y circulan en la población.
La integración de datos medioambientales, epidemiológicos y genómicos podría ayudar en el futuro a desarrollar sistemas de vigilancia más precisos y estrategias de salud pública adaptadas a las variantes predominantes en un momento dado.
La investigación sienta así las bases para anticipar mejor los periodos de riesgo y comprender cómo los cambios en la contaminación atmosférica y el clima pueden influir en la evolución de enfermedades infecciosas graves. Se trata de un conocimiento que ejemplifica, una vez más, cómo la ciencia puede traducirse en herramientas útiles para proteger la salud y orientar la toma de decisiones al servicio de la sociedad.
Referencia:
S. Belman, C. Lekhuleni, J. Kleynhans, et al. La estructura poblacional del neumococo influye en los efectos de la contaminación atmosférica sobre el riesgo de enfermedad invasiva en Sudáfrica. Nature Microbiology (2026).
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