BIOTERRORISMO Y AGENTES DE "BIO-AMENAZA"
¿QUÉ ES BIOTERRORISMO?
“La amenaza o uso de agentes biológicos por
individuos o grupos de individuos motivados
por objetivos políticos, religiosos, ecológicos
o de otras ideologías”
Center for Counter-proliferation Research, National Defense University, Washington, DC 1998
Agentes Biológicos de Terror
Adaptado de los Centros para el Control de Enfermedades "Biological and Chemical Terrorism: Strategic Plan for
Preparedness and Response"
Centros para el Control de Enfermedades
Bio-agentes son aquellos que tienen mayor probabilidad de poner en
riesgo la seguridad nacional porque:
**pueden ser fácilmente diseminados o transmitidos de persona a
persona;
**proveen altos niveles de mortalidad y potencial para serios impactos en
salud;
**puede causar pánico y disrupción social;
**requiere acción especial para preparación de salud pública
Los agentes que están considerados como primordiales agentes de terror
biológico incluyen:
**viruela (variola major)
**ántrax (Bacillus anthracis)
**plaga (Yersinia pestis)
**botulismo (Toxina Clostridium boulinum)
**filoviruses (Ébola o Fiebre hemorrágica Marburg)
**arenaviruses (Fiebre Lassa, Fiebre hemorrágica Argentina)
BIOTERRORISMO
Ha existido desde la era medieval: siglos 14 y 15
1340
Atacantes lanzaron caballos y otros animales muertos al
castillo de Thun L'Eveque en Hainault, lo que es hoy día el
norte de Francia.utilizando la catapulta. Los defensores
reportaron que "la peste y el aire eran tan abominables …que
no podían aguantar mucho mas" y negociaron una tregua.
1346
Mientras los Tártaros ponían barricadas en Caffa, un puerto en
la península Crímea del Mar Negro, sufrieron un brote de
plaga. Antes de abandonar su ataque, enviaron los cuerpos
infectados de sus camaradas sobre las paredes de la cuidad.
Los residentes que huyeron, cargaron la enfermedad a Italia,
fomentando la segunda epidemia más grande de "Muerte
Negra" en Europa
1422
En Karlstein en Bohemia, fuerzas armadas lanzaron
cadáveres en estado de descomposición de hombres que
fueron matados en una batalla sobre las paredes del castillo
con la esperanza de dispersar la enfermedad. La barrera fue
abandonada luego de cinco meses, ya que la defensa actuó
rápidamente.
http://www.pbs.org/wgbh/nova/bioterror/hist_nf.html
Terrorismo Biológico
 Revolución Americana: Militares Británicos trataron de dispersar viruela
al Ejército Continental
 La misión no fue fructífera: los civiles infectados fueron puestos en
cuarentena
 Guerra Civil: Envenenamiento de pozos con caparazones de animales
por el Ejército Confederado; venta de ropa y sábanas contaminadas con
viruela y fiebre amarilla a las tropas de la Unión
 1ra Guerra Mundial: Científicos y militares alemanes infectaron el
ganado con ántrax o Burkholderia mallei para causar epidemias

produjo resultados insignificantes
 1940: Japón derramó moscas de ratas
infectadas con plaga en China: 10,000
muertes
 1978: Novelista Búlgaro exiliado fue
asesinado con un paraguas que contenía
en su punta una pelotilla con una
proteína venenosa
Control Internacional de Armas de
Destrucción Masiva (ADM)
 1925: Armas biológicas y químicas fueron prohibidas
por el protocolo de Géneva de 1925
 No se prohibió el "R&D" de armas biológicas y químicas
 1969: El Presidente Nixon ordenó ponerle fin a la
unidad de guerra biológica y ordenó que todos los
materiales fuesen destruídos
 Cambio de guerra biológica ofensiva a guerra defensiva
 1972: Tratado de Armas Biológicas y Químicas
firmado por 100 países
¿Porqué son los Agentes
Biológicos Armas Atractivas?
• Generalmente Menos Costosas que otras ADM
• El “Poor Man’s Nuke”
– El efecto letal equivalente proveniente de armas nucleares
costaría apróximadamente 800 veces más ($800 invertidos
en Armas Nucleares por cada $1 utilizado para Armas
Biológicas)
• Uso Dual - ¿El material biológico es vacuna o arma?
– Mismo equipo utilizado para producir ambas vacunas
legales/ fármacos y armas biológicas
– Criminal puede negar que los materiales serían utilizados
para producir armas biológicas
– Estar envuelto en actividades legales ayuda a minimizar el
costo de armas biológicas
– Personal o profesionales entrenados usualmente
disponibles
¿Por qué son los Agentes
Biológicos Armas Atractivas?
• Ataques silenciosos,
innotables
– Bombas y balas son
ruidosas y sus efectos son
usualmente dramáticos y
evidentes - no es el caso
con armas biológicas
– AB pueden ser insípidas,
inodoras, incoloras e
inotables
– Permite ataque fácil a
grandes poblaciones
– Existe un espacio de tiempo
entre la inflicción del daño y
cuando se torna notable
¿Porqué son los Agentes Biológicos
Armas Atractivas?
• Negación Plausible
– Estado o grupo terrorista puede fácilmente negar entrega
– Difícil de encontrar pruebas - los terroristas que utilizaron
ántrax en el 2001 no han sido encontrados y probablemente
nunca lo serán (muy poca evidencia)
– Secuenciar el ADN de agentes biológicos y encontrar un
agente compatible que se encuentre en posesión de un
sospechoso es posiblemente la única manera de localizar al
atacante - las secuencias también son especulativas
VS.
¿Por qué son los Agentes
Biológicos Armas Atractivas?
• Período de encubación largo
– La mayoría de las armas actúan al momento, este
no es el caso con AB
– Varios agentes de AB tienen períodos de
encubación de un promedio de 1-60 días
– Puede sorprender al oponente/víctima y ponerlos
en pocisión de supervivencia en vez de defensa
==> mayor vulnerabilidad
– No hay manera de saber cuándo hay que
aumentar la seguridad, usualmente imposible
encontrar el origen de AB
Agentes de Bio-amenaza
Agentes biológicos que pueden ser utilizados en armas incluyen varias bacterias,
viruses, hongos y toxinas. Adaptado del CDC Select List of Agents, U.S. Department of
Health and Human Services 42CFR Part 72, RIN 0905–E70.
Bacillus anthracis
Bacillus anthracis
• Ataques de Sept 11 en el "World Trade Center" y
el Pentágono
• October 4, 2001: Robert Stevens diagnosticado
en FL con ántrax pulmonar
• Seguido de otros casos: FL, NY, Washington, DC;
esporas encontradas; infecciones; enfermedades
y fatalidades
• Cinco muertos; millones de $$ en limpieza y
descontaminación
• Se dieron cuenta de que EU no estaba
preparado para ataques con armas biológicas
– Respuesta, contención, tratamiento o atribución
– Nuevas técnicas investigativas necesarias
Center for Counterproliferation Research Report, 2002
Bacillus anthracis





Bacteria de ántrax SEM:
CAMR, Barry Dowsett /
Science Photo Library
http://www.microbelibrary.org/
Causa ántrax
Forma de barra
Formador de espora
Gram-positive
Fácil de dispersar
Análisis de tinción Gram
• Diagnóstico útil para ántrax
cutáneo y de inhalación
• Una muestra de sangre o de
piel es obtenida del paciente
y cultivada por 6 - 24 horas
• Tinciones Gram toman de
entre 10 a 15 minutos
Bacillus anthracis en tinción Gram
• Identificar si la bacteria
proviene de la categoría
ántrax
Endoespora
• Oxígeno requerido para la
esporulación
• 1 espora por célula
• Células deshidratadas
– Altamente resistentes al
calor, frío, químicos
desinfectantes, períodos
secos
• Protoplasto carga el material
para la célula vegetativa futura
• Corteza provee resitencia al
calor y a la radiación
• Pared de la espora provee
protección contra químicos y
enzimas
http://www.gsbs.utmb.edu/microbook/ch015.htm
Logros en la Historia de Antrax
•
•
•
•
•
Historia temprana
1800s
1900s
Años recientes
Brotes en Tailandia y EU
Historia de Antrax (Historia
temprana)
• Aunque ántrax fecha más de 3,000 años, no fue
reconocido como una enferemedad hasta el siglo 18.
• 1500 a.c - Una “plaga de inflamaciones de pus” en
Egipto afectó al ganado del Faraón. Estas
inflamaciones de pus son características
sintomáticas de ántrax.
• 1600s - El “Black Bane” que se pensaba era ántrax,
mata sobre 60,000 ganado en Europa.
• 1700s - Existen algunos recuentos de casos
humanos.
Historia (1800s)
• Temprano en 1800s – Los primeros casos
humanos de ántrax cutáneo en los EU e Inglaterra
fueron reportados en hombres que se
contagiaron con la enfermedad luego de haber
estado en contacto con ganado infectado.
• La enfermedad era llamada "Wool Sorter" o "Rag
Picker" porque afectaba a trabajadores en esos
comercios.
• 1868 - Antrax fue observado bajo un microscopio.
• 1876 - Bacteriólogo alemán Robert Koch confirma
el origen bacteriano de ántrax
Historia (Temprano en 1900s)
• 1915 - Agentes alemanes inyectan caballos, mulas y ganado
con ántrax durante la primera Guerra Mundial. Este fue el
primer uso reportado de ántrax como arma biológica.
• 1937 - Japón comienza un programa de guerra biológica en
Manchuria, incluyendo pruebas con ántrax.
• 1942 - Inglaterra demuestra experimentos utilizando ántrax en
Gruinard Island en las afueras de la costa de Escocia.
• 1943 - Estados Unidos comienza a desarrollar armas con
ántrax.
• 1945 - Un brote de ántrax en Irán mata a más de un millón de
ovejas.
Historia (Tarde en 1900s)
• 1950s y 60s - Programas de guerra biológica en E.U.
continúa luego de la segunda guerra mundial en Fort
Detrick, Maryland
• 1969 - El Presidente Nixon termina el programa de guerra
ofensiva con armas biológicas en Estados Unidos pero los
trabajos de defensa continúan
• 1970 - Vacuna de ántrax para humanos fue aprovada por el
FDA en E.U.
• 1978-80 - El brote mundial más grande de ántrax humano
por medio de insectos o carnes contaminadas afectó
Zimbabwe, África donde más de 10,000 casos fueron
reportados y sobre 180 personas murieron.
• 1979 - En la Unión Soviética, esporas de ántrax
aerosolizadas fureon lanzadas accidentalmente a una
facilidad militar, afectando a 94 personas y matando 64.
Historia (Años Recientes)
• 1991 - Alrededor de 150,000 tropas estadounidenses fueron
vacunadas contra el ántrax en preparación para la Guerra del
Golfo.
• 1990-93 - El culto, Aum Shinrikyo, lanzó esporas de ántrax en
Tokyo, afortunadamente nadie fue afectado. El 27 de febrero de
2004, el líder de este grupo fue sentenciado a muerte en una
corte de distrito en Tokyo.
• 1995 - Iraq produce 8,500 litros de ántrax concentrado como
parte del programa de armas biológicas bajo la administración
de Saddam Hussein.
• 2001 - Cartas conteniendo esporas de ántrax fueron enviadas a
muchos lugares en E.U. tales como NBC, New York Times, y la
Prensa en Miami. En Florida, un hombre murió luego de inhalar
ántrax en su oficina.
B. anthracis
 Genéticamente homogéneo
– Difícil de diferenciar "strain"
– Esporas extremadamente estables por
décadas
• Estabilidad reduce la velocidad de
cambios evolutivos
• Brote de enferemedad puede surgir de
víctima/portador difunto
– Distinción entre “natural” y bio-amenaza
Antrax
• De la palabra Griega anthrakos que significa carbón
• Primordialmente una enfermedad de animales domesticados
& salvajes
– Herbívoros tales como ovejas, vacas, caballos y cabras
•
Reserva natural en la tierra
– No depende en reserva animal haciéndolo difícil de
erradicar
– Puede ser cultivado regularmente de la tierra donde hay
ántrax endémico
– Occure esporádicamente por los E.U.
• South Dakota, Arkansas, Texas, Louisiana, Mississippi,
California son áreas endémicas reconocidas
• Zonas de ántrax
– Tierras ricas en materia orgánica (pH < 6.0)
– Cambios climáticos dramáticos
Infección y Distribución de
ántrax
• Puede ser distribuído por medio de corrientes, insectos,
animales salvajes, pájaros, desperdicios contaminados
• Animales infectados por esporas nacidas en la tierra
encontradas en agua y alimentos o por mordidas de ciertos
insectos
• Humanos pueden ser infectados cuando entran en contacto
con huesos, excremento, carne, pelo, o piel animal
– Infecciones cutáneas y de inhalación son las más comunes
• Riesgo de infección natural: 1/100,000
– Brotes ocurren en áreas endémicas en las cuales hay
brotes en ganado.
Brotes en los EU
• En los inicios de 1900, apróximadamente 130 casos ocurrieron
anualmente debido a las siguientes razones:
1) Trabajadores agriculturales y de finca expuestos a animales
infectados
2) Procesadores expuestos a productos provenientes de
animales infectados (pelo, cuero, hueso y lana)
3) Empleados de laboratorio en contacto con esporas de ántrax
4) Civiles expuestos a productos animales contaminados que
fueron importados
• Estos cuatro son raros hoy en día.
Brotes Naturales en Dakota del
Norte
• La ocurrencia más alta de
brotes de ántrax en los EU
• 1989-1999 - 26 casos de
ganado infectado fueron
reportados.
• 2000 - 33 casos fueron
reportados durante JulioSeptiembre.
• Total de 180 animales
murieron y una persona fue
infectada con ántrax cutáneo.
Patogénesis
• La dosis infecciosa de
B. anthracis en humanos
por cualquier ruta, no es
conocida
– Confian en data
preliminar
– Dosis mínima de
infección ~ 1,0008,000 esporas
– LD50 de 8,000-10,000
esporas para
inhalación
• Virulencia depende de 2
factores
– Cápsula
– 3 toxinas
http://www.kvarkadabra.net/index.html?/biologija/teksti/biolosko_orozje.htm
Cápsula
• Glicocalix
– Polímero gelatinoso,
pegajoso externo a la
pared celular
• Hecho de D-ácido glutámico
• No-tóxico por sí mismo
• Sólo B. anthracis
encapsulado es virulento
• Rol más importante es
durante el establecimiento
de la enfermedad
– Proteje contra
fagocitosis y ruptura
durante estado
vegetativo
http://textbookofbacteriology.net/BSRP.html
• Antígeno Protector
(AP)
• Factor Edema (FE)
• Factor Letal (FL)
– Proveen el 50% de
proteínas en el
organismo
• Individualmente notóxicas
– AP+FL  actividad
letal
– FE+AP  edema
– FE+FL  inactivo
– AP+FL+FE 
edema y necrosis;
letal
Toxinas
http://www.rcsb.org/pdb/molecules/pdb28_1.html
Toxinas de Bacillus
anthracis
• Factor Edema
– Ciclasa de adenilasa dependiente de calmodulina
– ↑ c-AMP conduce a edema
– inhibición de neutrofilos
• Factor Letal
– Metaloproteasa de zinc
– Estimula el liberamiento de TNF-α y IL-1β de macrófagos
• Antígeno Protector
– Dominio que enlaza toxinas
TOXINAS
= factor edema + factor letal +
antígeno protector
Ántrax: Síndromes y
Transmisión
• Cutáneo
– inoculación de la piel con esporas de
animales afectados, piel, lana, etc.
• Gastrointestinal
– ingestión de carne contaminada
• Inhalacional
– inhalación de esporas en partículas
de 1-5 micrones
Ántrax Cutáneo
• 95% de las infecciones de ántrax
ocurren cuando la bacteria entra
una cortadura o rasguño en la piel
mientras se manejan productos
animales contaminados o animales
contaminados
• Tambien puede ser dispersado por
insectos que se han alimentado de
algún cuerpo infectado.
• Despues que la espora germina en
tejidos de piel, la producción de la
toxina resulta en una lesión que
pica que se desarrolla en una
vesícula y luego en una úlcera
negra indolora.
http://science.howstuffworks.com/anthrax1.htm
Ántrax Cutáneo
• Período de encubación de 1-7 días
• Papula pequeña pruritica a vesícula no
dolorosa 1-2 cm, edema y eritema
• Vesícula se agranda, malestar, fiebre
• Vesícula se rompe a los 5-7 días, cráter de
úlcera desarrolla cáscara negra
• Cáscara se cae, cicatriz
• Complicaciones: “edema maligno”,
bacteremia
Ántrax: Ulcera Cutánea
Ántrax Gastrointestinal
• Ántrax GI puede
ocurrir luego de
consumir carne
contaminada o cruda
• Existen dos tipos de
ántrax GI:
1) Oral-faringeo
2) Abdominal
• Ántrax abdominal es
más común que la
forma oral-faringea
http://science.howstuffworks.com/anthrax1.htm
Ántrax GI
• Forma Oral-faringea - resulta de la deposición y
germinación de esporas en la parte superior del tracto
gastrointestinal
• Infección local de las glandulas y canales linfáticos,
edema, sepsis se desarrolla luego de una úlcera oral o
esofageal
• Forma Abdominal - resulta de la deposición y
germinación de esporas en la parte inferior del tracto
gastrointestinal, lo que resulta en una lesión intestinal
primaria
• Síntomas tales como dolor abdominal y vómitos pueden
aparecer algunos días después de la ingestión
Infección GI
• Casos de ántrax GI no son comunes
• Han habido brotes reportados en los siguientes
lugares del mundo Zimbabwe, África y el norte de
Tailandia
• Ántrax GI no ha sido reportado en los EU.
• Período de encubación:
– 1-7 días
• Fatalidad de caso a los 2 días de infección:
– Sin tratamiento (25-60%)
– Con terapia antimicrobiana - indefinido (por la
rareza del caso)
Ántrax: Gastrointestinal
• Ingestión de carnes
contaminadas
• Encubación: horas hasta 7
días
• Fiebre, gastroenteritis
aguda, vómitos, diarrea
con sangre
• Cáscara intestinal similar a
lesión cutánea de ántrax
– hemorrágica
• Progresión a toxemia
generalizada
• Grado de mortalidad 50 a
100%
CDC
Inhalación de
ántrax
• La infección comienza con
la inhalación de la espora
de ántrax
– Las esporas deben ser
menos de 5 micrones
(millonésimo de un metro)
para alcanzar el alveolo
• Los macrófagos destruyen
algunas de las esporas
• Esporas sobrevivientes
son transportadas a los
nódulos linfáticos
• Por lo menos 2,500
esporas tienen que ser
inhaladas para causar una
infección
Inhalation Anthrax, Introduction, DRP, Armed Forces Institute of Pathology
Inhalación de ántrax
• Enfermedad sigue
immediatamente la
germinación
– Las esporas se reproducen en
los nódulos linfáticos
• Los pulmones están
separados por una estructura
llamada mediastino, la cual
contiene el corazón, traquea,
esófago y vasos sanguíneos
• Toxinas bacterianas son
liberadas durante replicación
resultando en
ensanchamiento del
mediastino y efusiones
pleurales (acumulación de
fluído en el espacio pleural)
Inhalation Anthrax, Introduction, DRP, Armed Forces Institute of Pathology
Inhalación de ántrax
• Muerte ocurre generalmente 2-3 días después del
inicio de los síntomas
• Infecciones naturales son extremadamente raras (en
los EU, 20 casos fueron reportados en el último
siglo)
• Inhalación de ántrax es el tipo más letal de la
enfermedad.
• Período de Encubación:
– 1–7 días
– Posiblemente hasta 42 días (dependiendo de
cuantas esporas fueron inhaladas)
• Fatalidad después de 2 días de infección :
– Sin tratamiento (97%)
– Con terapia antimicrobiana (75%)
Inhalación de Antrax
• Dosis contagiosa para 50% de las personas:
8,000-12,000 esporas (pero menos en
algunos individuos)
• Período de encubación: 1-5 días (hasta 60)
• Síntomas iniciales: fiebre, malestar y fatiga
tos no-productiva
dolor de pecho (leve)
± mejoría en 2-3 días
Inhalación de Antrax
• Síndrome Completo:
• Molestia respiratoria severa, con apnea,
pitido, diaforesis, cianosis y dolor de
pecho
• naúsea, vómitos, dolor abdominal
• Rayos X del pecho con mediastino
ensanchado y efusiones pleurales
• bacteremia, choque séptico shock, bacilos
visualizado en sangre, meningitis en 50%
• Muerte en 24-36 horas
Creación de armas & Bacillus
anthracis
¿Por qué es éste Agente considerado la amenaza
biológica número uno/dos por el Departamento de
Defensa?
Una muestra de ántrax en la Escuela Nacional
de Ciencias Biológicas, Mexico City
Utilizando ántrax como arma: ¿Cómo se
hace?
• Método Simplista:
– Crezca cultivo de bacterias (germinación =>
vegetación, in vitro @37º C)
– Permita que las bacterias esporulen, separe por
filtración o centrifugación
– Cree las armas - ¿qué tipo de dispersión?
• Dispersión mojada
– Disperse solución líquida (gotas) sobre el
enemigo
• Dispersión seca
– Secar con agente secante (ej. Sulfato de
magensio) = polvo
– Aerosolizar y dispersar sobre población de
interés/blanco
– Dispersar por correo o algún otro medio
• Pero, ¿es esto fácil? Respuesta: NO
Utilizando ántrax como arma:
¿Cómo se hace?
• Dispersión mojada
– Difícil de formular para uso efectivo
– Cuando la solución es dispersada, las
gotas tienden a ser grandes (ej. Windex)
– Las gotas no permanecen en el aire por
largo tiempo
• Se necesitaría un avión viajando a 600 mph o
dispersadores especiales de alta presión cuyo
valor es ~$100,000 y tendrían que ser
montados en una camioneta
• No es práctico
• Solución: Utilice polvo seco
Utilizando Antrax como arma:
¿Cómo se hace?
• Dispersión Seca
– Más fácil, pero no necesariamente una caminata en
el parque…
• Después de la formación de esporas, filtración y
centrifugación, esporas & células restantes
formarán una pasta (consistencia de mantequilla
de maní)
• La pasta es secada ==> forma ladrillo
• Ladrillo tiene que ser pulverizado (1 m) ==>
esporas tendrán carga superficial ==> masa
• Necesidad de neutralizar estática (similar a
colocar una hoja de "Bounce" en la secadora)
Utilizando ántrax como arma:
¿Cómo se hace?
• Neutralizando la estática de las esporas
– Formulaciones exactas y recetas son material clasificado
• El concepto básico es cubrir las esporas con plasticina
fina de aluminio o silica (los Iraquíes utilizan el químico
Bentonite)
• Las esporas ya no formarán una masa, por el contrario,
querrán estar separadas, se repelen ==> no se pegan a
las superficies
• Sin cargas superficiales, las esporas pueden ser reaerolizadas después de entrar en contacto con objetos
– Área tratada puede ser infecciosa por un
largo período luego de la dispersión
(aumenta el peligro y la letalidad de estas
http://cryptome.org/anthrax-powder.htm
Utilizando ántrax como arma:
¿Cómo se hace?
• ¿Como Aerosolizar?
– Una vez ántrax está listo para utilizarse como
arma (tamaño apropiado y sin cargas
superficiales), puede ser dispersado por
métodos básicos de aerosol
Beneficios específicos en la utilización
de ántrax como arma biológica
• No-contagioso
– Elimina la preocupación de transmisión entre personas (en
ovejas es diferente)
– Permite que ántrax sea utilizado para afectar poblaciones
específicas sin mayores preocupaciones
– En contraste, viruela y plagas de neumonia son transmisibles
• Fácil de proteger al 'atacante' con preparación
previa
– El enemigo puede vacunar a sus tropas antes de un ataque o
proveer antibióticos para mitigar los efectos de la
enfermedad.
– Ventajas físicas y fisiológicas para el atacante - no hay peligro
o daño al entrar en zona contaminada
Beneficios específicos en la utilización
de ántrax como arma biológica
• Largo tiempo de vida útil
– Velocidad de decaimiento de las esporas de ántrax: < 0.10 %
por minuto (bien lento para un organismo)
– Durante la Segunda Guerra Mundial, Bretaña detonó bombas
experimentales de ántrax en la isla Gruinard
– Las esporas de ántrax permanecieron viables en los 15-20
cm de tierra más superficiales por ~40 años hasta que fueron
descontaminadas totalmente en 1986
• Estable en diferentes tipos de sistemas de
armas
– Soporta la turbulencia relacionada a detonaciones o
dispersiones por aerosol
– Cargada en municiones, diseminadas como aerosol y hasta
empacada en polvos (ej. Sobres por correo)
Beneficios específicos en la utilización
de ántrax como arma biológica
• Disponibilidad accesible
– Enfermedades animales - muestras de tierra de todo el
mundo contienen ántrax
– Aprox. 1500 repositorios microbiólogicos alrededor del
mundo venden cultivos a laboratorios, compañías de
vacunas y otras entidades (diagnóstico/tratamiento)
• Fácil de producir en su forma básica
– Conocimiento/tecnología disponible en el mercado abierto
con mínimos controles de seguridad
– Bajo costo (apróximadamente $50 por kilogramo en forma
básica)
– Un tubo de ensayo con material alimenticio en un
fermentador puede producir un kg de ántrax en
apróximadamente 96 horas
• Cualquier país con industrias farmacéuticas básicas
puede producir el material
Beneficios específicos en la utilización
de ántrax como arma biológica
• Esporas ocurren naturalmente en 1-5 m
– Diametro correcto para alcanzar el fondo de los alveolos en el
pulmón
• Si son muy grandes, las esporas se pegarán a la superficie del
pulmón y serán posiblemente expulsadas
• Ántrax es peligroso en ambas formas, líquida y polvo
– Aumenta las opciones de entrega/distribución
• Sólo se necesita una pequeña cantidad para un efecto
masivo
– 1,763 lbs del gas nervioso sarin,
– 0.2 lbs de la toxina de botulismo Tipo A o
– Sólo 0.02 lbs de esporas de ántrax producen el mismo efecto
letal
Localizando la amenaza de Antrax:
¿Quién tiene Armas?
BW Programs by Country & Sources of Information
País
ACDA
DOD
( 1995-97) (1996-98)
Bulgaria
China
Cuba
Egipto
India
Irán
Iraq
Israel
Laos
Libya
Corea del Norte
Rusia/Unión Soviética
Sur África
Siria
Taiwan
Vietnam
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
FIS
(1993)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
DOD Open Sources
(1988-90) (Pre-1993)
X
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X
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X
X
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X
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X
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X
X
X
X
ACDA = Agencia para el Control de Armas y Desarmamiento DOD = Departamento de Defensa
FIS = Servicio de Inteligencia Extranjero de la Federación Rusa
El Peligro Real: Posibles Efectos
Peters, C.J., D.M. Hartley. Anthrax Inhalation and Lethal Human Infection. Lancet. 359 (9307): 710-711.
Análisis de los ataques de Ántrax a
los EU en el 2001
 Sobres conteniendo ántrax con
 Sobres conteniendo ántrax con
matasello del 18 de septiembre, 2001 matasellos del 9 de octubre, 2001
*Se cree que hay otros tres o más sobres que nunca fueron encontrados
Resumen: Ataques de Ántrax 2001
• Período de 10/02/01 - 11/20/01
– 22 casos de infecciones de ántrax, 11
inhalaciones (todas confirmadas) y 11 cutáneas (4
sospechadas y 7 confirmadas)
• 7 estados : CT(1), FL(2), MD(3), NJ(5), NYC(8), PA(1) &
VA(2)
– 5 de 11 infecciones por inhalación resultaron en
muertes (~45% de mortalidad)
– Todas las personas recibieron tratamiento
immediato una vez iniciados los síntomas
• Duración promedio entre exposición e inicio de
síntomas: 4.5 dias (estimado)
Plaga: Resumen
• Apróximadamente
10-15 casos al año
en E.U.
– Mayormente en
los estados del
suroeste
– Forma más
común: Bubónica
• Vector natural moscas de roedores
Plaga
• Yersinia pestis - "Barra" Gramnegativo
• Reserva de roedores
• Síndromes:
– bubónico
– septicémico
– pneumónico
• Alto grado de bacteremia  choque
séptico
Plaga: Formas Clínicas
•Bubónica
–80% se puede convertir en bacteremia
–60% mortalidad si no se trata
•Septicemia primaria o secundaria
–100% mortalidad si no se trata
•Pneumónica
–De dispersiones por aerosol o septicemia a los
pulmones
–Transmisión de persona a persona por gotas
respiratorias
–100% mortalidad si no se trata
Plaga Pneumónica
• Gota/aerosol
• Período de encubación: 2-3 días
• Malestar agudo, fulminante, fiebre,
escalofríos, dolor de cabeza, dolor
muscular, tos, esputo con sangre y sepsis
• Bronconeumonia irregular
• Progresión rápida - apnea, cianosis, fallo
respiratorio, "shock" y muerte
Botulismo
• Clostridium botulinum produce siete
neurotoxinas
– Toxinas cambian de forma con calor, proteínas con
un peso molecular de 150,000, mayoría de
compuestos tóxicos son conocidos
• Se enlazan a membrana pre-sináptica en la
unión neuromuscular y previenen la
liberación de acetilcolina
• Ingestión e inhalación de toxina pre-formada
Botulismo: Formas Clínicas
• Producido por alimentos
– toxina producida anaeróbicamente en
alimentos procesados o enlatados
incorrectamente, alimentos bajos en
ácido, contaminados por esporas
• Herida
– toxina producida por organismos que
contaminan la herida
• Botulismo por inhalación
– No ocurre naturalmente, preocupación de
amenaza biológica
Botulismo
• Período de encubación: 24-36 horas
• Síntomas gastrointestinales tempranos con ingestión
de fuente natural
– Pero no esperado con ingestión o inhalación de agentes de
amenaza biológica
• Progresivo, parálisis descendiente, con signos y
síntomas de daño a nervios craniales y oculares
• Fallo respiratorio
– Diagnóstico clínico suplementado con análisis de toxinas de
heces y suero, en casos de infección por alimentos
• Anti-toxina y atención/apoyo
Ricin - Características
• Tóxico por varias
rutas de exposición
• Puede ser
dispersado como
aerosol
• Efectivo oralmente,
por inyección, o
inhalación
Ricin - Signos & Síntomas
• Dentro de 4-8 horas: diarreas
severas, hemorragia del tracto
GI y necrosis del hígado, bazo
y riñones
• "shock" y muerte en 3 días
• Inyección causa necrosis
marcada de músculos y
nódulos linfáticos con fallos de
múltiples organos provocando
la muerte
Ricin - Diagnóstico &
Tratamiento
• Difícil de diagnosticar
- Laboratorios de rutina no son específicos
- ELISA de la sangre
- Exámenes inmunohistoquímicos pueden
confirmar
• Tratamiento Suplementario -
oxigenación e hidratación
• No hay antitoxina o vacuna
disponible
Viruela
• Virus de Variola
• Variola mayor (30% fatalidades d casos)
• Variola menor (<1% fatalidad de casos)
• Épocas relacionadas a generación de núcleo
• Contagio por objetos inanimados
• Período de encubación: 11-14 días (rango 7-17
días)
• Infeccioso desde el momento de erupción
• Protección obtenida por vacuna disminuye
después de 20 años
Presentación Clínica de Viruela
• A los 11-14 días después de la infección
– Fiebre alta, malestar, dolor de cabeza, debilidad,
dolor de espalda; ocasionalmente con dolor
abdominal y delirios
• Erupción maculopapular en la cara y
antebrazos (y palmas)
– Se dispersa a piernas y tronco, ulceración
rápida
• En 1-2 días, la erupción se torna vesicular,
luego pustular, profundamente encajado
en la dermis
– Cáscaras en el 8vo-9no día de erupción, éstas
se caen y dejan cicatrizes después de 3-4
semanas de enfermedad
Erupción de viruela
Día 2
Erupción de viruela
Día 3
Erupción de viruela
Días 8 y 9
Erupción de viruela
Días 10 - 14
Vacunación contra
viruela
• Hecha del virus viviente vaccinia
• Inoculación intradermal con aguja bifurcada
– Lesión pustular o endurecimiento alrededor de
la lesión central 6-8 días post-vacunación
– Fiebre baja, linfadenopatía axilar
– Cicatriz (permanente) demuestra vacunación
exitosa
– Inmunidad NO de por vida
• Producción de nueva vacuna está en proceso
WHO
Control de Infección de
Viruela
• Precauciones respiratorias y de contacto
– Precauciones estándar con guantes, máscaras y
vestimenta
– Cuartos con presión negativa y sistemas de filtros
HEPA con extracción
– Peligro de amenaza biológica en objetos
inanimados y basura/desperdicios (ropa sucia)
– Procedimientso especiales para descontaminar
cuartos
Massachusetts Department of Public Health Bureau of Communicable Disease Control
Francisella tularensis
• Tularemia también se conoce como “fiebre de
conejo”
• Enfermedades de roedores, conejos y liebres
• Encontrado en áreas rurales en EU
• Ruta de Infección: mordidas de garrapatas,
manejo de animal infectado, ingestión de
agua/comida
• Síntomas: Varían desde úlceras en la piel
hasta pneumonia, fiebres, escalofríos, etc.
• Altamente infeccioso: 10-50 organismos
pueden causar enfermedad
• Como arma biológica: Alta probabilidad de
infección por aire: enfermedad respiratoria
severa
Brucellosis
• Causada por el género bacteriano Brucella
• Encontrado primordialmente en ovejas,
ganado, venados, cerdos, perros, etc
• Identificación humana por contacto con
animales o productos animales infectados
• Síntomas similares a "la monga" en
humanos; infecciones severas pueden
afectar el sistema nervioso central o la
cubierta del corazón
• Amenaza a la industria de la agricultura
Proyecto Escudo Biológico I & II
• 2003: Presidente Bush anunció la creación
• Ley de Projecto Escudo Biológico (2004) sirve
como un mecanismo de procuramiento para
financiar las reservas de contramedidas para
amenazas biológias, químicas y armas nucleares
• Legislación II del Escudo Biológico (2005) para
estimular el desarrollo de contramedidas de
biodefensa y productos que puedan combatir
enfermedades emergentes
Biosecurity and Bioterrorism: Biodefense Strategy, Practice & Science, Vol 3, 2005
Bioterrorism and Biocrimes, Carus, 2001
Microbios en Forense
Estatus actual y Necesidades
Futuras
Microbios en Forense
(Agentes de Bio-amenaza)
Organismo individual/ID
Bacillus, Yersinia, Brucella, smallpox, etc.
Utilización de métodos moleculares
PCR, repeticiones en serie, secuencias
Localizar el origen de la bio-amenaza/patógeno
Marcadores moleculares bien definidos
VNTRs, MLST, microarrays
Asociar origen con criminal y sentenciar
Academia Americana de
Microbiólogos, reporte 2003
• Participantes: agencias de ley, academia,
industria (farmacéutica), DOE (laboratorios
nacionales), DOD, TIGR, CDC, escuelas de
medicina, hospitales
• Propósito: Considerar temas relacionados con
la detección, respuesta, identificación,
atribución de origen y sentencia
• Temas Forense: Colección apropiada de
evidencia, cadena de custodia, validación de
protocolos para identificar organismo,
interpretación
Reporte de AAM
• Expande la lista de agentes de bio-amenaza
existentes y potenciales (establecer protocolos
proactivamente)
– Amenazas agriculturales, al agua y al ambiente
• Dar prioridad a la lista basado en:
– Accesibilildad
– Potencial de desarrollar vacunas
– Terapias para tratamiento disponibles o en
desarrollo
• Revisar la lista para mantenerse a tono con la
ciencia
• Poder distinguir entre brotes naturales v. ataques
bioterroristas
Reporte de AAM
• Manejo de Evidencia
– Entrenamiento de oficiales de respuesta
inicial: Programas de disciplinas mixtas
para agencias de ley y salud pública
• Oficiales de respuesta inicial:
– Reconocer, prevenir infección, prevenir
dispersión, preservar la escena del crimen
• Salud Pública:
– Identificación preliminar, preservación de
muestras, cadena de custodia
Reporte de AAM
• Identificación de agente de Bio-amenaza
– Métodos precisos; estuches estandarizados; bases de
datos; múltiples métodos de identificación disponibles
• Métodos de ID:
–
–
–
–
"Microarray": “Pathogen chip”; limitaciones
SNPs: Pueden ID pero el # de SNPs depende del agente
Secuenciar el genoma entero: tiempo y dinero pueden limitar
Atributos físicos de agentes “con capacidad de arma”
pueden ser únicos ( perfiles de distribución isotópica 13C &
15N varían y asocian con origen)
• ID de la localización del origen: Marcadores únicos
– Restos de cultivo de crecimiento, contaminación por polen,
componentes asociados con agentes utilizados como armas
Reporte de AAM
• Estudia rapidez de cambios evolutivos
• ID está baseda en patógenos conocidos:
¿qué pasa si los marcadores son cambiados
genéticamente?
• Bioingeniería puede cambiar un "strain"
común a una amenaza (Trojan horse)
• Insertar gen de toxina en un organismo comensal
• Ejemplo: Toxina de cólera en un E.coli nopatogénico; infectar fuentes de agua; no se puede
ID Vibrio en agua; confunde la ID, respuesta,
tratamiento y contención
Microbios en Forense
• Crítico para atribución y convicción: necesita
métodos de análisis válidos y rápidos
• Bases de dato: perfiles de agentes de bio-amenaza
que identifican origen/laboratorio
– La mayoría de los agentes de amenaza biológica
son sustancias "controladas"
– Mantenidas en cultivo, a través del tiempo,
desarrollan marcadores genéticos a causa de
mutaciones, etc.
– Es necesario poder diferenciar entre "strains" vs
especies
• QA/QC & Protocolos, exámenes de destreza deben
ser establecidos en laboratorios criminales
Contramedidas
• Desde 2001
– EU ha aumentado las medidas de
precaución para reservar antibióticos y
vacunas de agentes de amenaza biológica
– Reserva Estratégica Nacional tiene
antibióticos para ántrax (B.anthracis),
plaga (Yersinia pestis), y tularemia
(Francisella tularensis)
Contramedidas
• Hasta el momento, sólo existen dos
contramedidas contra ántrax
– Antibióticos
– Vacunas
– Efectos complementarios pero ambos tienen
limitaciones
• Antibióticos: tratamiento necesita
comenzar antes o imediatamente después
de la exposición
– Largos períodos de encubación en algunas personas;
no se sabe si están infectados
– 2001 se produjo un "strain" con modificationes para ser
resistente a antibióticos
• Vacunas: previenen la enfermedad
activando el sistema inmune
– No disponible en cantidades suficientes
– Largo tiempo entre concepto y uso
Casos de Ataques Biológicos
¿Preguntas?
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