Guerra Biològica: les armes silencioses

La sospita d’un possible atac biològic ha augmentat en els darrers anys el nivell de pànic i terror a les grans nacions. Però, què són realment les armes biològiques? Quins organismes s’utilitzen en la seva fabricació? Existeix la possibilitat de patir un atac bioterrorista? En aquest nou article donem resposta a aquestes i més preguntes. 

INTRODUCCIÓ

Es defineix Guerra biològica com la utilització de microorganismes i substàncies derivades de les seves activitats metabòliques amb finalitat  bèl·lica. Si aquests organismes són utilitzats de forma clandestina i criminal contra la població, estem parlant de Bioterrorisme. Les armes biològiques són considerades armes de destrucció massiva. Són armes difícils de controlar i silencioses, ja que el temps per poder detectar un atac biològic és llarg a causa de l’existència de períodes d’incubació dels organismes.

Al llarg de la historia, s’han observat diferents casos on s’han emprat aquest tipus d’armes. Per exemple, els Mongols llançaven els cadàvers afectats per la pesta contra els murs de les ciutats enemigues; a la Guerra de Paraguai l’any 1867, els soldats abocaven cadàvers contaminats amb còlera als pous per contagiar per l’aigua el seu enemic. En el segle XX amb l’auge de l’estudi de la Bacteriologia, molts països van començar a investigar i produir armes biològiques. Es crearen grans instal·lacions com el Fort Detrick als Estats Units i el laboratori Biopreparat a Rússia. L’any 1972 va tenir lloc la Convenció per la prohibició del desenvolupament, producció i distribució d’armes biològiques on es va signar un acord de prohibir la producció d’armes d’aquest tipus. Tot i això, són molts els casos d’atacs amb armes biològiques, com per exemple l’atac bioterrorista que sofriren alguns civils als Estats Units amb àntrax. El resultat va ser de cinc víctimes mortals i un augment significatiu del pànic front aquest tipus d’atacs.

Hi ha molts tipus d’armes biològiques que es classifiquen en funció del seu objectiu (humans, animals o plantes) o el seu agent biològic (bacteris, virus, toxines). En aquest article analitzarem l’armament utilitzat  contra els humans segons el seu component biològic. A la següent taula apareixen alguns exemples d’organismes utilitzats, tot i que l’ ONU amplia la llista fins a 31 possibles candidats. Cal destacar, que si tenim en compte els organismes modificats genèticament, la llista augmenta de forma exponencial.

Exemples d’organismes i toxines utilitzats com armes biològiques. Autor Duraipandian Thavaselvam

ARMES BACTERIOLÒGIQUES

Aquest tipus d’armes estan compostes per bacteris o les seves formes de resistència (espores). La majoria dels organismes es troben fàcilment a la natura i alguns d’ells, són modificats genèticament per millorar les seves característiques: major capacitat d’infecció, resistencia a les condicions del medi, etc.

L’organisme més conegut com a arma biològica és Bacillus anthracis. Se’l coneix popularment com àntrax. Aquest bacteri bacil·lar forma espores resistents que poden mantenir-se infeccioses al medi durant anys. Pot infectar per tres vies diferents: lesions de la pell, mitjançant la ingestió de les espores o respirant-les. El darrer cas és el més perillós i el més utilitzat en atacs bioterroristes. Tot i això, cal destacar que aquest bacteri no és capaç de transmetre’s de persona a persona. Per tant, es tractaria d’una arma biològica amb un objectiu concret.

Microfotografia de Bacillus anthracis. El cercle vermell indica les endospores. (Foto pública del CDC)

La característica més valorada d’una arma biològica és que es pogués disseminar per l’aire i contagiar-se persona a persona. Aquestes característiques les compleix el bacteri Yersinia pestis, una altra forta candidata a arma perillosa. És la responsable de la coneguda com a Pesta negra, que al segle XIV va matar a gairebé 50 milions de persones. Existeixen tres tipus de pesta: bubònica (la més comuna i transmesa per la picada d’una puça), la septicèmica i la pneumònica (la més virulenta i la més interessant, ja que es transmet per l’aire). Actualment Yersinia pestis està controlada amb antibiòtics, però s’han creat al laboratori variants resistents a aquests fàrmacs. Això suposaria que la medicina actual no serviria per a neutralitzar-la.

Microfotografia elèctronica d’escàner (SEM) de Yersinia pestis. (Foto pública de la CDC)

Bacteris del gènere Brucella (causants de la brucel·losis humana), Fracinella tularensis (causant de tularèmia), Vibrio cholerae (que produeix la malaltia de còlera) i altres microorganismes patògens naturals dels humans són considerats possibles armes biològiques. Aquests darrers, es troben classificats en categories menys perilloses per factors com la immunització prèvia de la població. Cal insistir, però, que molts experts afirmen que qualsevol bacteri modificat genèticament podria suposar una arma biològica molt perillosa.

ARMES VÍRIQUES

Els virus són partícules infeccioses que només es poden multiplicar a l’interior d’altres cèl·lules. Tenen diferents mecanismes específics per entrar i infectar aquestes cèl·lules diana i replicar-se al seu interior. Aquestes característiques fan que siguin considerades armes biològiques perfectes. Molts d’ells són patògens naturals dels humans. Necessiten petites dosis infectives per produir la malaltia i es poden contagiar de diferents formes de persona a persona.

El virus més conegut utilitzat com a possible arma biològica és el de la Verola. Els humans són els únics portadors naturals d’aquest virus. És molt contagiós i té una gran virulència (capacitat d’infecció). Actualment es considera eradicat, però es van conservar dues mostres a laboratoris dels Estats Units i Rússia. Teòricament s’havien d’eliminar a finals del 1993, però ningú va assegurar que això hagués succeït. Com a arma biològica, el virus de la verola seria molt perillós, ja que la majoria de la població no està immunitzada i la seva dispersió podria generar una nova pandèmia.

Microfotografia amb microscopi electrònic del virus de la Verola. (Foto pública de la CDC).

Un altre virus que els darrers anys ha adquirit molta importància és el virus de l’Ebola. Aquest produeix febres hemorràgiques amb una alta taxa de mortalitat. El seu diagnòstic és complicat i es coneix poc sobre el seu cicle biològic. Aquestes característiques fan que el virus sigui un candidat perfecte per a crear una arma biològica. Tot i així, cal destacar que parlem d’un virus fràgil que s’elimina al cap de poques hores d’estar al medi. Presenta una gran dificultat de dispersió (un cop s’ha detectat), ja que no es transmet per l’aire. No existeix cura, però es pot tractar en fases inicials mitjançant un sèrum amb anticossos. Altres virus productors de febres hemorràgiques com el Marburg o virus de la família Araviridae també són considerats possibles armes biològiques.

Microfotografia amb microscopi electrònic del virus de l’Ebola (Foto pública de la CDC)

TOXINES

Hi ha una gran quantitat de toxines que podrien ser utilitzades com a arma biològica. Presenten altes taxes de mortalitat, són molt tòxiques i de fàcil producció. Un exemple molt conegut és el de la toxina botulínica produïda per Clostridium butolinum. Aquestes són les responsables del botulisme. Una altra toxina molt perillosa és la Ricina (que s’extreu de l’arbust Ricinus communis) que ja ha estat utilitzada com arma biològica, no te antídot i segons la CDC, és un dels verins més potents que es coneixen.

Mitjançant la modificació genètica s’ha aconseguit que bacteris incapaços de sintetitzar aquestes toxines, com Escherichia coli, les puguin produir. Així, doncs, cada vegada és més fàcil produir-les en grans quantitats.

·

No ens atabalem! Les nacions actuals tenen extensos programes de biodefensa i prevenció. La investigació i coneixement d’aquests organismes és la solució a un possible atac biològic. 

REFERÈNCIES

• Centro de Control y Prevención de enfermedades, Estats Units.
• Bioterrorism: Implications for the Clinical Microbiologist, Wolfgang Klietmann
• Biological warfare agents, Duraipandian Thavaselvam.
• Respuesta de la salud pública a las armas biológicas y químicas. Guía de la OMS.
• Armas biológicas. Luis J. Galán.
• Imatge de portada: Alltimes10s

Biological warfare: silent weapons

Today, the panic and terror that a biological attack is an important concern for the most powerful countries. What are biological weapons? What organisms are used for their production? Is there a possibility of a bioterrorist attack? This article is the answer to these and more questions.

INTRODUCTION

The military use of microorganisms and substances derived from its activity is known as biological warfare. They are generally used to create disease, panic, terror and death in the population. If this objective is carried out clandestinely, we are talking about bioterrorism. Biological weapons are considered weapons of mass destruction, difficult to control and silent weapons (the detection time is extended due to the periods of incubation). 

These military methods have been used since ancient times. The Mongols threw the corpses infected with the plague against the walls of the cities enemy; in the war of 1867 in Paraguay, the soldiers threw corpses with cholera to wells to infect their enemies and decrease its troops. In the 20th century, with the increase of knowledge in Bacteriology and Virology, many countries began to produce biological weapons, as for example the creation of Fort Detrick in USA facilities and  Biopreparat laboratory in Russia. In 1972 was held the Convention on the prohibition of the production and distribution of biological weapons, was the arrival at an agreement to not produce this type of weaponry. However, in 2001, several civilian Americans suffered a biological attack with anthrax. The result was 5 deaths and an increase in insecurity against a biological attack. 

There are many types of biological weapons according to its objective (humans, plants or animals) or the biological component present (bacteria, viruses, toxins). In this article will analyze different biological agents most likely to use. The following table shows some examples, although the list could increase if we consider genetically modified agents.

Examples of bioagents used in biowarfare. Autor Duraipandian Thavaselvam

 

BACTERIOLOGICAL WEAPONS

This type of weapons is composed of bacteria or its spores (forms of resistance). Most of these organisms are easily found in nature and some of them are genetically modified to acquire a greater capacity for infection, increased resistance to the conditions of the environment, etc.

The body that most feared is Bacillus anthracis, popularly known as anthrax. This form of Bacillus bacterium forms resistant spores that can remain infectious in the environment for years. It may infect via three routes: skin lesions, through ingestion of spores or by breathing them. The latter is the most dangerous case and most often used in biological warfare. Even so, this bacteria cannot be transmitted between people, which would be used in a certain range, like for example one person. 

Photomicrograph of Bacillus anthracis. The red circle designates the endospores. Public photo of CDC

 

A good biological weapon would be one that could spread through the air and spread person to person. Yersinia pestis is a bacterium that meets this profile. It is responsible for the known as the black death that took the lives of more than 50 million people in the 14th century. There are three types of plague: bubonic (the most common and transmitted by the bite of a flea), septicemic and pneumonic (the most virulent and the most interesting in terms of its use as a biological weapon). Currently, Yersinia pestis is controlled by antibiotics but a laboratory created a resistant strain through genetic modification. This fact would imply that current medicine would not serve to neutralize it.

Electron photomicrograph of scanning (SEM) of Yersinia pestis (Public Photo from CDC)

 

Bacteria of the genus Brucella (cause of human brucellosis), Francisella tularensis (cause of tularemia), vibrio chloreae (cause of cholera disease) and other microorganisms are considered possible bacteriological weapons. These last are classified at lower levels of endangerment due to factors such as previous immunization of the population. Note that some experts believe that there are many possible bacteria, that genetically modified, they could become dangerous biological weapons.

VIRAL WEAPONS

Viruses are infectious particles that can only multiply inside of other cells. So they have different specific mechanisms to enter and infect a cell and replicate inside it. These features make them the perfect biological weapon. Many of them are natural pathogens of man. They need small infective doses to produce the disease and can transmit different forms of person to person.

Smallpox is the best-known virus used as a possible biological weapon. Humans are the only natural carriers of this virus. This is very contagious and has a large virulence (capacity of infection). Currently, it is considered eradicated, but two samples were kept in laboratories in the United States and Russia. Theoretically, they should be removed at the end of 1993, but no one said that this had happened. The smallpox virus as a biological weapon would be very dangerous since currently population is not immunized and his could generate a new pandemic.

Microphotography with electron microscope of smallpox virus (public photo of the CDC)

 

Another very important virus in recent years is the Ebola virus. It produces hemorrhagic fevers with a high mortality rate. His diagnosis is difficult and its biological cycle is virtually unknown. These characteristics make this virus a perfect candidate as a biological weapon. Even so, note that it is a fragile virus that only survives a few hours in the middle. It has great difficulty of dispersion is not transmitted by air. There is no cure, but it can be treated in early stages by a serum with antibodies against the virus. Other virus hemorrhagic fevers as the Marburg viruses of the family Araviridae and others are also good candidates for biological agents for war. 

Microphotography with electron microscope of ebola virus (public photo of the CDC)

 

TOXINS 

There are a large number of bacterial toxins that could be used as a biological weapon. They have high mortality rates, are very toxic and are easily produced, as it would be the case of the toxin of Clostridium  botulinum. These toxins produce botulism. Another interesting toxin is ricin (extracted from the shrub Ricinus communis) which has already been used as a biological weapon, has no antidote, and according to the CDC is one of the most powerful poisons that are known.

Using genetic modification has been achieved that bacteria such as Escherichia coli (that do not produce these toxins) can generate them. By inserting special genes in non-pathogenic bacteria, is becoming easier to produce large amounts of toxins.

·

DO NOT PANIC! Current Nations have extensive prevention and Biodefense programs. The research and knowledge of these microorganisms are the solutions to a possible biological attack.

REFERENCES

• Center for disease control and prevention (CDC), USA.
• Bioterrorism: Implications for the Clinical Microbiologist, Wolfgang Klietmann
• Biological warfare agents, Duraipandian Thavaselvam.
• Respuesta de la salud pública a las armas biológicas y químicas. Guía de la OMS.
• Armas biológicas. Luis J. Galán
• Cover Photo: Alltimes10s