Perfiles en la Ciencia

Carlos Finlay: Erradicación de Fiebre Amarilla

por David Warmflash, MD

Es una línea de 50 millas (80.5 kilómetros) conectando los océanos Atlántico y Pacifico. Entre 13,000 y 14,000 buques pasan por el cada año. Sin el, tendrían que viajar alrededor de la punta de Sur América, agregando 8,000 millas (12,875 kilómetros) a su viaje. Desde que fue completado en el año 1914, el Canal de Panamá ha cambiado el mundo, tanto literalmente como figurativamente. Y sin embargo, su construcción no podría ser posible, si no fuese por el enfoque y la dedicación de un físico cubano.

Panama Canal
Figura 1: El Canal de Panamá con el Golfo de Panamá en el primer plano y el Mar Caribe en la distancia. image © SRTM Team NASA/JPL/NIMA

En el Siglo XIX, Cuba y otras áreas tropicales estaban plagados con varias enfermedades que suelen llegar en grandes brotes. Una de las peores enfermedades tropicales fue la fiebre amarilla. Si un canal seria construido entre los dos océanos, alguien tenia que investigar como prevenir la propagación de la fiebre, y esto significaba primero entender que causaba su propagación. Científicos y expertos en la salud tenían muchas ideas: Algunos expertos pensaban de que ciertos químicos en la atmosfera propagaban la fiebre amarilla, otros creían que la enfermedad se transmitía en la superficie de objetos, bichos o las manos de otras personas. Pero Carlos J. Finlay creía que los mosquitos eran los culpables.

Durante años, investigadores habían considerado que la idea de Finlay era poco probable, pero no después del año 1901. En ese año, una comisión de salud del gobierno de los Estados Unidos observó de cerca de la investigación de Finlay. De acuerdo a resultados de experimentos acumulados y publicados por Finlay durante las previas décadas, la fiebre amarilla si estaba siendo transmitida por mosquitos. Basado en esta idea, Finlay ya había ayudado al ejercito de EEUU para detener la fiebre amarilla en la Havana, Cuba, tres años después, en el año 1989. Siguiendo un plan similar pero mas ambicioso, la comisión de salud de 1901 decidió que la enfermedad podría ser batallada en Panamá, en donde miles de trabajadores tendrían que vivir por durante varios años. Declarar guerra en los mosquitos de Panamá y el canal seria posible finalmente.

Un estudiante nomádico en el tiempo de cólera

Nacído el 3 de diciembre de 1833, en Puerto Principe, Cuba, Finlay comenzó su vida como Juan Carlos Finlay. Los padres de Finlay eran Europeos y se habían mudado a Cuba dos años antes del nacimiento de su hijo. Entrenado como un oftalmólogo, Edward Finlay venia de Escocia y Eliza de Barrés era Francesa, pero ambos habían cambiado su nombra a Eduardo e Isabel para mostrar su afinidad por su nueva tierra. Pronto, la familia se mudo a la capital Cubana, La Habana, en donde Finlay recibió su educación hasta la edad de 11 años, pero como sus padres se mudaría por todo el mundo. Primero fue enviado a estudiar en la Havre en la tierra natal de su madre, Francia. Allí, dos años después estaba afligido con cólera. Le hizo severamente débil, pero también encendió su interés inicial en enfermedades infecciosas. Regresando a Cuba a recuperarse, requería terapia de lenguaje debido a que la cólera le había afectado su habilidad de hablar. Después regresó a Europa para evitar estar en Francia por varios meses debido a l movimiento revolucionario de 1848 que se estaba gestando. Después de unos estudios en Inglaterra y Alemania, regresó a Francia, ahora estudiando en la ciudad de Rouen, en donde su padre entrenó en medicina.

Finlay, Carlos
Figura 2: Juan Carlos Finlay (1883-1915)

Se fue de Francia en 1851 debido a que se enfermó de nuevo, esta vez con fiebre tifoidea. De regreso en Cuba para recuperarse, cambio su nombre legalmente a Carlos Juan. Su intención era hacerse oftalmólogo como su padre, entonces esperar comenzar su educación medica. Sin embargo, debido a que se cambio entre universidades en Europa no pudo obtener un titulo de pregrado. Esto resulto no ser un problema, ya que había un país que no requería un titulo de pregrado para comenzar sus estudios médicos: los Estados Unidos.

Miasma y fómites

Durante sus primeros días de practica medica, Finlay desarrollo una reputación como un medico amable que nunca rechazaba pacientes que no podían pagar. Llevo a cabo cirugía oftalmológica como su padre y también practicaba medicina general. Para cuando las enfermedades infecciosas eran su interés principal y esto poco a poco lo llevo a investigaciones medicas.

A mediados del siglo XIX, brotes de fiebre amarilla y malaria eran particularmente problemáticas en Cuba y por toda la región del Caribe y también en el sur de los Estados Unidos. Debates acerca de cómo la fiebre amarilla y otras enfermedades tropicales se esparcían y al principio Finlay estaba tan confundido como todos los demás. Para la transmisión de la fiebre amarilla en particular, una idea popular se llamaba , refiriéndose a químicos y tierra en la atmosfera como resultado del clima tropical. Otra idea, involucraba gérmenes o microorganismos, adjuntados a fómites - objetos inanimados como las superficies de pomos de puertas, tierra, ropa y manos de personas y las patas de bichos. La teoría de gérmenes de enfermedades era mas o menos nueva, pero el mas grandes defensores de la teoría de gérmenes era John Kearsley Mitchell, uno de los profesores de Finlay de Jefferson Medical College.

Bajo la influencia de Mitchell y otros profesores de Jefferson, Finlay pensó que microorganismos podrían ser los causantes de muchas enfermedades, incluso posiblemente fiebre amarilla. Sin embargo, como un investigador joven a final de la década de 1850, inicialmente estaba a favor de la hipótesis de miasma debido a que asociaba a la fiebre amarilla con clima y claramente la enfermedad ocurrió solamente en un regiones tibias.

Punto de Comprensión

¿Cuál hipótesis de cómo la fiebre amarilla era transmitida tenia que ver con gérmenes?

La Política complica el debate de la ciencia

La vida de Finlay coincidió con una serie de varios cambios en el ambiente político y social tanto dentro de los Estados Unidos, y entre Estados Unidos, Cuba y el resto del mundo. Así como en Cuba y Centro América, la fiebre amarilla era un problema grande de salud en el sur de EEUU, pero no en los estados mas fríos del norte. Durante el siglo XIX, brotes llegaron del sur de EEUU cada pocos años, matando miles de personas.

Antes de la Guerra Civil de EEUU, el norte y el sur fueron divididos sobre el tema de la esclavitud. La mayoría de la ciencia e industria se basaba en el norte, y el dominio técnico del norte era extremo para la década de 1850, cuando Finlay estaba estudiando medicina en Filadelfia. Después de la guerra, la esclavitud ya no era un tema político, pero la tensión entre el norte y el sur y la ventaja científica del norte continuó durante la Reconstrucción y el periodo que siguió.

Los fómites se conectan con condiciones sucias. Por ende, cada vez que hay un brote de en el sur, políticos del norte y científicos le echarían la culpa los estados del sur. Pasando de mediados a finales del siglo XIX, la hipótesis de fómites estaba favorecida mas y mas sobre la hipótesis de miasma, en parte debido la aceptación creciente de la teoría de gérmenes. Sin embargo, también había el factor político de poder criticar condiciones sucias en el sur. Los del Norte criticaban las condiciones del sur desde antes de la guerra, pero también cuando la guerra había terminado, debido a que la división política entre el norte y el sur permanecía fuerte.

En paralelo a la lucha domestica entre el norte y el sur de EEUU durante la mayoría del siglo XIX, Americanos miraban a Cuba como una posesión eventual de EEUU. Económicamente, la colonia Española era una fuente principal de caña de azúcar y el ron que se derivaba de ella. Cuba es una gran isla solamente 90 millas (145 km) de la Florida, entonces parecía ser un mejor candidato para ser futuro estado de EEUU en comparación a lugares del occidente como Texas o mas que California u Oregón. Y entonces, 10 años antes del nacimiento de Finlay, la Doctrina de Monroe señaló a Cuba para una eventual anexión. Al principio, políticos del norte estaban preocupados que Cuba seria un estado de esclavitud, pero esto no era un problema a finales de la Guerra Civil de EEUU. Con la confederación del sur derrotada, y el Imperio Español reduciéndose debido a revoluciones a través de Latino América, el liderazgo de EEUU en Washington tenia fuertes ambiciones para Cuba. Después, después de que los Cubanos intentaron pero fracasaron ganar independencia de parte de España durante la Guerra de los Diez Años (1868 – 1878), España desconecto su imperio de la economía azucarera de Cuba, como castigo por la revolución. Viendo una oportunidad, los Estados Unidos comenzaron a invertir en Cuba para reemplazar a España.

Pero mientras los lideres de EEUU esperaban que eventualmente esto llevaría a una completa guerra en España, ya habían considerado la fiebre amarilla (dada el apodo “Jack Amarillo”) como un enemigo potencialmente mas formidable que un ejercito que pudiesen reunir los españoles. La fiebre amarilla era tan común en Cuba que la mayoría de los nativos de la isla fueron expuestos a ellos en su niñez. Usualmente los niños no morían pero si terminaban con inmunidad parcial. Durante brotes subsiguientes se enfermarían pero no morirían, mientras que adultos que visitaban de España y de otros lados sufrirían consecuencias fatales. Citando la hipótesis de fómites, investigadores de Estados Unidos culpaban las condiciones sucias por los brotes de fiebre amarilla de Cuba justo como culpaban al sur de EEUU. Esto era el escenario científico-político que dominaba Cuba a partir de la década de 1860 en adelante, cuando Finlay involucró en la investigación de enfermedades infecciosas.

Yellow Jack
Figura 3: Un dibujo animado de “Jack Amarillo”, el apodo que se le dio a la fiebre amarilla.

Punto de Comprensión

Debido a que la ciencia es un campo objetivo, no puede ser influenciado por la política.

Defendiendo una nueva hipótesis

Así como lo hizo cuando era estudiante, Finlay también viajo frecuentemente en su carrera medica y tomo todas las oportunidades para estudiar pacientes durante brotes de enfermedades durante de las décadas de 1860 y 1870. En el caso de la fiebre amarilla y también la malaria, el notó un fenómeno que todos los pacientes tenían en común, Casi todo mundo afligido durante un brote tenían picadas de mosquitos. Enfocando su atención a la fiebre amarilla, Finlay razonó que tanto las ideas de miasma como la de fómites tenían que estar equivocadas. En vez de esto, hipotetizó que los mosquitos actuaban como vectores; transmitieron que los microorganismos no identificados que causaban la fiebre amarilla. Todo lo que necesitaba hacer era comprobarlo.

Como primer paso, Finlay autorizo un papel científico proponiendo una especie particular de mosquitos llamado Aedes aegypti hoy (Culex fasciatus en los tiempos de Finlay). Envió un informe a la Academia de las Ciencias de la Havana en el año 1865 y luego se hizo el primero investigador en proponer mosquitos como vectores de la fiebre amarilla. Seis años después, en 1871, fue invitado a los EEUU a presentar su idea, pero los médicos de allí y de Cuba encontraron su hipótesis poco probable comparada con la hipótesis de fómites. Apartando el escepticismo de parte de sus colegas, Finlay continuó su investigación de la fiebre amarilla al mismo tiempo que su practica clínica. Después, en el año 1879, el investigador inglés Patrick Manson demostró que los mosquitos ayudaban a transmitir un gusano que causaba una enfermedad terrible que se llamaba elefantiasis. Esto aliento a Finlay a llevar sus investigaciones a otro nivel. Demostrando conexiones entre poblaciones de A. aegypti y brotes de fiebre amarilla se hizo fuerte evidencia, pero también era evidencia indirecta. Para comprobar que la conexión era real, Finlay hizo algo que es bien difícil hacer hoy; obtuvo voluntarios saludables e intentó infectarlos con fiebre amarilla.

Aedes
Figura 4: Aedes aegypti, la especie de mosquitos responsable por esparcir enfermedades como la fiebre amarilla. image © CDC/ Prof. Frank Hadley Collins, Dir., Cntr. for Global Health and Infectious Diseases, Univ. of Not

Por medio de un método que el ideó Finlay inoculó a cinco voluntarios con mosquitos que consideró ser infecciosos. Esto resultó en un caso de fiebre amarilla leve y dos casos de lo que el llamó fiebre efímera” (enfermedad leve que no duró mucho). Los otros dos voluntarios no se enfermaron y aparentemente se hicieron inmunes. En el año 1881, publicó resultados en un articulo de investigación y presento los resultados tanto en Cuba como en Estados Unidos. En el artículo publicado y las presentación, el propuso que sus descubrimientos en los cinco voluntarios apoyaban su hipótesis de mosquitos. Sin embargo el resto del mundo científico permaneció escéptico entonces Finlay pasó los próximos 13 años expandiendo sus experimentos iniciales al inocular a mas voluntarios. Para el año 1894, el había acumulado una gran cantidad de evidencia de 90 voluntarios que fueron inoculados y de un rango de experimentos en los que el observo, bloqueo y atrapo mosquitos locales en conexión con diferentes brotes de fiebre, toda la evidencia apuntaba específicamente a A. aegypti como un vector de fiebre amarilla.

Punto de Comprensión

¿Qué tenían en común los pacientes de la fiebre amarilla?

Avanzando con el Ejercito de EEUU

El escepticismo de la idea persistía hasta en la década de 1890, pero un pequeño número de profesionales de la medicina finalmente abrieron sus ojos, en particular un médico del ejercito de EEUU, William C. Gorgas. Después de la victoria de EEUU en la Guerra hispano-estadounidense del año 1898, Gorgas fue nombrado como oficial de sanidad de los Estados Unidos en Cuba. Gorgas había leído los artículos de Finlay y decidió contratar a su colega Cubano para ayudar con los esfuerzos de sanidad, en donde la eliminación de fiebre amarilla, junto con malaria era el gol principal. La Habana estaba plagiada una vez mas con brotes de fiebre amarilla. Médicos por toda la ciudad mandaron a poner contenedores de agua alrededor de las camas en hospitales para prevenir que se acercaran insectos. Esto era porque se creía que los bichos e insectos actuaban como fómites, cargando fiebre amarilla de pacientes infectados.

Pero Finlay y Gorgas sabían que esto no era cierto. Entendían que el agua restante proveía mas espacio para que los mosquitos pusieran sus huevos. Finlay y Gorgas ordenaron que el agua fuera removida de panas y esto fue solo el principio. Efectivamente declaró guerra en los mosquitos por toda la Habana. Cualquier masa de agua, natural o construida, sin importar que tan pequeña, tenían que ser roseadas con aceite, la cual mato las larvas y detuvo a los mosquitos en poner huevos. Solo el hecho de tener agua sentada en la casa de alguien fue declarado ilegal y tenia multas de 5 dólares. Como resultados de todos estos esfuerzos, la fiebre amarilla fue erradicada de la Habana dentro de un periodo de tres meses.

Conquest of Yellow Fever
Figura 5: La Conquista de la Fiebre Amarilla, de “La Historia de la Medicina”, pintura por Robert Thom mostrando los miembros del comité de la fiebre amarilla (Gorgas, Agarmonte, Finlay, Carroll, Kissinger, y Reed) en Cuba. image © Collection of the University of Michigan Health System, Gift of Pfizer, Inc., UMHS.37

El Canal de Panamá

Mientras ningún camino acuático separara a América del Norte con América del Sur, barcos moviéndose entre las costas oeste y este de Norte América, Centro América y la parte norteña de Sur América tenían una distancia mucho mas larga que si fuese en una línea recta. Tenían que viajar al sur de Argentina y el Cabo de Hornos en la punta de Chile, pero un canal a través de Centro América para reducir el viaje por 8,000 millas (12,875 kilómetros aproximadamente) para los viajes viajando entre las dos costas en el hemisferio del norte. El siglo XIX había visto la compleción de dos canales importantes, el Canal de Suez en Egipcio y el Canal de Corinto en Grecia. Avances Tecnológicos, específicamente el invento de la pala excavadora de vapor ayudo bastante a estos proyectos. Sin embargo, un canal a través de Panamá era considerado un desafío tecnológico mas grande debido a que la elevación de la tierra incrementaba significativamente entre las dos costas. Por ende, durante la década de 1850, una línea de tren fue hecha en vez del canal. Pasando por la misma geografía por la cual el futuro canal necesitaría ir, El Ferrocarril de Panamá fue completado con un costo de 12,000 vidas, la mayoría de las muertes debido a la cólera y la fiebre amarilla.

Tres décadas después, la compañía Francesa Ferdinand de Lesseps intentó construir un canal a través del mismo ismo. El fracaso de este proyecto resultó en parte del hecho que la tecnología aun no era adecuada para cualquier canal a través de Centro America, y también debido a que el plan consistía en que el canal se permaneciera al nivel del mar durante todo el trayecto. Pueda ser que la altura del mar sea casi lo mismo en ambos lados de las costas del Atlántico y el Pacífico de Panamá, la tierra sube al avanzar hacia adentro de la costa, y después vuelve a caer al acercarse a la costa opuesta. Excavar los cerros para hacer un canal al nivel del mar durante todo el trayecto no era práctico con la tecnología de la era. E incluso un problema aun mas grande era la enfermedad. 22,000 trabajadores del canal murieron en la década de 1880, primordialmente de la misma enfermedad que mató a los trabajadores de la línea ferrocarril y Ferdinand de Lesseps aborto el proyecto en el año 1893.

Cinco años después, en el año 1898, la Guerra Hispano-estadounidense dejo a los EEUU como una superpotencia en la región y lideres Americanos pensaban en continuar en donde los Franceses se habían quedado. No solo estaban equipados con mejor tecnología los ingenieros de EEUU en comparación a los de Francia, pero también tenían un diferente plan. En vez de excavar un canal al nivel del mar, los desafíos del terreno pudieran ser enfrentados con un sistema de puertas y esclusas y la construcción de un lago artificial. Moviendose entre varias esclusas, botes cambiarían su altitud, en vez de permanecer al nivel del mar como los Franceses intentaron.

A pesar de ingeniería mejorada, los Americanos estaban demasiado al tanto de lo que le había pasado a los franceses. Sin importar que tan buena era la nueva tecnología, el proyecto estaría condenado al menos que la propagación de enfermedades, especialmente la fiebre amarilla pueda ser prevenida. Con esto en mente, el gobierno de EEUU envio a la comisión de Reed a Cuba gracias a su trabajo en detener la propagación de enfermedades en la Habana, Finlay fue nombrado como uno de los miembros de la comisión.

Viendo que la evidencia de sus pruebas alrededor la Habana (las cuales eran solamente repeticiones de los primeros trabajos de Finlay) mostraron que el mosquito Aedes fue en efecto un vector de la fiebre amarilla, el Mayor Smith y su comisión dieron su recomendación para Panamá. Para proteger a los trabajadores del canal de la fiebre amarilla y la malaria, tenían que reducir la población de mosquitos a casi nada. Durante los próximos dos años y medio la preparación de la zona del canal se enfocaba en eliminar los ambientes de cría de mosquitos. Pantanos fueron drenados, humedales fueron llenados y Finlay experimentó con varios químicos, tales como el azufre o el pelitre para fumigar con humo. Igual que en la Habana, el esencialmente declaró guerra en los mosquitos y sus huevos y larva en Panamá. Gorgas también estuvo involucrado en el proyecto y con eficiencia militar dividió la zona canalera en distritos, los cuales facilitaron inspección cuidadosa de fuentes de agua estancada. Aparte de esto, el equipo de sanidad ordenó que las chozas para los trabajadores del canal deberías de estar rodeadas de telas metálicas para mantener alejadas a la población de mosquitos. Finalmente, cuando comenzó la construcción, en casos en donde alguien si se enfermaba, eran puestos en cuarentena para no funcionar como fuente de brote.

Finlay tenia una idea adicional. En un artículo escrito en la Revista Medica de Filadelfia, la llamó un “un método plausible de la vacunación contra la fiebre amarilla.” En realidad, no seria una vacuna, pero una técnica que hoy se le llama inmunidad pasiva. Básicamente, el método involucra el uso de sangre o productos de sangre de personas que han sido afectadas por la fiebre amarilla y que luego se recuperan. Utilizando su sangre en otros transmitiría alguna inmunidad. Mientras que la idea de inmunidad no fue intentada debido a la implementación de todas las otras medidas, ni la fiebre amarilla ni la malaria emergieron en la escala que tenían durante el proyecto Francés. Hubieron casos, pero las cuarentenas y otras medidas evitaron que se expandieran como un brote. Por ende en el año 1914, el Canal de Panamá entro en servicio.

Punto de Comprensión

Esfuerzos para proteger a trabajadores del canal de la fiebre amarilla y la malaria se enfocaron en:

Reconocimiento en su edad mayor

Gorgas, Reed y el proyecto del Canal de Panamá en si fueron acreditados con desarrollos que ultimadamente se basaron en las ideas de Finlay y trabajan. De hecho, Reed fue a veces llamado el hombre que “le gano a la fiebre amarilla,” y sin embargo tanto Reed y Gorgas enfatizaron la centralización de Finlay en su éxito. En el año 1908, France premió a Finlay con la Legión de Honor. Mientras que nunca recibió un Premio Nobel, fue nominado para ello siete veces en la categoría de medicina y fisiología. Durante ocho años, la ultima fase de su carrera, Finlay mantuvo la posición de Jefe de Sanidad de Cuba. Se retiró en el año 1909 y vivió otros seis años; hoy en día su estatua aun permanece en la Ciudad de Panamá cerca de el canal que su trabajo hizo posible.

Resumen

The successful construction of the Panama Canal relied as much on a medical breakthrough as it did on technological advances and hard labor. This module profiles Cuban-American doctor Carlos Finlay, who identified mosquitoes as the culprits in the spread of malaria and yellow fever. Tracing how our understanding of infectious disease evolved, the module highlights Finlay’s perseverance in spite of initial rejection by the medical community. It shows how Finlay's insights helped to stop the spread of these diseases and ultimately made the Panama Canal possible.