El grupo de investigación MOMAT del Instituto de Matemática Interdisciplinar de la Universidad Complutense de Madrid, en colaboración con la Universidad de Almería, ha desarrollado un modelo matemático que permite simular el impacto de las variantes y vacunas del SARS-CoV-2 junto con muchos otros procesos biológicos y sociales en la propagación de la COVID-19.
La herramienta puede descargarse de forma libre y gratuita y aplicarse a cualquier territorio. Forma parte de la familia de modelos llamados de tipo θ-SIR, inicialmente desarrollados por el propio grupo de investigación MOMAT (y publicados en revistas científicas) antes de la entrada de nuevas variantes y del desarrollo de las vacunas.
Utilidad vigente
“El modelo permite obtener resultados tanto cuantitativos como cualitativos sobre la difusión de la pandemia de COVID-19 en algunas zonas de interés como, por ejemplo, un país”, explica a Innovaspain Benjamín Ivorra, integrante del grupo MOMAT. “En particular permite estimar la posible evolución, en diversos escenarios que se planteen, del número de casos (tanto detectados como no detectados), de fallecidos y de pacientes hospitalizados”.
El investigador añade que la herramienta ayuda a determinar el impacto de distintas estrategias de relajación o endurecimiento de las medidas de control sobre la dinámica de la pandemia, como el distanciamiento social. “La última versión del modelo permite estimar además el efecto de las variantes y de las campañas de vacunación en la propagación del virus”, apunta Ivorra.
Los artífices del modelo consideran que este trabajo puede servir como apoyo a las autoridades en la toma de decisiones. “Es útil en el momento de diseñar planes de control de la pandemia. Aquí incluimos desde la citada relajación en el distanciamiento social, hasta la aceleración del ritmo de vacunación o la aparición de una nueva variante con mayor transmisibilidad o letalidad. En todo caso, la herramienta permite simular posibles escenarios futuros y estimar el impacto de medidas sanitarias sobre la evolución de la COVID-19”, detalla Benjamín Ivorra.
Vigilar el número de reproducción de variantes a la par que el global
El artículo acaba de ser publicado en Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. Desarrollando y validando el modelo, fue escrito en enero de 2021. Los investigadores tomaron como referencia los datos de Italia, con la entrada de la entonces llamada variante británica (ahora alpha) y el ritmo de vacunación previsto esos días en el país con las vacunas de Pfizer-BioNTech y Moderna. En aquel momento, el modelo estimó que, tal y como se confirmó después, el ritmo de inyección era insuficiente ante la nueva variante, para evitar una nueva ola.
Los investigadores destacan que las previsiones de las conclusiones publicadas en enero se han cumplido, tal y como muestran los datos actualizados que han recogido de los primeros seis meses del año y que han incluido como nota en el anexo del artículo. Si bien es cierto que la incidencia es inferior a enero y el porcentaje de inmunizados es mayor, los expertos recuerdan la teoría inicial: una nueva variante puede poner en riesgo la eficacia del ritmo de vacunación para evitar una nueva ola.
“Una de las principales dificultades a las que nos enfrentamos fue la falta de datos y la incertidumbre que rodea a las nuevas variantes”, afirma Maria Vela-Pérez, coautora de este trabajo. “El descubrimiento de algunas de ellas es muy reciente, y por tanto sus posibles tasas de mortalidad y transmisibilidad no están todavía bien estimadas”.
La investigadora de la UCM admite que esto les llevó a trabajar con algunas hipótesis respecto a los estos parámetros para poder realizar el estudio. “Además, algunos de los datos necesarios para llevar a cabo las simulaciones no siempre son accesibles de forma abierta. Tuvimos que localizar la bibliografía adecuada y reconstruir la información no disponible”.
Controlar la pandemia
En términos epidemiológicos, se persigue que el número de reproducción efectivo de la enfermedad (Re) sea inferior a 1. El modelo advierte de que esto no es suficiente, puesto que, aunque Re sea inferior a 1, el número de reproducción de una variante concreta (Re(v)) puede ser superior, a pesar de que el global de la epidemia sea menor que 1. En ese caso, habría que aumentar el ritmo de vacunación y potenciar las medidas de seguridad.
“Una de las principales conclusiones de nuestro trabajo es que, a pesar de observar una bajada en el número total de casos diarios, una de las variantes del virus puede empezar a reproducirse de manera más rápida que las demás”. Al ganar terreno, explica Alicja Kubik miembro del grupo MOMAT, “generaría el riesgo de una nueva oleada de casos”.
“Hemos constatado que las campañas de vacunación son fundamentales para ralentizar la propagación de la enfermedad y reducir el número de fallecidos, a pesar de nuevas olas”. Los investigadores insisten en la conveniencia de no bajar la guardia en ningún momento con las medidas de control y seguir acelerando el ritmo de vacunación.
Modelo premiado en constante actualización
Por su parte, la investigadora de la Universidad de Almería, Miriam Ruiz Ferrández, perteneciente al grupo de investigación SAL, asegura que “en los escenarios simulados (y, por tanto, suponiendo ciertas las hipótesis sobre la variante alpha y la campaña de vacunación) se muestra que el ritmo actual de vacunación sería suficiente para erradicar la enfermedad, siempre y cuando se mantengan medidas de control restrictivas durante un periodo prolongado de tiempo. Por el contrario, si se relajan las medidas de control, el ritmo actual de vacunación puede no ser suficiente para evitar una nueva ola”.
No obstante, Ruíz destaca que “estos escenarios se simularon para enviar el trabajo a finales de mayo, cuando la variante alpha era la predominante”. En la situación actual, “ante la aparición de nuevas variantes como la delta, estamos trabajando en nuevos escenarios en los que debemos incorporar sus características para obtener resultados actualizados”.
Para dar a conocer sus resultados, los expertos del MOMAT han publicado un vídeo divulgativo en el que explican esta investigación. Además, el pasado 17 de junio, el Consejo Social de la UCM galardonó a este grupo en los Premios COVID-19 en la categoría de Investigación por el proyecto “Los modelos matemáticos como herramienta clave en la lucha contra la pandemia de COVID-19”.
