Los virus que nos habitan

Escrito por María Guadalupe Zavala Páramo

 

En los últimos meses hemos estado hablando o escuchando mucho sobre los virus, esos agentes responsables de la pandemia que está asolando a la humanidad y que amenaza quedarse entre nosotros por largo tiempo.

Y no sólo se trata del virus responsable de la COVID-19. Frecuentemente los medios de comunicación nos espantan con nuevos terrores de brotes de otras enfermedades virales en muchas regiones del mundo, que afortunadamente, resulta que están contenidos. Olvidamos o ignoramos que los virus tienen una presencia constante entre nosotros, muchas veces a través de enfermedades o dolencias leves, pero en otras ocasiones, están detrás de algunas de las peores tragedias sanitarias en la historia de la humanidad.

Ubicar a los virus en el mundo de lo viviente no es fácil y tal vez esto los haga más elusivos al entendimiento público. El diccionario de la Real Academia Española, siempre tan solicitado cuando estamos frente a una palabra esquiva, nos dice que un virus es un “organismo de estructura muy sencilla, compuesto de…” y aquí inicia el error. Un virus no es un organismo, no en el sentido que imaginamos.

Asumimos que un “organismo” cumple con una serie de funciones que caracterizan a los sistemas vivos. Los organismos se autoconstruyen, crecen y se reproducen de manera autónoma, capturan y producen energía, mantienen un equilibrio interno para ajustarse a las cambiantes condiciones externas (homeostasis) y almacenan, procesan y heredan información para hacer todo esto.

Todas estas funciones son posibles por la existencia de un sistema complejo que coordina la creación de estructuras con las funciones que realizarán: este sistema es la célula. Hasta el organismo más sencillo que se conozca, está organizado como una célula. Pero los virus no son, ni tienen células.

La palabra virus es de origen latino y significa veneno o ponzoña y se usaba para describir malestares de origen desconocido que se suponían producidos por una sustancia o un factor invisible. La invención del microscopio óptico hizo posible el descubrimiento de un universo completamente nuevo a los ojos humanos, el de los microorganismos y tiempo después, muchos de ellos fueron asociados a una gran cantidad de enfermedades. Sin embargo, otras dolencias permanecieron en el misterio, puesto que había algo más pequeño que las bacterias más pequeñas conocidas, pero capaz de causar algunas de las enfermedades más complejas, en animales y plantas. Estos eran los virus.

Los virus se conocen desde la antigüedad por las enfermedades que provocan. En la antigua Roma, la rabia fue descrita como una enfermedad producida por una ponzoña (virus); enfermedades como la viruela que asolaron a Europa y Asia en la Edad Media, son de origen viral, pero fue hasta la invención del microscopio electrónico, en la década de los 30´s del Siglo XX cuando se pudo mirar por vez primera al “veneno” detrás de una enfermedad viral, en este caso vegetal, el virus del mosaico del tabaco.

De manera que los virus “nacieron” al conocimiento popular siempre asociados a enfermedades: la viruela ya mencionada, la influenza, el catarro común, la varicela, los “fuegos” labiales, el SIDA, el dengue, el sarampión, la rubeola, la poliomielitis, la rabia canina, el ébola, la gastroenteritis hemorrágica, y un muy largo etcétera, son enfermedades producidas por algún virus.

Pero entonces, ¿qué es un virus? Son estructuras biológicas que contienen un genoma (que suele ser muy pequeño) de Ácido desoxiribonucleico (ADN) o Ác. ribonucleico (ARN), como en el caso del SARS-CoV-2, dentro de una cápsula de proteínas o cápside que lo protege (nucleocápsula), de estructura icosahédrica, helicoidal o tubular y algunos virus de animales presentan una envoltura que se llevaron de las membranas de las células que infectaron (como el SARS-CoV-2). Esta cubierta envuelve a la cápsula y contiene proteínas y carbohidratos que dota a los virus de capacidad para reconocer a las células que invadirán, pero también permite que ellas los reconozcan como macromoléculas propias.

Esta partícula o paquete de material genético no presenta ninguna manifestación de vida pero porta información genética y esta es de la misma naturaleza y obedece las mismas leyes del resto de los seres vivos.

Los virus son realmente pequeños, andan entre los 10 y 400 nm de diámetro. Los más pequeños tienen un tamaño equivalente a un ribosoma, una unidad de ARN y proteínas dentro de las células. Los más grandes, como el de la viruela de las vacas, puede alcanzar el tamaño de las bacterias más chiquitas. La mayoría de ellos, sin embargo, son tan pequeños que no son visibles al microscopio óptico y sólo pueden ser vistos mediante microscopios electrónicos de transmisión. Para hacernos una idea de estas dimensiones, piense en uno de sus cabellos, el más delgadito, que mediría alrededor de 80 micrómetros de diámetro. Un virus, como el SARS-CoV-2 mide menos de 0.1 micrómetro, es decir, usted podría acomodar facilmente 800 partículas del virus en una pequeña porción de ese cabello.

Hasta ahora se conocen bien un poco más de 2000 virus asociados a enfermedades en los humanos, animales domesticados y plantas de uso agrícola. Sin embargo, los virus pueden infectar a todos los seres vivos, incluyendo a las bacterias (fagos), hongos, protozoarios y por supuesto plantas y animales. Sabemos que la mayoría de los virus se especializan en infectar tipos específicos de células, así que existen tantos tipos de virus como tipos de células y además, más de un tipo de virus infecta a cada tipo celular. Todo esto significa que deben existir millones y millones de “tipos” de virus, más que todo el resto de especies de seres vivos juntos.

Los virus no presentan actividad metabólica, no realizan reacciones bioquímicas, no producen energía ni fabrican nada de lo que requieren, pero portan la información genética necesaria para tomar el control de la célula huésped que realiza las funciones por él. En ese sentido, los virus son parásitos estrictos.

¿Y cómo se reproducen los virus? Podemos distinguir dos fases en la existencia de un virus, una extracelular y otra intracelular. Fuera de las células huésped, es una partícula denominada virión, sin ninguna actividad o señal de vida, básicamente sólo capaces de reconocer a sus células blanco.

El reconocimiento de la célula huésped que los virus van infectar, está mediado por proteínas y/o glicoproteínas (proteínas+carbohidratos) que están expuestos en las cápsulas o en las membranas que los envuelven. Estas proteínas o glicoproteínas forman protuberancias que se acoplan con receptores que también son proteínas, glicoproteínas, o carbohidratos expuestos en la membrana de la célula huésped. Otra posibilidad es que las protuberancias proteicas pueden ser parte de la cápsula entre las que se forman surcos donde entran los receptores de la célula, como en el caso de los rinovirus causantes del resfriado común. El coronavirus SARS-CoV-2 presenta una envoltura de membrana con una glicoproteína conocida como “espiga” que utiliza para reconocer el receptor de la angiotensina (ACE2) en las células huésped. Este reconocimiento lleva a la fusión de ambas membranas que permite la entrada del virus a la célula en una vesícula que posteriormente abre un poro por donde se libera el genoma viral.

Ya dentro de la célula, los virus existen como unidades “replicadoras”, es decir, aprovechan la maquinaria celular para copiarse (replicar sus genomas), sintetizar las proteínas de la cápsula y algunas otras, y sintetizar la membrana con las proteínas y carbohidratos que se llevarán como envoltura en el caso de algunos virus de animales, y armar muchas copias del virión que abandonan la célula infectada. Este proceso destruye las capacidades especializadas de la célula huésped y se pierde su función. Más aún, al abandonar a las células huésped los viriones pueden destruir a las células por completo.

Existen virus que insertan sus genomas en el genoma de la célula huésped en donde pueden permanecer por largos periodos de manera inactiva. El virus VIH, responsable del SIDA o el Herpesvirus, responsable de los fuegos labiales, son de este tipo. Y esto no es un fenómeno extraño, el 40% del genoma humano es producto de este tipo de inserciones que se inactivaron permanentemente gracias a un sistema de ARNs y proteínas que los silenció y evita que tomen el control de nuestras células.

Los virus son elementos comunes en la naturaleza. Infectan a prácticamente a todos los seres vivos. Como estructuras de información, se encuentran sometidos a cambios constantes que les permiten adaptarse y evolucionar junto con sus blancos. En este sentido, no es extraño que ciertos tipos de coronavirus, por poner un ejemplo, sufran cambios constantes en su información genética y que algunos de estos los doten de mejores condiciones para invadir otros tipos celulares o hacerlo de manera más eficiente, eludir los mecanismos de defensa de los huéspedes, incluso recombinarse con otros virus dentro del huésped. Y esto es una constante que si bien la ciencia puede analizar, no tenemos capacidad de detener.

La actual pandemia de COVID-19 es sólo un ejemplo de este proceso evolutivo al que los virus también están sometidos. La única manera de defendernos de las consecuencias más difíciles de esta evolución, es comprenderla mejor y buscar las mejores estrategias para protegernos, desde vacunas, medicamentos, medidas de contingencia, entre otras. Los virus están allí, en todos lados y debemos aprender a convivir con ellos.

 

Dra. María Guadalupe Závala Páramo, Profesora-Investigadora del Centro Multidiscipliario de Estudios en Biotecnología-FMVZ de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo en dónde desarrolla proyectos vinculados a carbohidratos complejos y análisis moleculares de los recursos zoogenéticos. Actualmente es la Encargada del CMEB.

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