domingo, 5 de febrero de 2017

La inteligencia de los virus


Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 5 de febrero de 2017

Bacteriófagos
infectando una bacteria
Cuando pensamos en virus, la mayoría de nosotros tendemos a imaginarlos simplemente como “bichos” microscópicos que nos enferman.

Si recordamos nuestras clases de biología, quizá tengamos una visión un poco más precisa: a diferencia de las bacterias que también causan diversas infecciones, y que son organismos formados por una sola célula y sensibles a los antibióticos, los virus no son células, y ni siquiera son considerados seres vivos, sino paquetes de información genética (ácidos nucleicos) encerrados en cápsulas de proteínas que necesitan entrar a una célula para poder reproducirse (y no son afectados por los antibióticos, por lo que tomarlos cuando se padece catarro o gripe es inútil).

Aunque tanto bacterias como virus existen en la naturaleza como parte de ecosistemas complejos, donde cumplen distintas funciones –sin los millones de bacterias que viven en nuestro intestino no podríamos sobrevivir, por ejemplo–, ciertamente la meta única de los virus pareciera ser reproducirse a cualquier costo. Incluso al de matar a los organismos que los hospedan. Son verdaderos parásitos moleculares.

Sin embargo, una especie de virus que fuera terriblemente eficaz para infectar y matar a todas las células que parasita rápidamente desaparecería de la faz de la biósfera. Los virus son extremadamente específicos: normalmente sólo infectan a una especie, o a unas pocas especies relacionadas. Si matan a todos los ejemplares de éstas, cometerían suicidio, pues no tendrían manera de seguirse reproduciendo.

Probablemente debido a eso, la evolución se ha encargado de dotarlos de un mecanismo para evitar este auto-genocidio: la lisogenia. Descubierta originalmente en los virus que infectan a bacterias (los llamados “bacteriófagos” o, simplemente, fagos), la lisogenia es una ruta alternativa en el ciclo de vida viral. Normalmente, el virus entra en la bacteria, gracias a que ciertas proteínas de la cubierta del virus son reconocidas por receptores en la membrana de la bacteria, lo que les permite actuar como una llave que entra un su cerradura para abrir las puertas de la célula. A continuación se apodera de su mecanismo de reproducción y fabrica miles o millones de copias de sí mismo, hasta hacer estallar a la bacteria para liberar a su progenie y comenzar de nuevo el ciclo. En cambio, los virus lisogénicos pueden decidir integrar su material genético en el de la bacteria y quedar ahí dormidos, latentes. Hasta que alguna señal los haga despertar de nuevo.

El mecanismo de lisogenia sirve así como un control ecológico y evolutivo para evitar que los virus exterminen a sus células huésped. Muchos virus que infectan a todo tipo de organismos (como protozoarios, hongos, plantas o animales) cuentan también con mecanismos para integrarse a su material genético y permanecer latentes, aunque son bastante más complejos que la lisogenia de los bacteriófagos. Hace dos semanas hablábamos aquí, por ejemplo, de cómo el VIH permanece latente en el núcleo de las células de las personas infectadas, obligándolas a tomar de por vida sus tratamientos antirretrovirales.

Sin embargo, los mecanismos específicos que hacen que un virus elija la ruta agresiva (o “lisis”) o bien prefiera permanecer agazapado para atacar más tarde (lisogenia) todavía no son bien conocidos.

Pues bien: el pasado 26 de enero la revista científica Nature publicó los resultados de un estudio de dos años y medio realizado por un equipo de 12 científicos israelíes encabezados por Rotem Sorek, del Instituto Weizmann, donde revelan por primera vez la existencia de un mecanismo de comunicación que permite a los virus llamados phi3T, que infectan a la bacteria Bacillus subtilis, decidir si optan por la vía de la lisis (destruir las células) o la lisogenia (permanecer ocultos).

El sistema arbitrium
El sistema, que el equipo de Sorek denominó “arbitrium” (palabra latina que significa “decisión”) es relativamente sencillo: cuando los virus infectan a sus víctimas bacterianas, liberan una pequeña molécula de proteína formada por sólo seis aminoácidos (técnicamente, un “péptido”). Si demasiadas bacterias están siendo destruidas por los virus, la proteína arbitrium se acumula en el medio circundante, y cuando los virus la detectan, dejan de producir la lisis para entrar en lisogenia. Así, la población de bacterias, en vez de ser diezmada hasta desaparecer, puede sobrevivir para volver a reproducirse… hasta que los virus detecten que ya no hay proteína arbitrium y vuelvan a activarse.

Este mecanismo (que en realidad es un poco más complejo: involucra otras dos proteínas, una que actúa como detector de la proteína arbitrium dentro de las células infectadas, y otra que controla la activación de los genes que producen la lisogenia) es semejante al llamado “detección de quórum” (quorum sensing), que se presenta en muchas bacterias y que les permite saber cuándo hay una población suficiente de sus congéneres como para cooperar y producir ciertas proteínas que les permitan, por ejemplo, colonizar cierto territorio formando biofilmes (un caso conocido es la placa dental, pero también ocurre en muchos ecosistemas). Si no hay bacterias suficientes, intentar la cooperación es un desperdicio. Y como las bacterias no tienen ojos ni oídos, y mucho menos cerebro, el mecanismo de identificación de moléculas liberadas al ambiente, que es la base de la detección de quórum, les permite actuar “inteligentemente”, incluso sin tener inteligencia en el sentido humano.

¿Puede decirse que los virus también actúan inteligentemente al comunicarse entre sí para “decidir” si entran o no en fase lisogénica? La respuesta es más un problema semántico que científico. Pero, como dicen Sorek y sus colegas, que consideran su descubrimiento como un avance importante, si hallamos mecanismos similares al de arbitrium en otras especies de virus, incluso los que infectan al ser humano (Sorek y los suyos ya detectaron sistemas similares en otros 100 virus que infectan a Bacillus), podríamos aprender a interferir con ellos y controlarlos. Se podría así lograr que estos virus dormidos jamás despertaran.

La inteligencia no es sólo una facultad humana. Es una variedad de estrategias, en distintos niveles de complejidad, que en el fondo tiene una única finalidad: favorecer la supervivencia. Los virus nos están demostrando que son más inteligentes de lo que pensábamos. Quizá nuestra inteligencia humana nos permita aprovechar este descubrimiento para nuestro beneficio.

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Contacto: mbonfil@unam.mx

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1 comentario:

farmaciaonline.es dijo...

Enhorabuena por la divulgación sobre un tema tan importante de nuestra salud y que nos afecta a todos.
Gracias por compartir.