La intrincada evolución de los virus*

Por Giraldo Alayón García

Muy buenas tardes estimados oyentes. En los dos últimos años hemos escuchado y visto mucha información sobre los virus. La pandemia del COVID-19, provocada por un tipo de virus (coronavirus) ha hecho que circule mucha información en el Mundo y en nuestro País alrededor de estas enigmáticas entidades. 

Y surgen varias preguntas que intentaremos contestar en este programa.

¿Qué son los virus?

No son células vivas. No pueden moverse, metabolizar, responder o evolucionar ellos mismos. Necesitan penetrar las células de organismos vivos para poder multiplicarse, cambiar y evolucionar. Tienen un centro de ácido nucleico (ADN o ARN) rodeado por una vaina de proteína denominada “capside”. Algunos virus que infestan células de animales poseen usualmente una capa adicional compuesta de proteínas, glucoproteínas o lípidos.

¿Desde cuándo se conocen?

Los primeros virus fueron reportados infectando las plantas de tabaco en la enfermedad del mosaico, por el biólogo ruso Dimitri Ivanovski en 1892; sin embargo él no llegó a poder identificarlos bien. Fue el holandés  Martinus N. Beijerinck, de la Universidad de Delft, en 1899, quien los diferenció llamándolos “virus”, cuyo significado en latín es veneno.

Los virus infectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas, hasta bacterias y arqueas. Los virus son demasiado pequeños para poder ser observados con la ayuda de un microscopio óptico, por lo que se dice que son sub-microscópicos. Actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunos autores opinan que podrían existir millones de tipos diferentes. Los virus se hallan en casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica más abundante. El estudio de los virus recibe el nombre de virología y es una rama de la microbiología.

Los virus varían en su forma, desde simples helicoides o icosaedros hasta estructuras más complejas. El origen evolutivo de los virus aún es incierto. Algunos podrían haber evolucionado a partir de plásmidos (fragmentos de ADN que se mueven entre las células), mientras que otros podrían haberse originado desde bacterias. Además, desde el punto de vista de la evolución de otras especies, los virus son un medio importante de transferencia horizontal de genes, la cual incrementa la diversidad genética.

Los virus se diseminan de muchas maneras diferentes y cada tipo de virus tiene un método distinto de transmisión. Entre estos métodos se encuentran los vectores de trasmisión, que son otros organismos que los transmiten entre portadores. Los virus vegetales se propagan frecuentemente por insectos que se alimentan de su savia, como los áfidos, mientras que los virus animales se suelen propagar por medio de insectos hematófagos. Por otro lado, otros virus no precisan de vectores: el virus de la gripe (rinovirus) se propaga por el aire a través de los estornudos y la tos, y los norovirus son transmitidos por la vía fecal-oral, o a través de las manos, alimentos y agua contaminados. Los rotavirus se extienden a menudo por contacto directo con niños infectados. El VIH es uno de los muchos virus que se trasmiten por contacto sexual o por exposición con sangre infectada. No todos los virus provocan enfermedades ya que muchos virus se reproducen sin causar daño al organismo infectado.

Los avances en la caracterización de los virus a nivel molecular, sugieren que los virus co-evolucionan con sus organismos huéspedes, debido a que los virus son parásitos intracelulares extremos y, por lo tanto, requieren de la supervivencia del huésped para poder asegurar su propia supervivencia. Es interesante notar que cuando un virus se replica en su huésped natural, tiende a no causar enfermedad en el mismo o causa una enfermedad leve y auto limitada, en la mayoría de los casos. Varios de los virus conocidos producen enfermedades severas sólo cuando infectan organismos diferentes a sus huéspedes naturales. Lo anterior sugiere que buena parte de los virus asociados con la producción de enfermedades, son virus que están en proceso de adaptarse a un nuevo tipo de huésped y que una vez lograda dicha adaptación, la estrategia del virus consiste en perpetuarse y propagarse sin afectar al organismo huésped.

Existen opiniones dispares sobre si los virus son una forma de vida o estructuras orgánicas que interactúan con los seres vivos. Por ello algunos autores se refieren a ellos como «organismos al límite de la vida». Por una parte se asemejan a los organismos que tienen genes y evolucionan por selección natural y se reproducen creando múltiples copias de sí mismos para auto-ensamblarse. Sin embargo, carecen de estructura celular, lo cual es considerado la unidad básica de la vida. Además, los virus no tienen un metabolismo propio, y necesitan una célula hospedadora para crear nuevos productos. Por tanto, no se pueden reproducir en el exterior de una célula huésped (aunque bacterias como Rickettsia y Chlamydia son considerados organismos vivos a pesar de tener la misma limitación). Las formas de vida aceptadas utilizan la división celular para reproducirse, mientras que los virus aparecen de forma súbita y en gran cantidad dentro de las células, lo que es análogo al crecimiento autónomo de los cristales. El auto-ensamblaje de los virus dentro de las células tiene implicaciones para el estudio del origen de la vida, pues refuerza las hipótesis de que la vida podría haber comenzado en forma de moléculas orgánicas auto-ensamblantes.

Son unas 100 veces más pequeños que las bacterias. La mayoría de los virus estudiados tienen un diámetro de entre 10 y 300 nanómetros. Algunos Filovirus tienen un tamaño total de hasta 1.400 nm, sin embargo, sólo miden unos 80 nm de diámetro. Una partícula vírica completa, conocida como virión, consiste en un ácido nucleico rodeado por una capa de protección proteica llamada cápside. Las cápsides están compuestas de subunidades proteicas idénticas llamadas capsómeros. Los virus tienen un «envoltorio lipídico» derivado de la membrana celular del huésped. La cápside está formada por proteínas codificadas por el genoma vírico, y su forma es la base de la distinción morfológica.

Los virus sufren cambio genético por diversos mecanismos. Estos incluyen un proceso llamado deriva genética en el que las bases individuales del ADN o el ARN mutan en otras bases. La mayoría de estas mutaciones puntuales son imperceptibles pues la proteína que codifica el gen no cambia, pero aún así, puede conferir ventajas evolutivas como resistencia a los medicamentos anti-víricos. El cambio antigénico se produce cuando hay un cambio significativo en el genoma del virus. Esto ocurre como resultado de una recombinación genética. Cuando esto se produce en los virus de la gripe, pueden resultar pandemias. Los virus ARN suelen existir como quasi-especies o en enjambres de virus de la misma especie pero con secuencias de nucleósidos del genoma ligeramente diferentes. Estos grupos son un objetivo destacado por la selección natural.

Pues bien aún no hemos salido del todo de la pandemia de la COVID-19, pero la ciencia ha ido desbrozando el camino y ya no estamos en la situación del 2020. Este Coronavirus causante de esta última pandemia se alega proviene de una especie de murciélago asiático, que en un mercado húmedo hizo un desbordamiento. ¿Qué significa esta palabra? 

Desbordamiento es cuando los virus saltan de una especie de huésped hacia otra, provocado generalmente en el hacinamiento entre animales silvestres y domésticos y termina finalmente en humanos, al éstos convivir o consumir los animales infectados.

Ahí están los virus por millones, muchos inofensivos y beneficiosos, diríamos que fundamentales, pero también hay otros aún desconocidos y potencialmente letales que pudiesen proliferar y crearnos peores crisis epidemiológicas que las  conocidas.

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*Programa Punto de Encuentro, de Radio Ariguanabo, Septiembre 28, 2022.