Los virus y su hablamiento: comunicación viral y posibles implicaciones en biomedicina

¿Qué es un virus? Esta es una pregunta difícil de contestar si nos ponemos a pensar de forma estricta. En latín »virus» significa toxina o veneno, esto no está lejos de la verdad debido a que estos infectan células de distintos tipos para poder replicarse y reproducirse. Se les conoce como »agentes biológicos acelulares» y en muchos libros de texto incluso se definen como »agentes no vivos» debido a que no pueden reproducirse de forma independiente sin la presencia de células a las cuales usar de hospedero. Si bien se conoce en bastante detalle la complejidad de cómo los virus infectan a sus hospederos, se replican y utilizan la maquinaria celular de otros seres vivos para generar más particulares virales, este pasado 18 de Enero el mundo de la microbiología quedó perplejo por la publicación de un trabajo muy novedoso que entrega las primeras luces sobre un proceso que va a dar mucho que hablar en el futuro: la comunicación viral. Zohar Erez y científicos del grupo de investigación de Gil Amitai y Rotem Sorek del Departamento de Genética Molecular del Instituto Weizmann de Ciencias en Israel publicaron la semana pasada un artículo en la revista Nature que demuestra que fagos (virus que infectan bacterias) de Bacillus subtilis pueden elegir entre seguir un ciclo lítico (replicación del ADN viral dentro de la bacteria, lo cual la mata) o lisogénico (»unir» el ADN viral al ADN de la bacteria para protegerlo y e infectar la bacteria) mediante moléculas que son reconocidas por ellos, ó sea, estos virus o fagos »hablan» entre sí para decidir si matan o infectan bacterias.

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Ciclo lítico y lisogénico (www.blogdebiologia.com)

Para llegar a estos resultados los investigadores partieron por un procedimiento bastante simple (lo cual lo hace aún más genial). Primero inyectaron fagos en un cultivo de bacterias Bacillus subtilis y encontraron que al hacer esto el virus tendía a matar las bacterias (ciclo lítico). Luego filtraron el contenido del recipiente donde estaban las bacterias para remover tanto a éstas como a los virus, pero reteniendo proteínas pequeñas. Utilizaron este líquido en un cultivo fresco de Bacillus subtilis con fagos (igual que el primero) y observaron algo sorprendente: ahora los virus tendían ahora a colocar su ADN dentro del ADN de la bacteria (ciclo lisogénico) e infectarlas sin matarlas y cambiando radicalmente el comportamiento de estos virus. El equipo de los isrealíes Gil Amitai y Rotem Sorek identificó a la proteína que es responsable de este cambio en el comportamiento de los virus y la nombró »arbitrium», del latín »decisión».

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Gil Amitai

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Rotem Sorek

El equipo de biólogos moleculares no se quedaron solamente ahí, también demostraron que arbitrium es una señal de alerta para los virus que les dice literalmente: »el que guarda siempre tiene». Las cantidades de arbitrium en el medio donde crecen los virus y las bacterias aumenta a medida que más virus infectan y matan bacterias, por lo tanto, cuando hay mucho arbitrium los virus sabrían que quedan pocas bacterias en el medio para infectar y poder reproducirse y de ahí su cambio de comportamiento al ciclo lisogénico, donde no hay muerte bacteriana y sí integración del ADN viral al genoma bacteriano. Al parecer arbitrium es, por así decirlo, un sistema de ahorro de recursos que poseen estos virus.

Muchas preguntas quedan por resolver aún de este sistema de comunicación de estos virus, tales como la posibilidad de que existan otras moléculas que entreguen mensajes diferentes o que exista comunicación entre distintas especies de virus. Estos mismos investigadores ya identificaros otras proteínas similares a arbitrium que secretan otros virus que infectan Bacillus subtilis y que posiblemente entregan mensajes similares. También han identificado proteínas que son capaces de reconocer a arbitrium y responder frente a esta señal. Todo un circuito orquestado para poder evitar la sobreutilización de lo recursos para infectar que tienen estos virus.

Pese a que la »comunicación viral» es un campo que está aún en pañales, la pura idea posee importancia biomédica de tamaño colosal. Peter Fineran, famoso microbiológo de la Universidad de Otago en Nueva Zelanda dijo en una entrevista para Nature News que este hallazgo podría tener implicancias enormes para virus que afectan organismos más complejos, tales como el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) o el virus de la hepatitis humana. Se podrían diseñar drogas que estructuralmente se parezcan a las moléculas de comunicación viral (como arbitrium) y de esta forma »engañar» a los virus que maten células al infectarlas y que solamente entren en un estado de ciclo lisogénico sin matar células de nuestro cuerpo. Al parecer una droga que ponga en »stand-by» a un virus patógeno podría ser una excelente terapia contra variadas enfermedades, e incluso, epidemias.

Cuando podamos leer y hablar »virus» quizás podremos acceder a mejores tratamientos y entender de mejor manera cómo se desarrollan las enfermedades de origen viral.
Fuente:
Erez y cols. Nature (2017) 
Nature News
Ver: Ciclo lítico y lisogénico: http://amoebasisters.tumblr.com/post/134960511797/lytic-vs-lysogenic-viral-replication-cycles