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Virus, en la frontera de la vida


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Figura 1. Microfotografía coloreada del virus SARS-CoV2, responsable de la COVID19. Foto NiaidPlanet Pix via Zuma Press Cordon Press

De cuando en cuando, los virus acaparan trágicamente las portadas de los medios de comunicación. El VIH, el Ébola, la Gripe A, el SARS,  el MERS y ahora el SARS-CoV2 nos recuerdan regularmente que estas minúsculas entidades son capaces de poner en jaque a la supuesta especie dominante del planeta.

Esto provoca regularmente una proliferación, hoy casi monotemática, de noticias llenas de  conceptos poco conocidos: PCR, replicación,  inmunoglobulinas, tasa reproductiva, y un sinfín de términos que, debido a la falta de familiaridad, producen una gran incertidumbre e incredulidad en la población. En éste y sucesivos artículos intentaremos aclarar lo mejor posible la mayor parte de ellos.

La humanidad ha convivido desde siempre y prácticamente a diario con multitud de enfermedades víricas como la poliomelitis, la viruela, la varicela, el sarampión, la gripe, la rubeola, el herpes o el resfriado común, entre muchas otras.

A pesar de que muchas de estas enfermedades se conocen desde la antigüedad, el primer virus no fue descubierto hasta 1899. Desde entonces, el estudio de estos agentes infecciosos nos ha permitido comprender su extraña estructura, así como los procesos de infección y el porqué de la dificultad de tratamiento y cura de las enfermedades víricas.

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Figura 2. Códice Ramírez sobre  la peste de viruela.

Para gran parte de la población, sin embargo, siguen siendo unos grandes desconocidos, asumiendo que son similares a otros organismos infecciosos como bacterias y hongos. Nada más lejos de la realidad, dado que la estructura y funcionamiento de éstos no se asemeja a ningún otro ser vivo, salvo el hecho de compartir el mismo tipo de material genético y del empleo de proteínas, tanto estructurales como funcionales.

Los virus son estructuras orgánicas extremadamente simples, muchas veces reducidas exclusivamente a una fibra de ácido nucleico envuelta en una sencilla cápsula de proteínas. De hecho, son incapaces de realizar ninguna función por sí mismos, necesitando penetrar en una célula para poder utilizar las estructuras y mecanismos de ésta con el fin de producir nuevos virus.

Esto ha llevado a plantearnos si nos encontramos ante verdaderos seres vivos o si sería más adecuado hablar de partículas orgánicas con capacidad de infección o «paquetes moleculares», como los define la Dra. Teri Shors, de la Universidad de Wisconsin-Oshkosh, pero carentes de vida.

Este tema se lleva discutiendo desde el descubrimiento del virus del mosaico del tabaco en 1899, el primer virus conocido. A pesar de que no existe un consenso absoluto entre la comunidad científica, la mayoría de los especialistas consideran que los virus no están realmente vivos o, al menos, que se encuentran en una delgada línea fronteriza entre los seres vivos y las partículas orgánicas carentes de vida propia. Pero para seguir avanzando en esta idea, debemos comprender primero cómo es la estructura de un virus.

Material genético envuelto en proteína

A pesar de que existen muchos tipos y estructuras diferentes, el esquema fundamental es común a todos los virus y consiste en una cápsula de proteínas (cápside) que envuelve y protege al material genético, que puede ser una cadena simple o doble de ADN o de ARN. Por eso hablamos de “virus ADN” o “virus ARN” y, dentro de cada tipo, monocatenarios o bicatenarios.

Algunos presentan además una envoltura lipídica cuando se encuentran fuera de la célula, constituida por una bicapa de lípidos con glicoproteínas incluidas que pueden sobresalir a modo de espículas, como ocurre en los coronavirus, dándoles ese aspecto característico.

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Figura 3. Las dos organizaciones básicas de los virus.

Estas proteínas tienen diversas funciones, principalmente a la hora de unirse y penetrar en las células que infectan. Las glicoproteínas espiculares suelen tener carácter antigénico y generan la formación de anticuerpos en el organismo que infectan.

La mayor parte de esta envuelta proviene de la célula infectada, y es adquirida por el virus al emerger de ésta. Sin embargo, las glicoproteínas externas están codificadas en el genoma víruco.

En cuanto a la forma, los virus pueden presentar estructura helicoidal, icosaédrica o incluso esférica. Algunos tipos, como los bacteriófagos, presentan estructuras accesorias para inyectar su material genético en las células bacterianas que infectan.

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Figura 4. Distintas estructura virales.

Los virus presentan un tamaño muy pequeño, aproximadamente 100 veces inferior al de una bacteria. La mayoría miden entre 10 y 30 nanómetros (un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro). Debido a ello, salvo escasas excepciones, no son visibles al microscopio óptico. Este pequeño tamaño es también el causante de que estos agentes infecciosos no fueran identificados hasta finales del siglo XIX, a pesar de que las enfermedades provocadas por éstos se conocen desde la antigüedad.

Mecanismo de infección

Todos los virus infectan seres vivos, dado que es la única forma en la que pueden perpetuarse. Existen virus que infectan animales, plantas, hongos, bacterias, protistas o incluso otros virus.

El mecanismo es relativamente sencillo, pero no por ello extremadamente especializado. Cuando la partícula viral llega a la célula huésped, se produce un reconocimiento entre las proteínas de la cápside y de la membrana celular. Este reconocimiento que puede ser muy específico, por ejemplo, el virus de la influenza humana tiene una gran afinidad por receptores presentes en el epitelio ciliado de la mucosa nasal y en las células no ciliadas de bronquiólos y alveólos; por lo que su infección es principalmente respiratoria. Por su parte, el VIH tiene gran afinidad por los linfoticos T humanos, que son las únicas células que infecta, y de ahí su catastrófica acción sobre el sistema inmune.

Una vez reconocida la célula huésped, el virus debe introducirse o, mejor dicho, introducir su material genético en la célula. Esto suele suceder mediante dos mecanismos. En el primero, típico de los virus sin envoltura, las proteínas de la cápside vírica se unen a unos receptores específicos que producen que la célula “engulla” al virus mediante el proceso conocido como endocitosis. Otra forma, en los virus con envoltura, es la fusión de las membranas (recordemos que son compatibles, dado que la mayor parte de la envoltura vírica proviene de la célula infectada de la que salió la partícula viral). En algunos caso se producen mecanismos más complejos, como es el caso de los virus bacteriófagos (figura 4), que inyectan su material genético en el interior de la célula bacteriana dejando la cápside y resto de estructuras en el exterior.

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Figura 5. Ciclo vital del virus la Hepatitis C. Dibujo: Jose Angel Martinez-Gonzalez

Ya en el interior, la envuelta proteica o cápside es degradada por enzimas virales o de la propia célula, quedando el material genético del virus libre para replicarse utilizando los ribosomas y la mayor parte de las enzimas necesarias de la célula infectada. Una vez replicado el ADN o ARN del virus y sintetizadas las proteínas que codifica (tanto las formadoras de la cápside como las que intervienen en el proceso de replicación), tiene lugar el ensamblaje de los nuevos virus.

Estas nuevas partículas virales se liberarán mediante lisis de la célula (lo que implica, lógicamente su destrucción) o bien, en el caso de los virus con envoltura, abandonarán la célula por exocitosis o gemación, es decir, se aproximan a la membrana y salen al exterior envueltos en una porción de ésta, que formará la parte principal de la envuelta del virus.

¿Bicho o estructura molecular compleja?

La definición de vida no es algo universalmente aceptado, lo que añade una dificultad extra a la hora de definir el estado de los virus dentro o fuera de los seres vivos. Sin embargo, y con todo lo visto hasta ahora, hay varias razones que nos pueden llevar a inclinarnos hacia la opinión de que los virus no sean realmente seres vivos.

La primera de ellas es que no poseen la unidad elemental de la vida, la célula. Como hemos visto, los virus no tienen estructura celular, no hay citoplasma, ni orgánulos, ni membrana celular si exceptuamos a los virus con envoltura que, además, en su mayor parte proviene de la célula infectada.

Los virus no tienen actividad metabólica por sí mismos, no existe ningún proceso de nutrición, reacciones químicas ni excreción; no pueden reproducirse ni evolucionar sin ayuda de la maquinaria celular de sus huéspedes. Cuando están fuera de la célula, se limitan a vagar como materia orgánica inanimada, sin capacidad de intercambiar ningún tipo de energía ni información con el medio externo.

¿Y de donde han salido?

Como podemos suponer, el origen de los virus no está ni mucho menos dilucidado. Existen varias hipótesis sobre cómo y cuándo se desarrollaron. La conocida como «hipótesis de escape», postula que los virus habrían surgido a partir de fragmentos de material genético de las células, posiblemente a partir de elementos móviles como los transposones, que habrían “escapado” de éstas y habrían comenzado a reproducirse al introducirse en otras células.

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Figura 6. Clasificación de los virus según su estructura y material genético

Otra explicación es la que considera que los virus se originan a partir de endoparásitos con estructura celular que fueron perdiendo todos los genes necesarios para el metabolismo y la reproducción, quedando totalmente dependientes de las céluas.

Por último, la hipótesis de la coevolución atribuye a los virus un origen anterior a las células, en el mundo de los potobiontes, hace más de 4.000 millones de años, a partir de cadenas de ácidos nucleicos capaces de autorreplicarse, existiendo durante millones de años independientemente de las células.

En cualquier caso, parece poco probable que los virus sean un grupo monofilético, es decir, con un único antecesor común. Todo indica, más bien, que el proceso o procesos que ha llevado a su aparición se ha repetido en varias ocasiones y, posiblemente, a lo largo de la historia de la vida.

Los malos de la película

Todos los virus son agentes infecciosos, que atacan a todo tipo de seres vivos; animales, plantas, hongos, bacterias y arqueas sufren numerosas infecciones víricas. Es cierto que también existen algunos ejemplos de virus que no solo no parecen producir enfermedades con su infección, sino que además podrían ser beneficios para el huésped. Recientemente se han descubierto virus que parecen tener un papel en la regulación del funcionamiento intestinal y en el desarrollo del sistema inmunitario y del sistema nervioso. Así mismo, se están desarrollando variadas líneas de investigación que utilizan virus para insertar genes en animales de experimentación, e incluso se está trabajando con virus oncolíticos, virus modificados para atacar y destruir únicamente células tumorales.

Es muy posible además que los virus hayan jugado un importante papel en la evolución de la vida en la Tierra, al haber funcionado como transmisores horizontales de genes. Los retrovirus son unos virus de ARN que se replican de una forma especial: a partir de su cadena de ARN monocatenario, y gracias a una enzima llamada transcriptasa inversa, se produce una cadena doble de ADN, que se inserta en el ADN de la célula infectada. Cuando la célula huésped transcribe su ADN, lo hace también con el inserto viral, que se comporta como un gen más de la célula, pero formando nuevas partículas virales. En ocasiones, los mecanismos celulares consiguen silenciar el gen vírico y éste queda, desprovisto de capacidad infecciosa, formando parte del genoma de la célula huésped. En el ADN no codificante del ser humano (todo el ADN que no se traduce en proteínas) se ha identificado cerca de un 10% de ADN procedente de retrovirus, que pueden llegar a tener importantes funciones en la regulación génica, como parecen demostrar algunas investigaciones recientes sobre desarrollo del sistema nervioso.

Todo esto ha provocado la existencia de movimientos pseudocientíficos que situándose en el extremo del absurdo, afirman que no existen los virus malos. Que en realidad todos son inofensivos o beneficiosos y que las enfermedades que atribuimos a estos agentes infecciosos son en realidad producto del estrés, la energía negativa, las experiencias traumáticas infantiles o los malos actos realizados en vidas pasadas, dependiendo de la variante de conspiranoicos con la que nos encontremos.

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La viruela, que se considera erradicada desde 1980, produjo cerca de 300 millones de muertes en el mundo durante el siglo XX

Lamentablemente, esto no es así, y los virus son los causantes de un gran número de enfermedades, como comentábamos al principio, que pueden ir desde algunas infecciones relativamente leves, como el virus del resfriado hasta índices de mortalidad cercanos al 80% en algunos tipos de Ébola. Incluso, enfermedades emergentes con tasas de mortalidad no demasiado altas, como la pandemia de SARS-Cov2 que origina la COVID19, pueden producir verdaderas catástrofes al ser virus nuevos, aún sin estudiar y sin vacuna disponible.


  1. apalankator
    24 agosto, 2020 a las 12:42

    Interesantísimo artículo, muchas gracias por tu trabajo

    Le gusta a 1 persona

  2. Galbi
    24 agosto, 2020 a las 13:44

    Un artículo resumido pero muy completo. Excelente para tener un pantallazo general.
    Gracias

    Le gusta a 1 persona

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