Ciencia

Virus ancestrales.

Riesgos globales a causa de su liberación y el misterioso rol que cumplen en el ADN humano.

Alejandro Bertochi

20 de dic. de 2023 9 min de lectura

Investigadores chinos han descubierto un nuevo virus escondido en el fondo de la fosa más profunda del mundo. Los patógenos de los sedimentos de la Fosa de las Marianas, islas frente al sur de Japón, infectan y multiplican bacterias que se encuentran combinadas en las profundidades del mar.

El agente causal se encontró en sedimentos a 8 km bajo el nivel del mar. Los virus son bacteriófagos: es decir, viven comiendo bacterias, infectándose y multiplicándose.

Yue Su, una de las autoras del estudio, dijo que “la investigación actual sugiere que no hay precedentes de que infecte a los humanos y la vida marina, porque su huésped son las bacterias”. Por lo tanto, puede almacenar la nueva cepa en un laboratorio ordinario a aproximadamente 4 grados Celsius. El equipo acaba de publicar su informe en Microbiology Spectrum.

https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.01912-23

Según estimaciones, el próximo problema de salud mundial podría provenir del hielo o de las profundidades del océano. En el verano de 2022, un equipo de investigación viajó a Groenlandia para recolectar muestras de suelo, desechos humanos y animales de los vertederos durante y antes de la epidemia de viruela. Su objetivo era evaluar el riesgo de que el calentamiento y descongelamiento del permafrost ártico (una superficie permanentemente congelada no cubierta por hielo o nieve) pudiera liberar patógenos peligrosos.

“Las temperaturas en el Ártico están aumentando dos veces más rápido que en el resto del mundo. Y es evidente que hay patógenos viables acechando en el suelo”, afirmó, en un artículo de Science, Marion Koopmans, viróloga del Centro Médico Erasmus, que dirige un consorcio europeo denominado Observatorio Versátil de Enfermedades Infecciosas Emergentes (VEO) donde se está estudiando cómo el calentamiento en latitudes septentrionales podría influir en las enfermedades infecciosas. “Lo que hemos descubierto es que se encuentran virus infecciosos en el permafrost”, afirmó la especialista.

“Las probabilidades de que la viruela o algo comparablemente peligroso surja del suelo después de siglos de estar congelado son bajas”, informó a Science el microbiólogo veterinario Frank Aarestrup, quien dirige el proyecto VEO con Koopmans y cuyo laboratorio en la Universidad Técnica de Dinamarca ha estado examinando las muestras del basural. De todas formas, “es mejor que lo investiguemos ahora”, dijo el especialista. Sin embargo, a algunos científicos les preocupa que el esfuerzo en sí pueda desencadenar un patógeno humano.

Los investigadores de la Universidad de Aix-Marseille fueron los primeros en aislar el virus del antiguo permafrost.

En 2014 y 2015, el grupo informó sobre una muestra de suelo siberiano congelado durante 30.000 años que contenía ADN de dos virus importantes que pueden infectar amebas pero que no representan una amenaza para los humanos.

En uno de los últimos números de la revista Viruses (https://www.mdpi.com/1999-4915/15/2/564 ), el mismo equipo, dirigido por el experto en genoma Jean-Michel Claverie y la científica de materiales Chantal Abergel, identificó otros 13 virus gigantes del permafrost que infectan a las amebas, una de las cuales ya tiene 48.500 años.

Los patógenos más problemáticos pueden provenir del suelo naturalmente congelado. En el verano inusualmente caluroso de 2016, el Bacillus antharacis, que causa ántrax y se esconde en el suelo en todo el mundo, infectó a 36 personas, incluido un niño de 12 años, en Siberia; también mató a 2.649 ciervos.

Pero vincular la pandemia con el cambio climático no es fácil. Hace más de 100 años, repetidos brotes de ántrax diezmaron a los renos siberianos, y la Unión Soviética comenzó a vacunar a estos animales en 1930.

Una disminución en los casos llevó al gobierno ruso a poner fin a su programa de vacunación en 2007, lo que puede haber ayudado a allanar el camino para la Brote de 2016.

El trabajo de VEO en Groenlandia se ha vuelto más importante a medida que la guerra en Ucrania ha interrumpido la cooperación externa en Siberia, hogar de gran parte del permafrost del mundo.

Durante una visita el verano pasado, el grupo empresarial reconoció 360 muestras de suelo y observó que el vertedero tenía en algunos casos hasta 3 metros de altura.

Hasta ahora, la investigación del equipo ha identificado varias bacterias Clostridium, incluidas algunas que causan intoxicación alimentaria, shock tóxico y botulismo. Muchas muestras todavía están siendo analizadas.

Los investigadores están tomando precauciones para prevenir la infección, usando ropa protectora en el lugar y solo se visita el área donde los arqueólogos están tomando muestras. El laboratorio analiza muestras en condiciones estériles siguiendo estrictos protocolos de bioseguridad.

Existe la preocupación de que los patógenos de la enfermedad del permafrost puedan infectar a los animales y luego a los humanos. Cuando los nórdicos se asentaron en la isla alrededor del año 1000 a. C., trajeron ovejas con ellos, pero tanto los animales como los nórdicos habían desaparecido hacia 1450.

Si el equipo de VEO descubre un patógeno peligroso, Groenlandia podría cerrar determinadas zonas a los turistas y detener las excavaciones arqueológicas.

El misterioso rol de los virus ancestrales incrustados en el ADN humano.

El 8% del genoma está formado por reliquias virales, remanentes silenciosos de antiguas pandemias. Cuando resucitan, pueden jugar un rol en la salud y en la enfermedad.

Hay partículas misteriosas que permanecen silenciosas durante miles de años sin emitir sonido ni realizar ninguna función. Son un tipo de virus ancestral, un remanente de una antigua enfermedad infecciosa que ingresa al ADN de las células sexuales (óvulo o espermatozoide) y se transmite de generación en generación, hasta hoy.

El ocho por ciento del genoma humano está formado por estas inquietantes reliquias virales, sobre las que aún se desconoce mucho. La reactivación del virus, en gran parte no detectada hasta ahora, eventualmente podría desempeñar un papel en la salud o la enfermedad. Por ejemplo, se ha descrito la secuencia de un virus muy antiguo que ayuda al desarrollo de la placenta o promover tumores y enfermedades neurodegenerativas.

Se trata de retrovirus endógenos humanos (HERV), restos virales no transmisibles que permanecen en el organismo tras una infección de nuestros antepasados hace millones de años. Al igual que el VIH, este antiguo retrovirus secuestra el material genético de las células para replicarse. En este caso, en algún momento de su evolución, estos virus infectaron células sexuales y albergaron material genético viral en el genoma de nuestra especie, manteniendo su presencia durante millas de años.

“Se ha visto que algunos son comunes en otros mamíferos, así que pueden haber sido de una época de pandemia. Para que tuviese impacto en la evolución tuvo que ser una pandemia enorme, que afectó a muchos mamíferos y donde tuvieron la capacidad de acceder a células germinales y expandirse”, explica María del Mar Tomás, Microbióloga del Complexo Hospitalario Universitario de A Coruña y portavoz de la Sociedad Española de Infecciosas y Microbiología Clínica (SEIMC).

Durante mucho tiempo, estos restos de infecciones pasadas se consideran pasajeros silenciosos de nuestro genoma. Debido a que está defectuoso o dañado debido a cambios epigenéticos, también se le ha considerado parte del llamado ADN basura porque no codifica proteínas. Pero la comunidad científica profundizó en su papel en el cuerpo y descubrió que están presentes tanto en tejidos sanos como enfermos y pueden funcionar en todos estos tejidos.

“Con la evolución han adquirido múltiples funciones. Algunas de estas partículas tienen funciones buenas, como modular la inmunidad o protegernos de otros virus; pero otros se activan de forma mala y pueden causar enfermedades. Antes se asociaba mucho más a la enfermedad, pero otros investigadores han encontrado partículas virales ancestrales en tejido sano, así que, en las enfermedades, se tiene que activar algo más. Puede haber factores externos que hacen que se activen y puedan influir en la salud y en la enfermedad”, reflexiona Tomás.

Aún quedan muchas preguntas en el aire, como qué mecanismos controlan su actividad o su silencio. Pero la ciencia empieza a asociar su aparición con signos de salud o enfermedad.

“No está claro si la expresión de retrovirus endógenos que acompaña a la neuroinflamación es beneficiosa o perjudicial. La evidencia emergente de los estudios ahora respalda que la sobreexpresión de HERV-K [un tipo de retrovirus endógeno humano] en el cerebro humano no es perjudicial y puede ejercer efectos neuroprotectores”, expone un grupo de investigadores chinos e italianos en un artículo publicado en la revista Frontiers in Microbiology (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.01690/full).

También se ha demostrado que estos retrovirus endógenos están involucrados en el crecimiento embrionario: la sincitina, por ejemplo, es una proteína originada por un gen derivado de virus incrustados en el organismo hace millones de años y tiene una función clave para ayuda a formar la membrana de la placenta que se adhiere al útero.

Participación en el desarrollo de tumores.

Pero no todos tienen buenas cualidades, HERV-K tiene varias copias en el genoma humano y uno de sus subtipos, HML-2, también se ha asociado con algunos cánceres y enfermedades neurodegenerativas cuando se expresa de manera anormal en tejidos adultos.

"El HML-2 participa en el desarrollo del cáncer, ya que su expresión está asociada con varios tipos de cáncer, incluidos el teratocarcinoma, el tumor de células germinales, el melanoma, el cáncer de ovario y el cáncer de próstata", señala otro estudio de los Institutos Nacionales de EEUU.

Desde este punto de vista, estudios recientes han relacionado la actividad de este tipo de restos virales con el desarrollo del glioblastoma, uno de los tumores cerebrales de peor pronóstico.

"Informamos la expresión patológica de HML-2 en gliomas malignos, asociada con un fenotipo de células madre tumorales y un mal resultado tanto en el líquido cefalorraquídeo como en el tejido tumoral", explicaron los autores Joan Seoane, profesor de investigación ICREA y codirector del programa de Investigación Preclínica y Trasnacional del Instituto de Oncología Vall d'Hebron (VHIO), admite que el conocimiento sobre el papel de estos antiguos fragmentos virales es todavía muy limitado. "Lo sabemos. Es muy pequeño, pero creemos que es muy importante".

Según los científicos, estos residuos retrovirales vinculados mutan y nada cambia, pero al cuerpo no le gustan y los silencia a través del epigenoma, toda una red de compuestos químicos y proteínas que contribuyen a la adhesión celular.

El orden no cambia, pero provoca cambios químicos que afectan la función. "Así, en las células normales donde el epigenoma está regulado, no ocurre nada, pero en los tumores donde todo está desregulado, la hipometilación del ADN (este fenómeno causa inestabilidad cromosómica y contribuye así al desarrollo de células cancerosas) deja al virus ante un posible despertar.

"Como el cáncer es anormal, despierta cosas que han estado en silencio durante millones de años", explica Seoane.