domingo, 24 de septiembre de 2017

A VUELTAS CON LOS VIRUS

   Para finalizar una semana plagada de menciones a los virus, esta sobremesa me volvían a poner una película que ya trabajamos en el blog con anterioridad y que sigue dando mucho de sí pese a su escasa rigurosidad científica: Mission Imposible II. No encuentro una manera mejor de cerrar la semana que a través un post en el que desentrañemos la naturaleza de estos microorganismos. 



   Si bien han pasado a la historia de la ciencia por ser responsables de la transmisión de enfermedades como el SIDA, la gripe, el sarampión, la varicela o otras que comienzan a sonar más en los medios como el Zika o el Chikunguya, hemos sido capaces de darle la vuelta a su peligrosidad y llevarla a nuestro terreno como vectores de transmisión de genes de gran utilidad en terapias de recombinación genética o incluso como potencial estrategia para destruir células tumorales.

   Refrescamos de nuevo la sinópsis de la película:  La misión del agente especial Ethan Hunt consiste en impedir que un despiadado ex-agente que se ha convertido en terrorista internacional se apodere de un virus mortal  (el virus Quimera) y soltarlo sobre Australia si no son atendidas sus pretensiones. El virus puede acabar con la vida de una persona en menos de 48 horas si no se consigue el antídoto, el Belerofonte, por lo que este terrorista puede causar una epidemia a escala mundial. 

Malo malísimo de la película

   Durante la película se aborda brevemente imágenes del virus en cuestión infectando y destruyendo las células sanguíneas humanas y provocando la muerte del infectado en cuestión de 34 horas.

   Comencemos desde el principio. ¿Qué son los virus? Todos los virus son formas acelulares microscópicas (0.02 a 0.3 micras de diámetro) y están constituidos por un fragmento de ácido nucleico rodeado por una cubierta proteica. Aunque son formas muy sencillas, cada virus posee su propia información genética en forma de ADN o ARN, nunca los dos tipos juntos

   En un principio el término “virus” del latín “veneno” designaba a cualquier sustancia que causara daños en el organismo humano. Más tarde se les denominó “virus filtrabilis” ya que era capaz de pasar por filtros de porcelana de laboratorio, observándose tanto en enfermedades de plantas como en ganado. No fue hasta el descubrimiento del microscopio electrónico y desarrollo de la bioquímica analítica cuando se pudo estudiar su estructura y composición química. Concretamente fueron descubiertos por Iwanovski en 1892 como agentes causantes del mosaico del tabaco 

   Aquí viene el lío. La definición lo deja claro, son seres acelulares, no presenta célula alguna, ni procariota ni eucariota (enteraros ya de una vez queridos alumnos de Anatomía aplicada) únicamente una cápsida proteica que engloba ácido nucleico ¿cumplen las funciones vitales? Está claro que se reproducen, aunque para ello necesiten una célula hospedadora. ¿se relacionan? ¿Ven Hombres, Mujeres y Viceversa? ¿Votarían a favor de la independencia catalana?

   Algunos autores no los consideran formas vivas ya que necesitan obligatoriamente una célula hospedadora para poder completar su ciclo vital. Desde esta perspectiva, los virus son siempre parásitos intracelulares obligados, alternando una fase extracelular inerte (llamada virión) y una fase intracelular activa.

   ¿Cómo están compuestos? La estructura de los virus resulta ser uno de los momentos más apetecibles por el alumnado cuando toca explicar estos temas en mis clases. Basándome en una idea extraída de un curso de microbiología comencé a explicarla como si de un bombón Ferrero Rocher se tratase. Curioso, pero cierto, la estructura interna del virus es sencillamente idéntica a la de una de estas delicias.

La deliciosa estructura interna de un virus

   La partícula vírica o virión está constituida por un fragmento de ácido nucleico encerrado en una cubierta proteica denominada cápsida. El tipo de ácido nucleico da una primera clasificación de los virus. Este ácido nucleico puede ser ADN o ARN, mono o bicatenario, (alguna vez se ha descrito un ARN bicatenario). A su vez, la estructura y simetría de la cápisda va a condicionar una segunda forma de clasificación, encontrándonos virus con simetría helicoidal, virus icosaédricos o virus complejos.  Algunos están recubiertos por una envoltura membranosa lipídica que procede de la última célula hospedadora que parasitó (virus con envuelta). Otros sin embargo no poseen está cubierta, (virus desnudos). 

Estructura de un virus
   Una tercera forma sencilla de clasificar un virus sería ateniéndonos al tipo de célula que infecta, dependiendo de la célula que parasite se podría clasificar a los virus en: parásitos de bacterias (bacteriófagos, esos virus que por su estructura más parecen alienígenas o naves espaciales) de parásitos de plantas y parásitos de animales. 

Tipos de virus
   ¿Cómo actúa un virus? En la película se observa una secuencia de imágenes en las que el virus quimera penetra en los eritrocitos de una persona afectada , se multiplica y destruye posteriormente estas células. Básicamente esto hace un virus, necesita penetrar en una célula hospedadora, secuestrar su maquinaria metabólica para lograr sintetizar las proteínas de su cápsida y replicar su material genético. 

   En el caso del virus VIH, responsable de la transmisión del SIDA, es un virus cuyo material genético es ARN, que infecta células cuyo material genético es ADN. Este tipo de virus recibe el nombre de retrovirus y necesitan una proteína llamada "retrotranscriptasa o transcriptasa inversa" que ayudará a convertir ese ARN en el ADN compatible. Una vez que se ha pasado de ARN monocatenario a ADN, se inserta dentro del ADN propio de la célula infectada donde se comporta como un gen más.



   Mientras el virus es extracelular no es capaz de reproducirse, por lo tanto es necesario que el virión penetre en una célula hospedadora para que comience su ciclo reproductivo y que aparezcan nuevos virus. Este es el denominado ciclo LÍTICO. Sin embargo existen virus que al penetrar en las células hospedadoras, permanecen en ellas sin que aparezcan nuevas partículas víricas, estos virus siguen un ciclo LISOGÉNICO.   


CICLO LÍTICO DE UN VIRUS: Se denomina así porque la célula infectada muere por rotura al liberarse las nuevas copias virales. Consta de las siguientes fases:
  • Fase de adsorción o fijación: El virus se une a la célula hospedadora de forma estable. La unión es específica ya que el virus reconoce complejos moleculares de tipo proteico, lipoproteico o glucoproteico, presentes en las membranas celulares. 
  • Fase de penetración o inyección: el ácido nucleico viral entra en la célula mediante una perforación que el virus realiza en la pared bacteriana.
  • Fase de eclipse: en esta fase no se observan copias del virus en la célula, pero se está produciendo la síntesis de ARN, necesario para generar las copias de proteínas de la cápsida. También se produce la continua formación de ácidos nucleicos virales y enzimas destructoras del ADN bacteriano. 
  • Fase de ensamblaje: en esta fase se produce la unión de los capsómeros para formar la cápsida y el empaquetamiento del ácido nucleico viral dentro de ella. 
  • Fase de lisis o ruptura: conlleva la muerte celular. Los viriones salen de la célula, mediante la rotura enzimática de la pared bacteriana. Estos nuevos virus se encuentran en situación de infectar una nueva célula.  
Ciclo lítico de un virus

 CICLO DE VIDA LISOGÉNICO (VIRUS ATEMPERADOS

   Lo llevan a cabo los virus que infectan a las bacterias que son virus complejos denominados fagos que no tienen envuelta. Su material genético puede ser ARN o ADN.

   Las dos primeras fases de este ciclo son iguales a las descritas en el ciclo anterior. En la fase de eclipse el ácido nucleico viral en forma de ADN bicatenario recombina con el ADN bacteriano, introduciéndose en éste como un gen más. Esta forma viral se denomina profago, o virus atenuado, mientras que la célula infectada se denomina célula lisogénica.

   En este estado el profago puede mantenerse durante un tiempo indeterminado, pudiendo incluso, reproducirse la célula, generando nuevas células hijas lisogénicas. El profago se mantendrá latente hasta producirse un cambio en el medio ambiente celular que provoque un cambio celular, por ejemplo, por variaciones bruscas de temperatura, o desecación, o disminución en la concentración de oxígeno. Este cambio induce a la liberación del profago, transformándose en un virus activo que continúa el ciclo de infección hasta producir la muerte celular y la liberación de nuevos virus (ciclo lítico).


Ciclo lisogénico de un virus

   En la película se pretende usar el virus quimera como arma biológica de destrucción masiva. Es lo que se conoce como bioterrorismo y que consiste en el uso intencionado de un patógeno o producto biológico para producir daño a personas, animales, plantas u otros organismos para influir sobre la conducta de los gobiernos o intimidar a la población civil»

Fases de un ataque bioterrorista
   Simplemente pensar en que una situación similar a la de la película pudiera darse en la vida real da verdadero terror. Las armas biológicas como tal son rápidas, silenciosas y letales, pueden provocar la muerte de cientos de personas y crear el más absoluto caos en una ciudad sin mostrar rastro de su existencia hasta que sea realmente tarde para adoptar medidas. Además la facilidad de uso es tan sencillo como su dispersión a través del aire, del agua, de la comida o entre personas.  


   A pesar de que el uso de armas biológicas está legislado por la Convención sobre Armas Biológicas que prohibe el desarrollo, producción, y almacenamiento de armas biológicas y toxinas, es conocido que las grandes potencias mundiales han dedicado muchos esfuerzos a desarrollar sus propios reservorios de armas biológicas. Los avances más importantes comenzaron tras la segunda Guerra Mundial, principalmente en los campos de concentración y exterminio, usando presos como ratoncillos de laboratorio. En plena Guerra Fría EEUU y la extinta URSS desarrollaron potentes programas de investigación, pero la llegada de la paz derivó en acuerdos para destruir sus reservorios. (teóricamente me da a mi) Por lo que el riesgo de uso de estas armas provendría, como en la película, de algún grupo terrorista iluminado, y que de hecho ha pasado recientemente más de una vez ya:

    En 2001, 5 personas murieron en Estados Unidos a causa de un ataque con esta bacteria a través de cartas.  En Japón, el ya extinto grupo terrorista «Aum Shinrikyo», que perpetró un ataque con gas sarín en las ciudades de Tokio y Matsumoto (Japón), también intentó realizar varios ataques con las bacterias del carbunco y del botulismo, e incluso viajó a Zaire para conseguir muestras de virus ébola.

Una de las cartas contaminada con el virus del Carbunco
   Igualmente se conocen reservorios para investigación de peligrosos agentes infecciosos responsables de la viruela, el ébola, el carbunco o el virus de Marburgo.... quién sabe si en un futuro podemos vivir nuestra peculiar y dramática Mission Imposible debido al robo y utilización de uno de estos agentes.