Bienvenido al mundo de los virus.
Suena a ciencia ficción, pero siempre que se reemplace "planeta" por "anfitrión", esta descripción básicamente se aplica a un tipo de microorganismo que nos rodea: el virus.
Los virus se componen de dos partes, la cubierta proteica externa y el material genético interno ADN o ARN. Estrictamente hablando, un virus no es vida porque no tiene la capacidad de sobrevivir de forma independiente y no es nada sin su huésped. Pero es el organismo más abundante en la tierra. Está en todas partes, desde los océanos y los bosques, hasta el ganado y las personas que te rodean, hasta tu propia superficie y cuerpo. Este mundo compuesto de virus se llama "virósfera". Dado que sabemos menos sobre los virus que sobre cualquier otra forma de vida, la virosfera siempre ha sido un mundo misterioso para nosotros.
Pero eso está cambiando ahora. Nuestra capacidad para detectar virus está aumentando exponencialmente. En los últimos cinco años, los tipos de virus que hemos descubierto se han multiplicado por 20. Es más, nuestra visión de los virus también está cambiando: estos microorganismos extraños y diversos no son exactamente máquinas asesinas, pero también han desempeñado un papel importante en la evolución de la vida en la Tierra.
Planeta Virus
En términos de cantidad, ningún ser vivo se puede comparar con los virus. Nuestro planeta es de hecho un “planeta de virus”. Un estudio estimó que el número total de virus en la Tierra llega a 10·31. El tamaño de los virus es generalmente del orden de 100 nanómetros. Si estos virus se colocaran uno al lado del otro, su longitud sería de casi 100 millones de años luz, mucho más allá del alcance de la Vía Láctea. En la superficie de la Tierra, cada día se adhieren al polvo unos 800 millones de virus, la mayoría de los cuales son casi desconocidos para nosotros.
Los virus quedan completamente inactivos cuando abandonan el host. Sin embargo, los virus pueden sobrevivir durante períodos de tiempo variables fuera del huésped. El corto dura sólo unos segundos, mientras que el largo puede vivir décadas. Un factor importante que afecta a su tiempo de supervivencia es la temperatura, además de la luz solar, el pH, etc. En ambientes muy calurosos, los virus tienden a morir rápidamente, razón por la cual el calor puede matarlos. Esto incluso puede explicar por qué nuestros cuerpos responden a las infecciones virales con fiebre. En temperaturas frías, los virus pueden sobrevivir durante meses o incluso años sin un huésped. El virus de la viruela puede sobrevivir durante décadas a 45°C.
Una vez dentro del huésped, el virus se activa. Secuestra las células del huésped y copia su propio material genético. El huésped de un virus puede ser cualquier tipo de organismo, animal, planta, bacteria o incluso otro virus. Por ejemplo, un virus pequeño llamado "virus Putnik" depende de un virus gigante llamado "virus Mama" para sobrevivir. Los virus se replican muy rápidamente, comenzando a las pocas horas de la infección; a los pocos días, sus rastros se propagan por las células del huésped.
Aunque los virus están inactivos fuera del cuerpo del huésped, una vez que ingresan al cuerpo del huésped, su comportamiento se vuelve extremadamente complejo. Algunos virus, incluidos los que causan la influenza, el sarampión y la polio, envían señales después de ingresar a un huésped para coordinar las acciones de sus cohortes. Como decidir si atacar o hibernar temporalmente. Los distintos tipos de virus tienen sus propias señales secretas. Además, pueden detectar señales de comunicación entre células huésped u otros virus.
Podemos utilizar este descubrimiento para combatir enfermedades. De hecho, los investigadores han diseñado "espías" virales que pueden detectar señales únicas de otros microorganismos, incluidos E. coli y salmonella, y luego atacarlos y destruirlos. Algún día, podríamos utilizar métodos similares para manipular bacteriófagos, un tipo de virus que infecta específicamente a las bacterias, para matar bacterias resistentes a los medicamentos extremadamente difíciles de tratar.
Describe la virósfera
Aunque tenemos ideas preconcebidas de que los virus solo causan daño a sus huéspedes, de hecho, los virus también pueden traer beneficios a algunos huéspedes. Tomemos, por ejemplo, un hongo llamado Pseudogymnocystis destructans. Cuando el hongo es infectado por un virus, produce más esporas, por lo que el virus ayuda a propagarse.
La interacción entre virus y huéspedes es un campo de investigación en ecología viral.
Esta es una tarea difícil dada su compleja relación, pero hemos logrado algunos avances. En 2017, los ecologistas virales elaboraron el primer mapa de interacciones entre virus y huéspedes, que abarca todas las especies de virus conocidas en ese momento. Las investigaciones muestran que la mayoría de los virus "eligen vivir" con objetivos muy específicos y tienden a infectar sólo a uno o dos huéspedes. Por ejemplo, el virus puede infectar a los perros, pero puede ser impotente contra los gatos a menos que mute. Otro avance en la ecología viral en los últimos años ha sido la expansión del estudio de la virosfera a un reino aún más misterioso: un mundo formado por virus que se especializan en infectar arqueas.
Pero esto es sólo la punta del iceberg. Durante mucho tiempo sospechamos que los virus son los microorganismos más diversos de la Tierra, pero solo teníamos una vaga idea de su número. En los últimos 20 años, se han identificado más tipos de virus que nunca. Por ejemplo, sabemos que existen virus gigantes. Este virus tiene más de 1.000 genes. En comparación, los virus más pequeños tienen sólo 10 genes. Hasta abril de 2019, los investigadores han identificado 195.000 virus.
Pero todavía hay muchos virus que escapan a nuestro control. A medida que mejoran las técnicas analíticas, los investigadores ahora pueden identificar los genes de un virus sin identificar el virus completo. Al utilizar este método, suelen encontrar grandes cantidades de fragmentos genéticos de virus desconocidos.
Cuando el huésped del virus son los humanos, estudiar la ecología viral puede ayudarnos a descubrir amenazas potenciales a tiempo y predecir qué virus pueden saltar al huésped e infectarnos (ver lectura adicional: Dónde puede venir la próxima epidemia de para más detalles ¿Virus?).
Los virus también contribuyen mucho.
Nuestras impresiones sobre los virus son casi siempre negativas, pero, de hecho, los virus han hecho una enorme contribución a la historia evolutiva de la vida en la Tierra.
Los virus evolucionan mucho más rápido que cualquier otro ser vivo, al menos un millón de veces más rápido que nosotros. Los biólogos evolucionistas comenzaron a darse cuenta de que era el nuevo material genético proporcionado por los virus el que ayudaba a evolucionar a otros organismos como animales, plantas y bacterias.
Los virus comparten sus genes con sus huéspedes mediante un proceso llamado "transferencia horizontal de genes". Puedes pensar en la transferencia lateral de genes como el intercambio de cartas en el póquer, donde los jugadores pueden optimizar sus mazos intercambiando cartas en sus manos. Si uno de los dos jugadores tiene cartas (virus) que pueden renovarse constantemente, entonces pueden crear una alianza más competitiva intercambiando cartas.
Los científicos especulan que fue la rápida evolución de los virus, junto con su capacidad para intercambiar genes, lo que permitió a los primeros organismos unicelulares de la Tierra adaptarse rápidamente a casi cualquier entorno. Dado el duro entorno de la Tierra primitiva, que fue tan importante para la vida primitiva, los virus pueden haber desempeñado un papel importante en su éxito.
Por lo tanto, saber más sobre la relación entre los virus, sus huéspedes y su entorno puede ayudarnos a comprender mejor la evolución de la vida e incluso el origen de la vida.
¿De qué virus puede venir la próxima epidemia?
En 2018, el Centro Johns Hopkins para la Salud y la Seguridad publicó entrevistas con más de 120 expertos en enfermedades infecciosas de todo el mundo. Estuvieron de acuerdo en que la pandemia mundial probablemente fue causada por un nuevo virus que se propagó desde los animales. "Nuevo" significa que no somos inmunes a ello. También creen que se transmite de persona a persona al toser y estornudar, y posiblemente de personas infectadas asintomáticas.
Todo esto te suena, ¿no? Sí, la pandemia de COVID-19 ha confirmado completamente sus predicciones.
Según su material genético, los virus se pueden dividir en virus de ADN y virus de ARN. Los expertos creen que los virus de ARN (los coronavirus son virus de ARN) son más riesgosos que los virus de ADN. Debido a que los virus de ADN son más estables, generalmente es menos probable que muten en cepas mortales, pero hay una excepción, la viruela, que ha estado arrasando durante más de 2.000 años en la historia de la humanidad: es un virus de ADN.
Picornaviridae
Los virus de ARN más comunes son los rinovirus, que generalmente causan el resfriado común; otro enterovirus causa una variedad de enfermedades, incluidos resfriados, inflamación de la polio y fiebre aftosa. .
Debido a que normalmente sólo causan síntomas leves, los peligros de esta familia de virus han sido en gran medida ignorados. Pero pueden mutar en cepas más peligrosas. El coronavirus es el ejemplo perfecto. La mayoría de los coronavirus solo causan resfriados, pero las cepas recientemente mutadas han causado algunas enfermedades infecciosas mortales, como el SARS, el MERS y el covid-19.
Actualmente, sabemos muy poco sobre la capacidad de los picornavirus para saltar entre diferentes especies. La epidemia ha confirmado que el COVID-19 puede alternar entre personas y murciélagos, gatos, perros, visones y otros animales. Existe evidencia de que los picornavirus también pueden pasar de las vacas y los gorilas a los humanos.
Virus pulmonares
Los virus pulmonares incluyen el metapneumovirus humano, que se transmite por gotitas y generalmente causa resfriados, pero también puede causar bronquitis y neumonía. Se cree que el metapneumovirus humano se originó en las aves, pero la investigación sobre el neumovirus apenas ha comenzado y sus rutas de transmisión aún se están explorando. Sin embargo, los científicos predicen que en el futuro podrían propagarse más virus pulmonares mortales entre los humanos.
Paramixovirus
El sarampión, las paperas y las sibilancias (una enfermedad infantil caracterizada por tos intensa y dificultad para respirar) son causadas por paramixovirus. Se dice que el virus del sarampión se transmitió al hombre a través del ganado hace más de 800 años. También hay ejemplos de paramixovirus que saltan de murciélagos, caballos y cerdos a humanos.
Ortomixovirus
Los virus de la influenza entran en esta categoría. Los virus de la influenza han causado varias pandemias mundiales. Sólo la epidemia mundial de 1918-1919 se cobró la vida de 20 millones de personas y causó grandes daños a la vida y la salud humanas. No querrás que tenga todas las características increíbles. Por ejemplo, es contagioso antes de que aparezcan los síntomas, muta fácilmente y salta entre especies como aves, cerdos y humanos.
Los virus de la gripe se transmiten a través de gotitas. Las personas que contraen gripe suelen recuperarse por sí solas en unos pocos días, pero los niños pequeños o los ancianos y los enfermos son propensos a sufrir infecciones bacterianas secundarias, con una alta tasa de mortalidad.