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Hace 25 años, en el cuerpo del primer caso diagnosticado de SIDA, se desplegaron en su totalidad las capacidades y misteriosos funcionamientos de los virus.

Tres años más tarde, en 1984, Luc Montagnier del Instituto Pasteur de París y Robert Gallo (que en ese entonces trabajaba en el Instituto Nacional de Cáncer) anunciaron su descubrimiento del HIV, el virus que infecta al sistema inmunológico y provoca el SIDA.

Aún cuando los virus más pequeños miden apenas un par de millonésimas de centímetro, se corresponden con la palabra latina que originó su nombre: veneno. Son capaces de infectar e invadir un cuerpo humano, creando peligros para la salud tan menores como el resfriado común y tan desastrosos como la epidemia del SIDA.

Un nueva visión en tres dimensiones del HIV y de las espinas proteínicas en su superficie, que encajan con las células anfitrionas.© Kenneth Roux, Florida State University

Por dentro

Los virus son pequeños paquetes bien organizados de material genético, y que toman la forma de bastones, filamentos, arpones o esferas.

Unas proteínas rodean al paquete, denominado cápsula. Algunos virus poseen una capa agregada de lípidos que encierran a la cápsula. Unas pequeños extensiones en el virus reciben el nombre de antígenos, que ayudan al virus a cazar la célula huésped que será su blanco.

La naturaleza diminuta de los virus, con la excepción del relativamente gigantesco “mimivirus”, han hecho que su visualización sea difícil. La invención del microscopio electrónico en la década de 1940 hizo que por primera vez fuera posible observarlos.

Recientemente, la Universidad del Estado de Florida produjo una nueva imagen en tres dimensiones del HIV y de las espinas proteínicas de su superficie que se ajustan a las células anfitrionas. Las fotografías podrán ayudar a los investigadores a inspirar nuevas formas de diseñar vacunas y a comprender mejor cómo el virus se fusiona con la célula anfitriona .

“Hasta ahora, a pesar del estudio intensivo realizado por muchos laboratorios, los detalles del diseño de esas espinas y su patrón de distribución sobre la superficie de la membrana del virus habían sido poco comprendidos, lo que ha limitado nuestra comprensión acerca de cómo ocurre en realidad la infección viral y ha frustrado los esfuerzos para la creación de vacunas”, dijo el inmunólogo e investigador principal Kenneth Roux.

Sus hallazgos fueron publicados en el mes de junio, en la edición on-line de la revista Nature.

Una representación en tres dimensiones del virus del HIV con algunas de sus partes clave indicadas.© 3DScience.com

Todo el mundo es su blanco

Todos los organismos vivientes son presa de los virus, que los transforman en máquinas copiadoras de los mismos virus.

A diferencia de las bacterias o de las células de un animal, un virus carece de la capacidad de replicarse a sí mismo. Los virus contienen algo de la información genética crítica para realizar copias de sí mismos, pero no pueden realizar dicho trabajo sin la ayuda del equipamiento duplicador de una célula, tomando prestadas las encimas y otras moléculas para construir más virus.

“No es un organismo viviente”, dijo el inmunólogo Fabio Romerio del Instituto de Virología Humana, fundado y dirigido por Gallo. “Es, simplemente, un bien organizado parásito molecular”.

Inmersos en un purgatorio microscópico entre la vida y la no-vida, los virus pueden permanecer latentes durante largos períodos.

En el límite más extremo de este espectro temporal se encuentra una variedad del virus del herpes, el HHV6, que infecta a más del 97% de la población sin causar problemas serios de salud. La mayoría de nosotros nos infectamos a edades muy tempranas, sufriendo los síntomas de un caso leve de influenza. Después de eso, el virus permanece unido a nosotros sin causar daño, por todo el resto de nuestra vida.

Esperando

El HIV también puede permanecer en estado latente en nuestros cuerpos por meses, o incluso por años. Puede replicarse sigilosamente a bajos niveles, produciendo constantemente unos pocos agentes virales sin matar a la célula anfitriona.

Adosándose a una célula anfitriona y forzándola a seguir sus órdenes genéticas, el virus puede convertirla en una máquina fabricante de ejércitos virales.

Algunos virus son muy específicos en lo que se refiere a las células que eligen, mientras que otros son menos selectivos. Como piezas que encajan en un rompecabezas, el virus busca células a las cuales adherirse. Las proteínas en la superficie del virus reconocen su blanco por las proteínas o azúcares que se encuentran en la superficie de la célula anfitriona.

Por ejemplo, una proteína llamada GP120 se ubica en la superficie del HIV y permite que el virus se adose a la célula blanca. La GP120 se une a dos proteínas de la célula. Después que las proteínas se conectan, el virus introduce su material genético dentro de la célula.

El HIV posee únicamente un número limitado de proteínas, de modo que depende de las proteínas de la célula anfitriona para sintetizar nuevo material genético, incluyendo más GP120, y regula su replicación.

Los virus vienen preparados con diversas cantidades y tipos de material genético. Algunos transportan ADN con su doble cadena, mientras que otros (como el HIV) poseen únicamente ARN de cadena única. La clase de material genético de un virus determina como funciona el proceso de replicación dentro de la célula anfitriona.

Una célula anfitriona infectada se convierte en una fábrica de virus.

En el caso del HIV, cada célula infiltrada produce y expulsa cientos de nuevas partículas virales. La totalidad de la invasión, desde el momento en que el HIV se une a la célula anfitriona hasta que libera la nueva progenie HIV, toma entre uno o dos días.

La producción de HIV es vigorosa, mata inmediatamente a la célula. En caso contrario, la célula sobrevivirá apenas unos días más.

Más que un simple virus

Los virus también provocan el caos de otras maneras. Algunos de ellos han sido relacionados con enfermedades.

Los investigadores han sugerido que una variante específica del virus del herpe podría generar la enfermedad neurodegenerativa llamada esclerosis múltiple.

Se ha probado que cierto número de virus causa cáncer. Los virus de la leucemia de las células T humanas, HTLV1 y HTLV2, infectan las células sanguíneas y causan varias enfermedades, incluyendo un tipo raro de cáncer de las propias células T del sistema inmunológico.

Se sabe que el virus del papiloma humano (HPV) causa cáncer cervical. Una nueva vacuna para protegerse del HPV está actualmente esperando su aprobación por parte de la Administración de Alimentos y Drogas (FDA = Food and Drug Administration) de los EE.UU.

El virus de la influenza, según una nueva investigación. Arriba: una vista desde arriba del material genético del virus de la influenza. Abajo: un nuevo virus en varias etapas de brotar desde su célula anfitriona.© Yoshihiro Kawaoka

Influenza vs. HIV

Las vacunas juegan un papel principal en la lucha contra los virus. Muchos científicos consideran que las vacunas son el principal avance médico del siglo veinte. En 1955, Jonas Salk desarrolló la primera vacuna ampliamente utilizada, que le dio a la gente inmunidad de por vida al virus de la polio.

Las vacunas ayudan a poner en marcha el sistema inmunológico humano al enseñarle como producir escudos protectores, llamados anticuerpos, para combatir a un virus específico.

Cada año, millones de personas enrollan sus mangas para una inyección que los inmunice contra la influenza. Las inyecciones se aplican anualmente porque, a medida que la gripe viaja por el mundo, muta en nuevas cepas. Los investigadores trabajan para estar delante de la gripe, creando nuevas vacunas para combatir la versión de cada año. A los efectos de mantener nuestra inmunidad, debemos continuar recibiendo las inyecciones en el brazo.

El HIV no llega en oleadas anuales. En cambio, muta rápidamente dentro del cuerpo.

Como su material genético está compuesto de ARN, los científicos consideran que el HIV es un retrovirus. El proceso de copiado de los retrovirus requiere muchos pasos, y deja mucho lugar para el error. Algunas equivocaciones hacen que las copias del virus sean inofensivas, mientras que otras ayudan a fortalecerlo.

La confección de vacunas que puedan mantener el paso de todas esas mutaciones representa un reto para los investigadores.

“Una vacuna debería ser efectiva contra todas las posibles variantes del virus”, dijo Romerio.

La paradoja del HIV

Como el HIV es un virus humano relativamente joven, los científicos conocen menos sobre él que sobre otros virus de más larga vida.

Los investigadores sí saben que parte del éxito del HIV radica en la elección de su blanco: el sistema inmunológico, típicamente responsable de la defensa de un cuerpo frente a un virus.

El virus infecta las células CD4 T, un jugador clave en nuestro sistema inmunológico. Están a cargo de regular la duración y fortaleza de la respuesta inmune de una persona. Romerio compara estas células T con un capitán en un equipo de fútbol americano.

“Son el cerebro del sistema inmunológico”, dijo Romerio.

Sin embargo, hay una paradoja que los científicos todavía no han llegado a comprender. Aunque el HIV infecta únicamente entre el 2 y el 5 por ciento de las células T de una persona, todo el sistema inmunológico parece dañado bajo el microscopio.

Aún cuando el capitán estrella está enfermo con gripe, sus aparentemente saludables sustitutos parecen ser también incapaces de jugar el partido, explicó Romerio. Ninguno de ellos puede lanzar la bola o indicar a sus compañeros cómo jugar.

“Esperamos lograr nuevas estrategias para restaurar el sistema inmunológico y así poder combatir contra el HIV”, dijo Romerio a LiveScience. “Es un componente importante de la vacuna. Tiene que defender contra el HIV, y también necesita enseñar a los anticuerpos cómo eliminar al virus”.

“Desde el descubrimiento del virus, hemos aprendido muchas cosas sobre él y sobre como entra a las células y como trabaja”, explicó Romerio. “Pero creo que todavía no tenemos la pieza clave del rompecabezas que nos permitiría comprender exactamente lo que sucede cuando el HIV infecta a los seres humanos. Necesitamos un conocimiento fundamental acerca de cómo el HIV interactúa con el sistema inmunológico humano”.

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Traducido para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán

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Web Site: Live Science
Artículo: “How Viruses Invade Us”
Autor: Corey Binns
Fecha: Junio 05, 2006

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