De qué forma los virus pueden ver y escuchar a las células invadidas

Entender el modo en que se comportan los virus en el cuerpo ayuda a trabajar en prevención y también en el desarrollo de posibles esquemas de tratamiento cuando las infecciones se producen. En este sentido, el comportamiento de los virus parece haber tenido una revelación interesante según una nueva investigación dirigida por la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, y que acaba de publicarse en Frontiers in Microbiology.

Los investigadores sugieren que los virus están utilizando información de su entorno para decidir cuándo permanecer dentro y cuándo multiplicarse y explotar, matando a la célula anfitriona. La capacidad de un virus para detectar su entorno, incluidos los elementos producidos por su huésped, agrega “otra capa de complejidad a la interacción viral-huésped. En este momento, los virus están explotando esa capacidad en su beneficio. Pero en el futuro podríamos utilizarlo en su contra”, afirmó Ivan Erill, profesor de ciencias biológicas y autor principal del nuevo documento.

El nuevo estudio se centró en los bacteriófagos, virus que infectan bacterias, a los que a menudo se hace referencia simplemente como “fagos”. Estos solo pueden infectar a sus huéspedes cuando las células bacterianas tienen apéndices especiales, llamados pili y flagelos, que ayudan a las bacterias a moverse y aparearse. Las bacterias producen una proteína llamada CtrA que controla cuándo generan estos apéndices.

El nuevo artículo muestra que muchos fagos dependientes de apéndices tienen patrones en su ADN donde la proteína CtrA puede unirse, llamados sitios de unión. “Un fago que tiene un sitio de unión para una proteína producida por su huésped es inusual”, aseguró Erill. Los especialistas descubrieron a través de un análisis genómico detallado que estos sitios de unión no eran exclusivos de un solo fago, o incluso de un solo grupo de fagos. Muchos tipos diferentes tenían sitios de unión a CtrA, pero todos requerían que sus anfitriones tuvieran pili y/o flagelos para infectarlos.

Entonces los investigadores estimaron que no podía ser una coincidencia. La capacidad de monitorear los niveles de CtrA “ha sido inventada varias veces a lo largo de la evolución por diferentes fagos que infectan a diferentes bacterias. Cuando especies lejanamente relacionadas demuestran un rasgo similar, se llama evolución convergente e indica que el rasgo es definitivamente útil”, continuó Erill.

“La cadena de vínculos El primer fago en el que el equipo de investigación identificó los sitios de unión de CtrA infecta a un grupo particular de bacterias llamadas Caulobacterales. Se trata de bacterias especialmente estudiadas porque existen en dos formas: una de enjambre que nada libremente y una forma de acecho que se adhiere a una superficie. Los enjambres tienen pili/flagelos y las segundas, tallos”, agregó.

En estas bacterias, CtrA también regula el ciclo celular, determinando si una célula se dividirá uniformemente en dos más del mismo tipo celular, o si se dividirá asimétricamente para producir una célula enjambre y una célula tallo. Debido a que los fagos solo pueden infectar células con capacidad de desplazarse (células swarmer), lo mejor para ellos es salir de su huésped cuando hay muchas disponibles para infectar. Generalmente, las Caulobacterales viven en ambientes pobres en nutrientes y están muy dispersas.

“Pero cuando encuentran un microhábitat, se convierten en células acechadoras y proliferan y eventualmente producen grandes cantidades de células enjambre. Suponemos que los fagos están monitoreando los niveles de CtrA, que suben y bajan durante el ciclo de vida de las células, para determinar cuándo la célula pululante se convierte en una célula tallo y se convierte en una fábrica de pululadores y en ese momento, revientan la celda, porque habrá muchos swarmers cerca para infectar”, detalló Erill.

El método para probar esta hipótesis requiere mucho trabajo y es extremadamente difícil, por lo que no fue parte de este último artículo, aunque Erill y sus colegas esperan abordar esa pregunta en el futuro. Sin embargo, el equipo de investigación no ve otra explicación plausible para la proliferación de sitios de unión de CtrA en tantos fagos diferentes, todos los cuales requieren pili/flagelos para infectar a sus huéspedes.

Aún más interesantes, señalaron en su documento, son las implicaciones para los virus que infectan a otros organismos, incluso a los humanos. “Se ha demostrado que todo lo que sabemos sobre los fagos se traduce en virus que infectan plantas y animales. Es casi un hecho. Entonces, si los fagos están escuchando a sus anfitriones, los virus que afectan a los humanos seguramente estarán haciendo lo mismo”, dijo el especialista.

“Nuestra investigación es la primera demostración de amplio alcance de que los fagos están escuchando lo que sucede en la célula, en este caso, en términos de desarrollo celular. Si se está desarrollando un medicamento antiviral y se sabe que el virus está escuchando una señal en particular, entonces tal vez se pueda engañar al virus. Pero recién estamos comenzando a darnos cuenta de cuán activamente los virus nos observan, cómo están monitoreando lo que sucede a su alrededor y tomando decisiones basadas en eso”, concluyó.

SEGUIR LEYENDO