El increíble misterio de los virus gigantes
Un equipo de científicos consigue nuevos datos e identifica por primera vez sus mecanismos de infección
Durante los últimos años, cada vez más virus gigantes se han ido descubriendo en los más recónditos rincones del planeta, desde el permafrost siberiano al mundo casi desconocido que existe bajo los hielos antárticos. Decenas de veces más grandes que un virus convencional, la mera existencia de estos virus monstruosos es algo que confunde y desconcierta a los investigadores que los estudian.
Ahora, un equipo de cientìficos de la Michigan State University ha conseguido arrojar algo de luz sobre estos enigmáticos microbios gigantes y los métodos que utilizan para infectar células. Para ello, ha sido necesario el uso de tecnologías de vanguardia, algunas de ellas desarrolladas ex profeso. El resultado es un modelo fiable para el estudio de virus gigantes y el primero que consigue identificar y caracterizar algunas de las proteínas que utilizan para llevar a cabo la infección. El estudio se acaba de publicar en Cell .
Los virus gigantes suelen medir cerca de 300 nanómetros (a veces incluso más) y son capaces de vivir durante miles de años. En comparación, el rinovirus, responsable del resfriado común, mide solo 30 nanómetros. "Los virus gigantes -explica Kristin Parent, principal investigadora del estudio- son enormes tanto en tamaño como en complejidad. Los recientemente descubiertos en Siberia conservaron la capacidad de infectar incluso después de 30.000 años congelados en el permafrost".
Los envoltorios externos, o cápsides, son muy resistentes en esta clase de virus, y soportan sin problema ambientes hostiles, protegiendo eficazmente el material genético del interior. Las cápsides de las especies analizadas en el estudio ( mimivirus, virus de la Antártida, virus de Samba y los Tupanvirus recién descubiertos) son icosaédricas, con forma similar a la de un dado con veinte caras.
Puerta estelar
Todas esas especies comparten un único mecanismo para liberar su genoma viral. Consiste en una especie de sello en forma de estrella de mar qe se asienta sobre uno de los vértices de la capa externa. Ese vértice ha recibido el nombre de "puerta estelar" y durante la infección, tanto la "estrella de mar" como la "puerta estelar" se abren en sincronía para liberar el material genético del virus.
Durente el estudio, dijo Parent, los investigadores tuvieron que superar varios obstáculos: "Los virus gigantes son difíciles de visualizar debido a su tamaño y los estudios previos se basaron en encontrar el virus concreto (uno entre un millón) que estuviera en el estado correcto de infección".
Para resolver el problema, Jason Schrad, uno de los colaboradores de Parent, desarrolló un novedoso método para imitar las diferentes etapas de infección. Utilizando un novedoso microscopio crioelectrónico junto a un microscopio electrónico de barrido, el equipo sometió a varias especies de virus gigante a una serie de tratamientos químicos y ambientales severos, diseñados para simular las condiciones externas que un virus podría experimentar durante un proceso de infección. La técnica, explica Parent, "nos permitió estudiar virus y estructuras de proteínas a nivel atómico y captarlos en plena acción. El acceso a esta tecnología es muy importante y el nuevo microscopio de la Universidad está abriendo nuevas puertas para la investigación".
Los resultados revelaron tres condiciones ambientales que inducían con éxito la apertura de la "puerta estelar": un pH bajo, una temperatura alta y un alto nivel de salinidad. Y lo que es más, cada una de esas condiciones, por separado, inducía una etapa diferente de infección.
Con esos datos en la mano, Parent y su grupo diseñaron un modelo capaz de imitar de forma efectiva y fiable las distintas etapas de infección para poder estudiarlas. "Este nuevo modelo -dice la investigadora- ahora permitirá a los científicos imitar las etapas de infección de forma fiable, abriendo la puerta a futuros estudios y simplificando drásticamente cualquier investigación directa sobre el virus".
Los resultados produjeron distintos hallazgos novedosos. "Descubrimos que el sello de la "estrella de mar" sobre la "puerta estelar" se desabrocha lentamente mientras permanece unido a la cápside en vez de abrirse por completo y de una vez -explica Parent-. Nuestra descripción de una nueva estrategia de liberación del genoma del virus gigante significa otro cambio de paradigma en nuestra comprensión de la virología".
Gracias a la capacidad de recrear las varias etapas de infección, los investigadores estudiaron también las proteínas liberadas por el virus durante la primera etapa. Las proteínas actúan como trabajadores, orquestando los muchos procesos biológicos necesarios para que un virus infecte y secuestre las capacidades reproductivas de una célula, obligándola a hacer copias de sí mismo.
Infección a humanos
Con vistas al futuro, Parent cree que "las funciones exactas de muchas de estas proteínas y cómo organizan el proceso de infección por parte del virus gigante son los principales candidatos a nuevas investigaciones. Muchas de las proteínas que identificamos coincidían con las que uno esperaría ver liberadas durante las etapas iniciales de una infección. Eso respalda en gran medida nuestra hipótesis de que las etapas ´in vitro´generadas en este estudio reflejan fielmente las que ocurren ´in vivo¨".
El hecho de que muchos de los diferentes tipos de virus gigantes estudiados respondieran de manera similar in vitro lleva a los investigadores a creer que todos ellos comparten características comunes y probablemente proteínas similares.
Queda abierta la cuestión de si los virus gigantes son capaces, o no, de infectar a los humanos como hace el coronavirus. Un aspecto que hoy por hoy es un tema de debate entre los virólogos.
