2 agosto, 2021

Lección de Virología para entender qué son los Coronavirus.

La palabra virus se usaba antiguamente para designar algo que fuera “venenoso”, pero a partir del siglo XIX sirvió para describir cualquier tipo de sustancia o agente microbiano que fuera causante de alguna enfermedad. Los virus, tal y como los conocemos hoy, fueron descubiertos en el año 1892 por el biólogo ruso Dmitri Iósifovich Ivanovski. Mientras estudiaba la enfermedad que afectaba a las hojas de plantas como el Tabaco, Ivanovski descubrió que había algún agente infeccioso que lograba pasar por los filtros ultramicroscópicos que retenían a las bacterias. Se trataba del Virus del Mosaico del Tabaco (TMC).

El Virus del Mosaico del Tabaco (TMV) causa enfermedades en muchas Solanáceas, principalmente en el Tabaco (Nicotiana tabacum).

Posteriormente se descubrió que numerosas enfermedades en animales estaban igualmente causadas por virus. Pero hubo que esperar al año 1935 para conocer la enorme simplicidad química de los virus. El bioquímico norteamericano Wendell Meredith Stanley (Premio Nobel de Química en el año 1946), logró cristalizar al TMV y demostró que estaba compuesto principalmente por proteínas. Pronto se empezaron a encontrar virus que contenían nucleoproteínas, o sea, proteínas asociadas a un ácido nucleico, ARN (ácido ribonucleico) o ADN (ácido desoxirribonucleico). Como sabéis, el ADN es el ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas necesarias para el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos; es la molécula responsable de la transmisión hereditaria, y se encarga de construir los principales componentes de las células mediante la síntesis de proteínas. En las células eucariotas (las más evolucionadas), el ADN se encuentra en el interior del núcleo, y sintetiza un ARNm (ARN mensajero) para enviar la información genética al citoplasma, lugar donde tiene lugar la síntesis de las proteínas.

La transcripción y traducción son procesos bioquímicos que la célula usa para elaborar todas las proteínas que el cuerpo necesita para funcionar, y lo hace a partir de la información genética almacenada en las secuencias de bases del ADN.

El material genético de un virus puede ser, por tanto, ADN o ARN. En los virus con ADN, la información genética utilizada para la síntesis de proteínas es portada por un ARNm (ARN mensajero). Y en los virus con ARN, éste puede por sí solo ser el portador de la información genética. Además de ácidos nucleicos, algunos virus contienen lípidos o pequeñas cantidades de carbohidratos, pero no hay mucho más en un virus. ¿Se puede decir entonces que un virus es un ser vivo? La respuesta es no, claramente no, por una sencilla razón: Los virus carecen de cualquier metabolismo que les permita realizar sus funciones básicas. Únicamente se aprovechan de la maquinaria biosintética de una célula hospedadora para expresar sus genes y así reproducirse. Tienen, por tanto, dos formas de vida: Una extracelular en la que no son más que simples partículas víricas que los microbiólogos llaman “viriones”, y una intracelular en la que sí se comportan como algo más parecido a un “ser vivo”, porque son capaces de reproducirse.

Reconstrucción de un virus de tipo Bacteriófago. Los bacteriófagos atacan siempre a las bacterias.

Las partículas víricas (viriones) pueden ser de gran variedad de formas y tamaños. Algunas aparentan ser unas simples varillas como el TMV; otras tienen formas esféricas como los coronavirus; otras tienen formas icosaédricas como los adenovirus; y otras tienen formas más complejas como los bacteriófagos. El material genético lo protegen con una especie de cápsula proteica llamada cápsida. Existen virus que poseen una envoltura lipoproteica alrededor de la cápsida, como es el caso de los coronavirus.

Principales tipos de virus según su morfología.

Los virus se reproducen por multiplicación, nunca por división. Para ello, tienen que penetrar en una célula hospedadora, en cuyo citoplasma producen su descendencia aprovechando la maquinaria metabólica de la célula. Cuando el virus introduce en la célula hospedadora su material genético, hablamos de infección. Una vez en el interior, se produce la síntesis de proteínas tempranas implicadas en la replicación del material genético. Tras la replicación se produce el ensamblaje de los componentes de la cápsida y, finalmente, la liberación al exterior de la célula de los nuevos viriones (proceso denominado lisis). Así es como se reproducen los virus.

Fase intracelular del ciclo biológico del virus del la Hepatitis C.

Hay virus cuya infección destruye por completo la maquinaria biosintética de la célula hospedadora. Otros virus permanecen dentro de la célula en estado latente. Y otros, transforman a las células hospedadoras en células tumorales. Dentro de los virus animales (los que atacan a células animales), los ortomixovirus son los que atacan a las células epiteliales de las vías respiratorias; son virus con ARN y una envoltura lipoproteica. Tal es el caso del virus de la Gripe. Los coronavirus son muy parecidos, pero su tamaño es mucho mayor. Son también virus animales de tipo ARN con envoltura. La mayoría de las neumonías y resfriados más comunes, están causados por coronavirus.

Los coronavirus son virus ARN animales de gran tamaño.

El SARS CoV-2 no es más que un tipo de coronavirus, un coronavirus severo que está relacionado con un síndrome respiratorio que infecta a humanos, murciélagos y otros mamíferos. En diciembre de 2019, la ciudad china de Wuhan se convirtió en el foco de una epidemia de un tipo de neumonía desconocida hasta entonces, que se ha denominado Covid-19. Este virus ha causado una pandemia cuyas consecuencias son todavía impredecibles. ¿Puede afirmarse que el SARS Cov-2 ha sido generado mediante intervención humana? De momento se cree que este virus surgió de una eclosión natural única a partir de un reservorio animal, pero falta mucho por estudiar acerca de su origen. Se levantó un supuesto bulo de que el virus podría ser resultado de una manipulación genética, pero el 17 de marzo un grupo de investigadores publicó en la prestigiosa revista Nature Medicine los resultados de un análisis comparativo de los genomas de los siete coronavirus capaces de infectar a la especie humana (incluido el nuevo SARS-CoV-2). Los autores concluyeron que el origen del virus era completamente natural.

Primera imagen del SARS CoV-2 anclado a los cilios de las células epiteliales respiratorias en un paciente de Covid-19.

Veamos ahora algunas de las estrategias de intervención farmacéutica que están siendo desarrolladas para frenar el avance del SARS CoV-2. Como hemos señalado, la envoltura del coronavirus es una estructura lipoproteica y, por contener lípidos, es susceptible a los detergentes. Los jabones y detergentes destruyen la integridad de esta envoltura, dejando al genoma del virus expuesto antes de entrar a la célula, lo que provoca su degradación. En el caso del SARS Cov-2, hablamos de un coronavirus de gran tamaño, es uno de los virus más grandes que hay en la Naturaleza. Por eso, lavarse las manos es la estrategia más eficiente, barata y segura que tenemos para impedir la infección por SARS CoV-2. Jabón corriente, no hace falta que tenga hidroalcohol ni lejía, simplemente jabón. Cuando una persona es portadora del virus, lo expulsa al exterior mediante la tos o a través de un estornudo, pero el virus, por su gran tamaño y peso, apenas puede superar los dos metros de distancia. Esa es la razón por la que se pide que no nos aproximemos a las personas en, al menos, metro y medio de distancia. 

Sars Cov 2 Coronavirus
Estructura del virión de SARS Cov-2. Du et al., Nat Rev Microbiol. 2009

Dentro del grupo de proteínas virales que conforman la envoltura del SARS CoV-2 está la proteína S (de Spike). Esta proteína es el antireceptor viral, es decir, la “llave” para poder entrar en la célula que va a ser infectada. La unión del SARS CoV-2 con nuestras células, se produce a través del reconocimiento entre la proteína S (spike o espícula) y la ACE2 (receptor en la célula), una molécula que se encuentra en la superficie de diferentes tipos celulares en los pulmones, el corazón, hígado e intestinos.

Sars Cov-2 Coronavirus
Unión al receptor del SARS Cov-2. Du et al., Nat Rev Microbiol. 2009

Si el virus logra introducir en la célula su genoma, se producirá la replicación viral y, por tanto, la infección. ¿Cómo impedirlo? La mayoría de las estrategias farmacéuticas van dirigidas a bloquear la interacción entre la proteína S del virus y los receptores de la célula hospedadora, mediante anticuerpos. Nuestro sistema inmunológico tiene mecanismos para reconocer a la proteína S y producir anticuerpos que la neutralicen. Si tenemos anticuerpos neutralizantes que se unan a la proteína S, esta no podrá unirse al receptor ACE2, y se impide la infección. La cuestión es ¿cómo conseguir anticuerpos neutralizantes? Hay dos estrategias: Una es la Inmunización Activa (es decir, la Vacuna), y la otra, la Inmunización Pasiva (inyectar anticuerpos neutralizantes procedentes del suero de personas convalecientes). En el caso de las vacunas, nuestro organismo recibe partes del virus (como la proteína S), el virus completo “inactivado”, o el virus con patogénesis atenuada. Nuestro sistema inmune lo reconoce como algo extraño y comienza a producir activamente los anticuerpos neutralizantes. En caso de Inmunización Pasiva, obtenemos el suero de las personas que ya pasaron por la infección del SARS CoV-2 y cuyo sistema inmunológico produjo estos anticuerpos. Esto no es nuevo, es una estrategia con más de un siglo de utilización (desde 1890). Pero esta vía está dando resultados clínicos en China contra el Coronavirus SARS Cov-2. Fue probada anteriormente para el SARS CoV y para el virus del Ébola, y dio buenos resultados. Su ventaja es que, a diferencia de la Inmunización Activa (las vacunas), puede ser aplicada inmediatamente y no hay que esperar a obtener una vacuna, algo que puede tardar meses o incluso años. Por otro lado, a medida que aumenta el número de pacientes curados que se han autoinmunizado, se reducen las posibilidades de propagación del virus.  Por lo tanto, mientras no llegue la vacuna, lo único que podemos hacer para luchar contra el SARS Cov-2 es permanecer en confinamiento el tiempo que haga falta y extremar al máximo nuestras medidas de protección.

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Miguel Ángel López Varona

Miguel Ángel López Varona

Biólogo y Guía de Montaña.

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8 comentario en “Lección de Virología para entender qué son los Coronavirus.

  1. Leccion magistral de virologia, muy instructiva y aclaratoria y ,en concreto, poniendo el acento en la inmunización pasiva.. Muchas gracias Miguel!!

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