MUSICALES PARA DESARROLLAR LA CONCENTRACION, LA MENTE

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UN ABRAZO

APRENDIENDO SOBRE LOS VIRUS

LOS VIRUS

1.   BREVE HISTORIA.

La existencia de los virus se estableció en 1892, cuando el científico ruso Dmitry I. Ivanovsky, descubrió unas partículas microscópicas, conocidas más tarde como el virus del mosaico del tabaco. En 1898 el botánico holandés Martinus W. Beijerinck denominó virus a estas partículas infecciosas. Pocos años más tarde, se descubrieron virus que crecían en bacterias, a los que se denominó bacteriófagos. En 1935, el bioquímico estadounidense Wendell Meredith Stanley cristalizó el virus del mosaico del tabaco, demostrando que estaba compuesto sólo del material genético llamado ácido ribonucleico (ARN) y de una envoltura proteica. En la década de 1940 el desarrollo del microscopio electrónico posibilitó la visualización de los virus por primera vez. Años después, el desarrollo de centrífugas de alta velocidad permitió concentrarlos y purificarlos. El estudio de los virus animales alcanzó su culminación en la década de 1950, con el desarrollo de los métodos del cultivo de células, soporte de la replicación viral en el laboratorio. Después, se descubrieron numerosos virus, la mayoría de los cuales fueron analizados en las décadas de 1960 y 1970, con el fin de determinar sus características físicas y químicas.

2.   ORIGEN DE LOS VIRUS

La posición de los virus como frontera entre lo vivo y lo inerte plantea a los científicos el problema de su origen. Para muchos, los virus serían los primeros seres, en la historia de la evolución de lo inerte a lo vivo, que lograrían reunir con eficacia las funciones de replicación, transcripción y traducción. Serían, pues, los organismos menos evolucionados.

A otros, el hecho de que los virus solamente puedan realizar esas tres funciones vitales en el interior de células vivas, les lleva a pensar que los virus no pudieron existir antes de que aparecieran las primeras células, por muy simples que éstas fueran. Los virus serían formas regresivas de organismos celulares que se han adaptado de forma extrema al parasitismo.

3.   CONCEPTO.-

Los virus son parásitos intracelulares obligados, partículas compuestas de material genético (ADN o ARN, pero no ambos) rodeado por una cubierta proteica protectora. Fuera del huésped son inertes; dentro, entran en una fase dinámica en la que se replican, utilizando las enzimas de la célula huésped, sus ácidos nucleicos, sus aminoácidos y sus mecanismos de reproducción. Así, llevan a cabo lo que no pueden realizar solos. La replicación viral conlleva, a menudo, perjuicios para el hospedador: enfermedades como el herpes, la rabia, la gripe, algunos cánceres, la poliomielitis y la fiebre amarilla, son de origen vírico. Entre los 1.000 a 1.500 virus conocidos, hay unos 250 que causan enfermedades en los seres humanos (unos 100 de los cuales, provocan el resfriado común), y otros 100 infectan a distintos animales.

4.   CARACTERÍSTICAS

Los virus son parásitos intracelulares submicroscópicos, compuestos por ARN o por ácido desoxirribonucleico (ADN) —nunca ambos— y una capa protectora de proteína o de proteína combinada con componentes lipídicos o glúcidos. En general, el ácido nucleico es una molécula única de hélice simple o doble; sin embargo, ciertos virus tienen el material genético segmentado en dos o más partes. La cubierta externa de proteína se llama cápsida y las subunidades que la componen, capsómeros. Se denomina nucleocápsida, al conjunto de todos los elementos anteriores. Algunos virus poseen una envuelta adicional que suelen adquirir cuando la nucleocápsida sale de la célula huésped. La partícula viral completa se llama virión. Los virus son parásitos intracelulares obligados, es decir: sólo se replican en células con metabolismo activo, y fuera de ellas se reducen a macromoléculas inertes.

El tamaño y forma de los virus son muy variables. Hay dos grupos estructurales básicos: isométricos, con forma de varilla o alargados, y virus complejos, con cabeza y cola (como algunos bacteriófagos). Los virus más pequeños son icosaédricos (polígonos de 20 lados) que miden entre 18 y 20 nanómetros de ancho (1 nanómetro = 1 millonésima parte de 1 milímetro). Los de mayor tamaño son los alargados; algunos miden varios micrómetros de longitud, pero no suelen medir más de 100 nanómetros de ancho. Así, los virus más largos tienen una anchura que está por debajo de los límites de resolución del microscopio óptico, utilizado para estudiar bacterias y otros microorganismos.

Muchos virus con estructura helicoidal interna presentan envueltas externas (también llamadas cubiertas) compuestas de lipoproteínas, glicoproteínas, o ambas. Estos virus se asemejan a esferas, aunque pueden presentar formas variadas, y su tamaño oscila entre 60 y más de 300 nanómetros de diámetro. Los virus complejos, como algunos bacteriófagos, tienen cabeza y una cola tubular que se une a la bacteria huésped. Los poxvirus tienen forma de ladrillo y una composición compleja de proteínas. Sin embargo, estos últimos tipos de virus son excepciones y la mayoría tienen una forma simple.

5.   ESTRUCTURA VIRAL

Un virus está compuesto de una molécula de ácido nucleico y una envoltura proteínica. Ésta es la estructura básica de un virus, aunque algunos de ellos pueden añadir a esto la presencia de alguna enzima, bien junto al ácido nucleico, como la transcriptasa inversa de los retrovirus, bien en la envoltura, para facilitar la apertura de una brecha en la membrana de la célula hospedadora.

A la unidad formada por el ácido nucleico y la envoltura proteínica se le denomina también virión. La envoltura proteínica recibe el nombre de cápsida. Está formada por unas subunidades idénticas denominadas capsómeros. Los capsómeros son proteínas globulares que en ocasiones tienen una parte glicídica unida. Se ensamblan entre sí dando a la cubierta una forma geométrica.

6.   CLASES DE VIRUS

El ácido nucleico es solamente de un tipo, ADN o ARN, nunca los dos.

 6.1. Atendiendo al tipo de ácido nucleico se distinguen cuatro clases de virus:

• ADN de cadena doble
•  ADN de cadena sencilla
•  ARN de cadena doble
•  ARN de cadena sencilla

6.2. Atendiendo la forma de la cápsida, se pueden distinguir los siguientes tipos de virus:

• Cilíndricos o helicoidales: los capsómeros, que son de un solo tipo, se ajustan entorno una hélice simple de ácido nucleico. Un ejemplo lo constituye el virus del mosaico del tabaco.
• Icosaédricos: los capsómeros, que suelen ser de varios tipos, se ajustan formando un icosaedro regular (es decir, 20 caras triangulares y 12 vértices), y dejando un hueco central donde se sitúa el ácido nucleico fuertemente apelotonado. Algunos forman poliedros con más caras que el icosaedro, y algunos presentan fibras proteicas que sobresalen de la cápsida.Un ejemplo lo constituyen los adenovirus, entre los que se encuentran los virus de los resfriados y faringitis.
•  Complejos: con pequeñas variantes, responden a la siguiente estructura general:
• Una cabeza de estructura icosaédrica que alberga el ácido nucleico.
• Una cola de estructura helicoidal que constituye un cilindro hueco.
• Un collar de capsómeros entre la cabeza y la cola.
• Una placa basal, al final de la cola, con unos puntos de anclaje que sirven para fijar el virus a la membrana celular. De la placa salen también unas fibras proteicas que ayudan a la fijación del virus sobre la célula hospedadora.

Como ejemplo de este tipo de virus se encuentran la mayor parte de los virus bacteriófagos (que infectan las bacterias).

7.  REPLICACIÓN VIRAL

 Fuera de una célula hospedante, un virus es una partícula inerte. Pero una vez dentro de la célula, el virus se reproduce muchas veces y forma miles de individuos que abandonan la célula para buscar otras a las que parasitar. Los virus patógenos actúan destruyendo o dañando las células cuando abandonan aquéllas en las que se han reproducido.

Los virus, al carecer de las enzimas y precursores metabólicos necesarios para su propia replicación, tienen que obtenerlos de la célula huésped que infectan. La replicación viral es un proceso que incluye varias síntesis separadas y el ensamblaje posterior de todos los componentes, para dar origen a nuevas partículas infecciosas. La replicación se inicia cuando el virus entra en la célula: las enzimas celulares eliminan la cubierta y el ADN o ARN viral se pone en contacto con los ribosomas, dirigiendo la síntesis de proteínas. El ácido nucleico del virus se autoduplica y, una vez que se sintetizan las subunidades proteicas que constituyen la cápsida, los componentes se ensamblan dando lugar a nuevos virus. Una única partícula viral puede originar una progenie de miles. Determinados virus se liberan destruyendo la célula infectada, y otros sin embargo salen de la célula sin destruirla por un proceso de exocitosis que aprovecha las propias membranas celulares. En algunos casos las infecciones son ‘silenciosas’, es decir, los virus se replican en el interior de la célula sin causar daño evidente.

 L os virus que contienen ARN son sistemas replicativos únicos, ya que el ARN se autoduplica sin la intervención del ADN. En algunos casos, el ARN viral funciona como ARN mensajero, y se replica de forma indirecta utilizando el sistema ribosomal y los precursores metabólicos de la célula huésped. En otros, los virus llevan en la cubierta una enzima dependiente de ARN que dirige el proceso de síntesis. Otros virus de ARN, los retrovirus, pueden producir una enzima que sintetiza ADN a partir de ARN. El ADN formado actúa entonces como material genético viral.

Durante la infección, los bacteriófagos y los virus animales difieren en su interacción con la superficie de la célula huésped. Por ejemplo, en el ciclo del bacteriófago T7, que infecta a la bacteria Escherichia coli, no se producen las fases de adsorción ni de descapsidación. El virus se fija primero a la célula y, después, inyecta su ADN dentro de ella. Sin embargo, una vez que el ácido nucleico entra en la célula, los eventos básicos de la replicación viral son los mismos.

8.    PROPAGACIÓN

Los virus se propagan pasando de una persona a otra, causando así nuevos casos de la enfermedad. Muchos de ellos, como los responsables de la gripe y el sarampión, se transmiten por vía respiratoria, debido a su difusión en las gotículas que las personas infectadas emiten al toser y estornudar. Otros, como los que causan diarrea, se propagan por la vía oral-fecal. En otros casos, la propagación se realiza a través de la picadura de insectos, como en el caso de la fiebre amarilla y de los arbovirus. Las enfermedades virales pueden ser endémicas (propias de una zona), que afectan a las personas susceptibles, o epidémicas, que aparecen en grandes oleadas y atacan a gran parte de la población. Un ejemplo de epidemia es la aparición de la gripe en todo el mundo, casi siempre, una vez al año.

9.   ENFERMEDADES VIRALES

Los virus causan una gama de enfermedades en todos los organismos vivientes. En los últimos tiempos se han identificado muchos virus hasta entonces desconocidos. Si bien algunos no parecen afectar a seres humanos o animales, habitualmente la identificación de un virus nuevo–o virus emergente– ha sido consecuencia de la aparición de determinada enfermedad. Sin embargo, no todas las enfermedades virales emergentes son nuevas, pues algunas han afectado de modo considerable a la sociedad a lo largo de la historia, pero sólo en épocas recientes el avance científico permitió asociar una dolencia con su virus. En la tabla 1 se dan ejemplos de enfermedades virales que, seguramente, resultarán familiares para el lector. Algunas aparecieron hace siglos, fueron en parte controladas y han vuelto a emerger; estas últimas –entre las que se cuentan la fiebre amarilla, el dengue y la influenza– se designan, de manera más apropiada, reemergentes.

TABLA 1: ALGUNAS ENFERMEDADES ASOCIADAS CON VIRUS

ENFERMEDAD	VIRUS	FAMILIA
fiebre amarilla	fiebre amarilla	Flaviviridae
dengue	dengue 1-4	Flaviviridae
influenza	influenza (A)	Orthomyxoviridae
hepatitis C	hepatitis C	Flaviviridae
sida	HIV1 - HIV2	Retroviridae
fiebre de Ébola	Ébola	Filoviridae
fiebre de Lassa	Lassa	Arenaviridae
fiebres hemorrágicas:
de la Argentina	Junín	Arenaviridae
de Bolivia	Machupo	Arenaviridae
de Venezuela	Guanarito	Arenaviridae
de Brasil	Sabia	Arenaviridae
fiebre hemorrágica con síndrome renal	varios del género hantavirus	Bunyaviridae
síndrome pulmonar por hantavirus	varios del género hantavirus	Bunyaviridae
Las incluidas en este cuadro son sólo una fracción de las enfermedades virales emergentes y reemergentes que afectan a los seres humanos. Se indican además los virus asociados con cada enfermedad y la familia a la que pertenecen. Una familia es una agrupación de virus que comparten determinadas propiedades biológicas y moleculares; ciertas familias están subdivididas en géneros. Las familias y géneros pueden incluir virus patógenos y otros que no lo son. Se da el caso de virus casi idénticos que tienen un comportamiento muy diferente en cuanto a su patogenicidad. Aun cuando se conoce bastante bien la composición de la mayoría de los virus, se sabe muy poco por qué y cómo algunos de ellos producen enfermedades.

10. TRATAMIENTO

Los tratamientos que existen contra las infecciones virales no suelen ser del todo satisfactorios, ya que la mayoría de las drogas que destruyen los virus también afectan a las células en las que se reproducen. La alfa-adamantanamina se utiliza en algunos países para tratar las infecciones respiratorias causadas por la gripe de tipo A y la isatin-beta-tiosemicarbazona, efectiva contra la viruela. Ciertas sustancias análogas a los precursores de los ácidos nucleicos, pueden ser útiles contra las infecciones graves por herpes.

Un agente antiviral prometedor es el interferón, que es una proteína no tóxica producida por algunas células animales infectadas con virus y que puede proteger a otros tipos de células contra tales infecciones. En la actualidad se está estudiando la eficacia de esta sustancia para combatir el cáncer. Hasta hace poco, estos estudios estaban limitados por su escasa disponibilidad, pero las nuevas técnicas de clonación del material genético, permiten obtener grandes cantidades de ésta proteína. En unos años se podrá saber si el interferón es realmente eficaz como agente antiviral.

11.   PREVENCION

El único medio efectivo para prevenir las infecciones virales es la utilización de vacunas. La vacunación contra la viruela a escala mundial en la década de 1970, erradicó esta enfermedad. Se han desarrollado muchas vacunas contra virus humanos y de otros animales. Entre las infecciones que padecen las personas se incluyen la del sarampión, rubéola, poliomielitis y gripe.

12.      VACUNAS

La vacunación es una forma barata y eficaz para la prevención de las infecciones causadas por los virus. Las vacunas se han utilizado para prevenir las enfermedades virales desde mucho antes al descubrimiento de los virus. Su uso ha dado lugar a una dramática disminución de la morbilidad (enfermedad) y mortalidad (muerte) asociada a infecciones virales como poliomielitis, sarampión, paperas y rubéola. En la actualidad se dispone de vacunas para prevenir más de trece infecciones virales en los seres humanos, y algunas más se utilizan para prevenir infecciones virales en animales. El proceso de vacunación se basa en la idea de que se puede lograr inmunidad específica contra una enfermedad, en particular si se provoca ésta en condiciones controladas de manera que el individuo no padece los síntomas asociados con dicha enfermedad y el sistema inmune reacciona produciendo un arsenal de anticuerpos y células inmunes con capacidad para destruir o neutralizar cualquiera otra invasión por parte del mismo agente infeccioso, como los linfocitos T; que son los responsables de coordinar la respuesta inmune celular.

Las vacunas pueden consistir en virus vivos atenuados o en virus muertos, o en sólo las proteínas virales (antígenos). Las vacunas vivas contienen formas debilitadas del virus que causa la enfermedad. Las vacunas vivas pueden ser peligrosas cuando se administran a las personas inmunodeficientes, puesto que en estas personas incluso el virus debilitado puede causar la enfermedad original.

La biotecnología y las técnicas de ingeniería genética se utilizan para producir vacunas de subunidades. Estas vacunas usan sólo la cápside de proteínas del virus. La vacuna de la hepatitis B es un ejemplo de este tipo de vacuna. Las vacunas de subunidades son seguras para pacientes inmunodeficientes, ya que no pueden causar la enfermedad.

13.      GUERRA BIOLÓGICA

Puesto que los virus tienen la capacidad de causar epidemias devastadoras podrían ser utilizados como armas biológicas. El temor está justificado por el éxito en la recreación del virus de la gripe de 1918 en el laboratorio. El virus de la viruela devastó en el pasado numerosas sociedades humanas. La enfermedad fue erradicada, pero el virus se conserva en varios laboratorios y podría ser utilizado como arma biológica. La vacuna contra la viruela dejó de administrarse después de la erradicación de la enfermedad, por lo que la población mundial actualmente no presenta casi ninguna resistencia al virus. En caso de que el virus fuera liberado, produciría una elevada mortalidad antes de que la epidemia pudiera ser controlada.

 

LAS GUERRAS BIOLÓGICAS