El pasado del HIV

para Ciencia Hoy el . Publicado en Número 37.

Dos hipótesis alternativas para explicar el origen del agente causante del sida: o el HIV evolucionó a partir de un virus similar de los monos, e infectó al hombre hace poco, o acompañó a este a lo largo de la evolución, pero antes fue poco virulento.

Era el mejor de los tiempos, era el peor de los tiempos, era la era de la sabiduría, era la era de la tontería, era época de creencia, era época de incredulidad, era la estación de la luz, er a la estación de la oscuridad, era la primavera de la esperanza, era el invierno de la desesperanza, teníamos todo por delante, no teníamos nada por delante, todos íbamos directo al cielo, todos íbamos directo en el otro sentido. En suma, el período era tan parecido al presente, que algunas de sus autoridades más ruidosas insistieron en recibirlo, para bien o para mal, sólo en el grado superlativo de comparación.1
Charles Dickens, Una historia de dos ciudades, 1859.

Es posible que el HIV haya acompañado a la especie humana desde antiguo, pero sólo recientemente habría aumentado su virulencia y causado la pandemia del sida. Como escribió Dickens para referirse a los años de la Revolución Francesa, podríamos decir que hoy también vivimos una época crítica y, a la vez, de esperanza. La afirmación, sin e mbargo, no alude a la vida política sino a la pandemia del síndrome de inmunodeficiencia adquirida o sida, que ha entrado en acelerada expansión, de suerte que los esfuerzos cotidianos, por significativos que sean, resultan insuficien tes para detener su avance. Pero, al mismo tiempo, esta dramática situación nos enfrenta con una oportunidad única, pues en la actualidad existen novedosos métodos, provenientes del cladismo y la biología molecular, que proporcionan posibles claves para comprender la historia evolutiva del causante del sida, el virus de la inmunodeficiencia humana, habitualmente denominado HIV (por las siglas de su nombre en inglés, human immunodeficiency virus: en español sería VIH, denominación por el momento poco usada).

El sida fue identificado a principios de la década de los ochenta. Se habría originado en el Africa central, donde -se supone- se produjo la pri­mera infección de un ser humano por su forma HIV- I: desde allí se habría pro­pagado al Caribe y, luego, a los Estados Unidos y Europa. Hoy el mal está am­pliamente distribuido en todo el globo. Una segunda forma del virus, menos vi­rulenta, la cepa HIV-2, es endémica en el Africa occidental (véase 'El virus de la inmunodeficiencia humana', CIENCIA HOY, 21:40-43,1992).

Si bien los científicos aún no tienen certeza acerca del origen del HIV, han formulado dos hipótesis alternati­vas. La más aceptada en este momento sugiere que evolucionó recientemente a partir de un SIV o virus de inmunode­ficiencia simia (por simian immunodefi­ciency virus), transmitido por alguna es­pecie de mono al hombre. En contrapo­sición, algunos investigadores conjeturan que ciertas poblaciones rurales de Afri­ca habrían estado infectadas desde hace décadas, siglos o, incluso, milenios, con un HIV relativamente benigno, el cual habría.pasado recientemente a un esta­dio más virulento. Esta hipótesis postula que hubo un estadio primitivo del virus, y que un agente antiguo dio origen a una pandemia nueva; la primera teoría, en cambio, no reconoce la existencia de ese estadio primitivo. Determinar cuál de las dos es la correcta constituye un importante desafío para la ciencia.

Una manera de encarar la solución del enigma es examinar la his­toria evolutiva del virus, tal como la relatan lo que podríamos considerar sus huellas biológicas. Los últimos años han sido prolíficos en hallazgos que permi­ten leer dichas huellas. Sobresale entre ellos el método cladístico (véase 'Cladis­mo y diversidad biológica', CIENCIA HOY, 21:26-34,1992, y 'Cladismo y posición estratigráfica', CIENCIA HOY, 29:19,1995), una forma de clasificar los seres vivos que sólo reconoce grupos o taxones natu­rales, llamados monofiléticos (de mónoç –monos- único, y julon -phylon-, raza o tribu), es decir; aquellos conjuntos de seres, vivientes y extinguidos, que for­man una línea evolutiva completa, cons­tituida por un ancestro común y todos sus descendientes, incluso los futuros. Dichos grupos se definen por la presen­cia de uno o más caracteres comparti­dos, que se denominan sinapomorfías; a partir de su análisis los cladistas recons­truyen el orden natural de las especies estudiadas. Puesto que las sinapomor­fías manifiestan una estructura jerárqui­ca, ya que algunas aparecen en el tiem­po antes que otras, permiten inferir una secuencia evolutiva de las especies. Los resultados del análisis cladístico se re­presentan mediante diagramas ramifica­dos o cladogramas, que indican las rela­ciones genealógicas de las especies y en los cuales los puntos de ramificación marcan la secuencia en que aparecieron los caracteres que definen los sucesivos grupos monofiléticos.

Independientemente de es­te enfoque de la sistemática (o clasifica­ción de los seres vivos), que lleva a com­prender mejor las características de los organismos biológicos, se han realizado notables avances en las técnicas de labo­ratorio que permiten estudiar el mate­rial genético, aun el de organismos ex­tinguidos, que de otra manera sería im­posible analizar.

Dichas técnicas derivan de una rama relativamente nueva de la biología, puesto que su gran desarrollo da­ta de la postguerra: la biologa molecu­lar; de la que podría decirse que tuvo una época de oro entre el descubri­miento de la doble hélice del DNA, en 1953, y el del código genético, hacia 1966, y que en la actualidad se encuentra en pleno auge. Mediante una de esas téc­nicas es posible producir de manera rá­pida y simple cantidades de DNA que para el trabajo de laboratorio resultan importantes (del orden de los microgra­mos), a partir de ínfimas porciones de ácidos nucleicos (DNA o RNA), tomados de seres vivientes como de es­pecímenes de las colecciones de museos (este procedimiento se basa en la reacción en cadena de la polimerasa -PCR-; véase CIENCIA HOY, 23:52-59, 1993). Por otro lado, mediante la llamada secuenciación de DNA, realizada de manera química o enzimática, es factible conocer de un modo simple y preciso los componentes fundamentales de los genes.

La combinación de los métodos cladísticos y los moleculares proporciona una visión de la historia evolutiva inimaginada hace apenas una década. En la Universidad de Michigan, el grupo de investigación de D.P. Mindell llevó a cabo recientemente el análisis cladístico del HIV y sus virus afines. Estudió los genes de veintisiete cepas virales diferentes, tanto de las dos formas del HIV (HIV-1 y HIV-2) como de las del SIV. Las últimas procedían de varias especies de monos cercopitécidos (Cercopithecus aethiops, C, mitis, Macaca arctoides, M. Mulatta, M. Nemistrina, Cercocebus atys y Mandrillus sphinx) y del chimpnacé (Pan troglodytes. En el cladograma obtenido por Mindell y sus colaboradores (Fig. I), las cepas 1 y 2 se encuentran más re­lacionadas con SIV que entre sí. Por ejemplo, la SlVcpz, que infecta al chim­pancé, está vinculada con seis cepas de HIV-l, y otras dos de esta ultima

-HIV I ant70 y HIV I mvp5180- son basales con relación a las anteriores (se llama basales a los organismos ubicados en las ramas inferiores de un cladograma; en general, los más primitivos). Estas observaciones sugieren -pero no prueban- que se habría producido una transferen­cia del virus desde el ser humano al chim­pancé. Por otra parte, el HIV-2 resultó ser polifilético, es decir descendiente de an­cestros diferentes: dos cepas de HIV-2 re­sultán los taxones hermanos de un grupo que incluye las restantes cepas de HlV-2 y cinco cepas distintas de SIV que infectan especies de Cercocebus y Macaca. De acuerdo con estos análisis, los virus HIV-1 y HIV-2 no estarían relacionados estre­chamente entre sí: el HIV- l compartiría su historia evolutiva con el SIV del chimpancé, mientras que el HIV-2 lo haría con los de monos cercopitécidos.

A la luz de las observaciones anteriores, es interesante preguptarse por la manera cómo evolucionó la asociación ancestral entre los virus y sus huéspedes simios y humanos. Para analizar la coevolución de ambos grupos (véase recuadro 'Coevolución de parásitos y huéspedes'), se puede comparar

COEVOLUCION DE PARASITOS Y HUESPEDES

La evolución conjunta (o coevolución) de dos o más taxones animales o vegetales implica la existencia de interacciones directas o indirectas entre ellos y sus respectivas respuestas adaptativas (es decir, la existencia de respuestas adaptotivas recíprocas). Las re­laciones entre parásitos y huéspedes representan uno de los ejemplos más típicos de coevolución.

Para estudiar un proceso de coevolución es necesario contar con los cladogramas de los taxones en cuestión, los que, en caso de haber tenido lugar tal proceso, refle­jarán las mismas relaciones (Fig. 1). Sin embargo, ciertas incongruencias entre los cladogramas podrían deberse a que -independientemente de la genealogía- hayan exis­tido transferencias de parási­tos a otro huésped, o que al­gunos de los parásitos se hu­biesen extinguido. La figura II presenta el caso de huéspe­des (B y C) que constituyen un grupo monofilético -que tiene un ancestro común- con parásitos (b y c) que in­tegran un grupo parafilético -que no tiene un ancestro común y está definido por caracteres primitivos-. Para analizar esta clase de incon­gruencias, se ha propuesto la técnica de los cladogramas reconciliados, en los que a cada punto de bifurcación del cladograma del parásito se asigna la distribución del o los huéspedes que lo alojan; se duplican así partes del cladograma para reflejar la evolu­ción compartida de ambas en­tidades taxonómicas. El cladograma reconciliado (fig. III) representa la interpretación más simple posible de los datos presentados en la figura II. Para establecer la discrepan­cia entre el cladograma de los parásitos y el de los huéspedes, se cuentan en el de estos las duplicaciones ne­cesarias para reconciliarlos: cuanto mayor sea el número de duplicaciones, menor se­rá la historia compartida por ambos taxones.

El cladograma de los virus (Fig I) con uno de los primates, basado en carac­teres morfológicos (Fig 2). Aunque pue­da parecernos sorprendente, el método cladístico permite comparar las historias evolutivas de grupos de organismos tan diferentes como virus y primates. Los cladogramas de cada uno de ellos cons­tituyen un lenguaje común, que nos per­mite comparar sus patrones de ramifica­ción sin tener en cuenta los procesos que los originaron. Yuxtaponiendo los cladogramas presentados en las figuras 1 y 2, hemos obtenido otro reconciliado (Fig 3), en el que se advierte la nece­sidad de que existan veintidós duplica­ciones en los huéspedes primates para que se produzca una concordancia to­tal con el cladograma de los virus. Este número relativamente bajo de duplica­ciones indicaría un aparente patrón de coevolución entre virus y primates, lo cual apoyaría la hipótesis de la antigüe­dad del HIV. Si las especulaciones ante­riores fueran ciertas, los virus de la in­munodeficiencia habrían acompañado a los seres humanos y a otros primates durante parte de su evolución, y sólo recientemente el HIV- l habría aumentado su virulencia e inducido la pandemia que nos aflige. Existen argumentos adicionales que refuerzan esta hipótesis. Por ejemplo, se conoce la existen­cia de varias personas que hace diez años fueron infectadas con HIV- I proveniente de la misma fuente y que aún no muestran síntomas de sida; la razón podría ser que la cepa de HIV- I que los infectó sería una especie de fósil vivien­te, con un estado primitivo de virulen­cia. La benignidad relativa del HIV-2 es también argumento a favor de la antigua relación del ser humano con el HIV: res­tringida al Africa occidental, zona que no ha sufrido las guerras, sequías y ur­banización comunes en el Africa central, esa cepa habría igualmente escapado al aumento de la virulencia que tuvo el HIV- I y se hallaría adaptada a una baja velocidad de transmisión. Notablemen­te, en ciertas ciudades grandes, como Abidján, en la Costa de Marfil, el HIV-2 puede ser virulento y causar sida de una manera muy similar al HIV- I. Si bien los datos expuestos en este trabajo parecen sustentar la hi­pótesis de la antigüedad del virus, aún quedan muchas incógnitas por despejar; lo cual hace imposible, por el momen­to, decidir a ciencia cierta cuál de las dos teorías expuestas al principio es la más aceptable. A propósito de la hipótesis presentada en este artículo, se ha suge­rido que si se lograra algún éxito me­diante medidas preventivas, no sólo dis­minuiría la difusión del virus sino que, a la vez, se podría llegar a volverlo a su condición primitiva más benigna. Espe­ramos que el esclarecimiento de la his­toria evolutiva del HIV y sus huéspedes ayude a comprender el origen, desarrollo y prevención de la enfermedad y sea una contribución para definir la manera de combatirla.

Lecturas Sugeridas

DOOLITTLE, R.F., 1989, The simian-human connection', Nature, 339:338-339.

MINDELL D.P., SCHULTZ, J.W & EWALD, P.W., 1995, 'The AIDS pandemic is new, but is HIV new?’, Systematic Biology, 44:77-92