Virus al rescate

por para Ciencia Hoy el . Publicado en Grageas, Número 163.

Allí donde hay vida celular también encontramos virus, los cuales por lo común asociamos con enfermedades y efectos perjudiciales para el organismo. En términos sencillos, los virus son partículas infecciosas que contienen información genética y que aprovechan la maquinaria de las células para propagarse. Esto último es responsable de su mala fama. Hay consenso entre los biólogos en que los virus son mucho más antiguos y diversos que los organismos celulares, y en que desempeñaron un papel fundamental en el origen y la evolución de la vida en la Tierra.

Las bacterias, por otra parte, pueblan casi todos los ambientes. Las encontramos en lugares tan diversos como el propio cuerpo humano y ciertos entornos extremos, por ejemplo, los que hay a grandes profundidades bajo tierra, sin oxígeno y con alta temperatura: la bacteria que lleva el evocativo nombre Bacillus infernus fue descubierta en los Estados Unidos a 2700m de la superficie y a 50oC.

Un mecanismo clave de las células para adaptarse rápidamente a diversos nichos ecológicos es la transferencia horizontal de genes, es decir, el traspaso de ADN y por ende de información genética de una bacteria a otra con la cual carece de relación parental. Esto crea riesgos para nuestra salud: las bacterias resistentes a antibióticos, por ejemplo, pueden recibir genes que les confieren esa resistencia transmitidos de forma lateral.

Históricamente, este fenómeno fue considerado un hecho raro, causado por virus que infectan bacterias, los que son conocidos como bacteriófagos o fagos. Estos toman control de la maquinaria celular infectada y generan o sintetizan muchas copias de su propio ADN, que constituyen nuevas partículas virales con capacidad de infectar a otras bacterias. Se suponía que en este proceso de ensamblar tales nuevas partículas virales aparecen errores que les incorporan fragmentos del ADN de la bacteria infectada, y que esos fagos con genes bacterianos pueden transmitirlos de manera horizontal al infectar nuevas bacterias.

Imagen de microscopía electrónica con colores agregados de una cepa resistente a antibióticos de la bacteria Staphylococcus aureus (en fucsia) causante de infecciones difíciles de tratar. La bacteria, de aproximadamente 1 micrómetro de diámetro, adquirió esa resistencia por transferencia horizontal de genes y selección natural. En verde, células del sistema inmune. Foto National Institute of Allergy and Infectious Diseases de los Estados Unidos.

Un reciente artículo aparecido en Science con los resultados de una investigación sobre la transferencia horizontal de genes informa que ella es mil veces más frecuente que lo observado antes. Esto se debe a que los fagos tienen una fase de letargo, en la que su ADN se suma al genoma de la bacteria y permanece inactivo mientras no existan condiciones favorables para su activación. Estos elementos del ADN de las bacterias se conocen como profagos; se activan en situaciones de estrés y entonces inician nuevos ciclos de infección.

En lugar de estudiar el fenómeno de la transferencia lateral usando fagos activos, como lo hicieron los estudios anteriores, lo investigó en profagos luego de su activación. Los resultados muestran que la incorporación de ADN bacteriano en las partículas virales es inespecífica, es decir que luego de iniciada la carga de material genético no importa la información contenida en su secuencia. Ello no supone un problema en fagos activos, ya que la mayoría del ADN en una bacteria infectada es de origen viral.

Este escenario tampoco supondría una desventaja evolutiva para los profagos, ya que su activación responde a situaciones de estrés, que comprometen la supervivencia de las bacterias, y en las cuales la transferencia lateral de genes podría garantizar su supervivencia y, por ende, la del fago. Lo explicado muestra un resultado de la coevolución y nos invita a cuestionar, una vez más, nuestra visión antropocéntrica de las interacciones entre seres vivos y a ponerlas en el contexto temporal de la evolución biológica.

Más información en DAVISON AR, 2018, ‘A common trick for transferring bacterial DNA’, Science, 28, 362 (6411): 152-153.

Federico Coluccio Leskow

fedocles @gmail.com