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El proyecto viroma global

Tras un paréntesis temporal, el blog de los virus emergentes vuelve a la carga. Creo que el tema elegido es muy apropiado, porque trata sobre el “Global Virome Project” (proyecto viroma global), una iniciativa que pretende cambiar nuestra forma de luchar contra las enfermedades infecciosas emergentes causantes de graves alertas sanitarias, desde la actual estrategia reactiva a una más proactiva.

La revista Science en su ultimo número (22 de  febrero de 2018), publica en su “policy forum” un artículo titulado The Global virome Project (GVP) en el que se describe un proyecto de gran envergadura dedicado a conocer la diversidad global de virus presentes en la fauna silvestre de nuestro planeta, lo que en un post de este blog hemos llamado “virosfera” y ellos llaman “viroma global” [1]. Este proyecto, promovido por la USAID (Agencia de los EE.UU. para el Desarrollo Internacional) y financiado por diversas agencias y Gobiernos, será lanzado en 2018, con un presupuesto superior  a los 1.000 millones de dólares y una duración de 10 años.

Foto Global Virome Project Science 22 feb 2018

Portada del artículo “Global Virome Project” publicado en Science (swcción Policy forum) el 22 de febrero de 2018.

Los autores, todos ellos reconocidos investigadores trabajando activamente en el mundo de la virología “prospectiva”, esto es, en el descubrimiento de nuevos virus, con potencial para afectar a la especie humana, razonan que para poder enfrentarse a las próximas amenazas víricas es necesario expandir el conocimiento sobre los virus, en especial identificar, estudiar y catalogar aquellos virus que quedan por descubrir (que todo indica que son muchísimos). Basan su razonamiento en las siguientes premisas:

Objetivo, virus zoonóticos: casi todas las pandemias recientes han sido causadas por virus de origen animal.

Solo conocemos unos pocos virus: Solo tenemos catalogados 263 virus que pueden infectar a humanos. Pero el ritmo de descubrimiento de nuevos virus, cada vez más acusado (por las nuevas tecnologías de secuenciación masiva), nos dice que hay muchos más.

El viroma global es enorme: calculan que existen 1,67 millones de virus (especies) distintos. De ellos, entre 631.000 y 827.000 virus podrían ser zoonóticos.

- Nuestra exposición a esos agentes aumenta: El ritmo de exposición a virus zoonóticos también es cada vez mayor (por el cambio global [2]).

Mejor proactivo que reactivo: Las alertas sanitarias mundiales recientes (recuérdese la crisis del Ebola en 2014-15) muestran que la adaptación a una situación de riesgo pandémico (estrategia reactiva)  es lenta e ineficiente. Mejor sería contar con medidas de lucha contra estos riesgos de antemano (estrategia proactiva).

Como precedente, el proyecto PREDICT, conducido por el mismo núcleo de científicos que lideran el GVP, con un presupuesto de 170 M$ y una duración de 8 años, puesto en marcha en 2009, desarrolló una búsqueda de nuevos virus potencialmente dañinos para el hombre en la fauna salvaje, con resultados notables. Por un lado, ha permitido identificar más de 1000 nuevos virus con potencial para afectar la salud de nuestra especie (téngase en cuenta que en la actualidad hay en total unos 4500 virus bien conocidos y clasificados, de los que solo un 5% afectan al hombre). Por otro lado, ha mejorado las infraestructuras y tecnologías a nivel global para poder detectar de forma eficaz estos nuevos virus. También ha contribuido a incrementar el conocimiento sobre los hábitats, ciclos y epidemiología básica de estos nuevos virus, desarrollando modelos que permiten potencialmente inferir el riesgo zoonótico y pandémico que pueden conllevar.

La cuestión es que el proyecto PREDICT, si bien es un magnífico punto de partida, sin embargo no ha podido abarcar más que una mínima fracción de toda la complejidad estimada que representa el conjunto de virus zoonóticos presentes sobre la tierra. Para abarcarla, los autores abogan por un cambio de escala que permitiera identificar los virus no por cientos, sino por cientos de miles. Este cambio de escala es un reto a todos los niveles, empezando por el científico-tecnológico, pero sobre todo por el económico, pues se antoja un esfuerzo descomunal. Los autores han calculado que identificar y estudiar con cierta profundidad una fracción sustancial de la diversidad de virus en la fauna silvestre de nuestro planeta costaría alrededor de 1.200 millones de dólares en un período de 10 años. Lo que no se descubriera en este empeño, razonan, sería menos importante en términos de amenaza  pues serían los más raros y de hábitats menos accesibles, y por tanto con menos probabilidad de afectar al ser humano.

El GVP es una iniciativa plenamente global que empieza a gestarse en 2016 a partir de encuentros de agencias intergubernamentales, estatales, instituciones académicas, ONGs y sector privado de Asia, África, América y Europa. Los resultados, incluyendo muestras, virus, bases de datos, metodologías, productos, información, etc,  se plantean en un contexto abierto, transparente e igualitario, dirigidos al bien público global. Entre los resultados a compartir y difundir se incluyen posibles medidas de lucha frente a los agentes descubiertos y las enfermedades producidas por éstos.

Un posible efecto no deseado es que este ambicioso –y costoso- programa “vampirice” recursos dedicados a salud pública, especialmente en algunos países donde los recursos para estos fines son escasos. Dicen sus promotores que la diversidad de tareas que implica el GVP puede amortiguar este efecto ya que fondos destinados a, por ejemplo, bioinformática, o muestreo de fauna, podrían fácilmente servir para sostener actividades del GVP. A favor del proyecto señalan, hay países  como China, con un entorno más favorable, que ya tienen programas nacionales de virómica alineados dentro del GVP.

El reto tecnológico es clave, y los autores, conscientes de ello, subrayan la colaboración internacional para superar las dificultades técnicas y logísticas de primer orden que pueden surgir a la hora de, por ejemplo, plantear la toma de muestras en fauna silvestre de lugares remotos en condiciones seguras. Redes de laboratorios trabajando ya en esta línea “Una salud” [3] y con implantación internacional (Instituto Pasteur, OMS, FAO, OIE, ONGs…) ya colaboran en la planificación de estas actividades a 10 años vista. La plataforma tecnológica para el descubrimiento de virus nuevos utilizada en PREDICT, basada en técnicas de PCR* genéricas para familias víricas relevantes no parece buena opción para facilitar el cambio de escala requerido en este nuevo proyecto. Los autores proponen explorar técnicas de secuenciación de nueva generación, o secuenciación masiva, cada vez más asequibles para analizar un gran número de muestras como plantea este programa. Sin embargo, no dan más detalles sobre esta cuestión clave, lo cual resulta sumamente relevante en relación con la viabilidad de los objetivos planteados.

Más importante aún es cómo determinar el potencial zoonótico y pandémico de cada nuevo virus descubierto. Aquí el proyecto GVP se la juega. Es previsible que se detecten miles de virus nuevos, pero eso, ¿en qué se traduce en términos de riesgo para la salud de nuestra especie? En PREDICT ya se elaboraron algoritmos que, basados en rasgos de los virus y de los hospedadores, así como en las características ecológicas de los lugares de muestreo. Estos algoritmos se usarán en el GVP para cribar aquellos virus más susceptibles de representar un riesgo. Sin embargo, aún no está bien establecido si esos algoritmos funcionan. Hay pruebas de laboratorio (estudios de receptores celulares) capaces de determinar qué virus podrían progresar en nuestra especie. Pero estos estudios, ademas de muy laboriosos y con requerimientos complejos como para abordarlo en escalas de miles de virus, no están disponibles mas que para una pequeña fracción de los virus existentes, concretamente los pertenecientes a la familia de los coronavirus (SARS, MERS…). El resto de virus permanecen huérfanos en cuanto a esta aproximación, es decir, su potencial zoonótico es, a día de hoy, impredecible. Esta es una de las principales debilidades del GVP. No obstante, a una década vista, esta situación podría evolucionar favorablemente. De nuevo, la implicación de especialidades diversas, en un espíritu “Una salud” puede jugar un papel fundamental en construir capacidades para evaluar  el potencial zoonótico/pandémico de los nuevos virus descubiertos.

Por encima de las cuestiones técnicas, la cuestión de la rentabilidad de la inversión resulta relevante. A nadie se le escapa que el coste del proyecto GVP es muy alto. Los autores del artículo razonan que el coste derivado de una epidemia es tan sumamente elevado que esfuerzos como el de este proyecto GVP claramente compensan si tan siquiera permiten mejorar la respuesta frente a una sola epidemia de cierta envergadura, cuanto más de varias. No son difíciles de alcanzar retornos del 10:1 de la inversión en estas condiciones. Pandemias de gripe representan pérdidas de cientos de miles de millones de dólares, mientras que crisis de patógenos emergentes como la del SARS produjo pérdidas que rondan entre 10 y 30 mil millones de dólares.  Cabe plantearse cuál es la mejora que representa el GVP sobre la vigilancia “tradicional” (sobre patógenos conocidos, como los virus Ébola, fiebre del valle del Rift o Crimea-Congo). Éstos representan, según los autores, un 0.1% de las amenazas víricas zoonóticas previsiblemente presentes en la fauna. Sin embargo, en la actualidad el impacto real de estas enfermedades, ya conocidas, es muy importante, probablemente más que el que puedan tener enfermedades de etiología desconocida, posiblemente causadas por patógenos por descubrir, un hecho que los autores han pasado por alto en sus cálculos.

Por supuesto, toda clase de “optimizaciones” que reduzcan costes caben en un proyecto como el GVP, desde el muestreo más o menos dirigido a determinadas especies o grupos taxonómicos con capacidad para sostener virus zoonóticos, hasta la selección geográfica de “sitios calientes” en los que históricamente se ha comprobado una especial tendencia a generar alertas sanitarias con potencial zoonótico y pandémico, o “proxys” como utilizar casos clínicos en humanos o animales domésticos para señalar regiones especialmente proclives a padecer síndromes emergentes, susceptibles a una más estrecha vigilancia, o incluso restringir la búsqueda a virus ARN [4], los cuales son la fuente causante del 94% de las alertas zoonóticas graves documentadas desde 1990 a 2010. Una reducción de costes también se espera que ocurra durante el desarrollo del proyecto al disminuir los precios de determinadas actividades como los análisis de laboratorio, la bioinformática, la logística de la recolección de muestras, etc.

Entre los beneficios que puede rendir el GVP está sin duda enriquecer drásticamente las bases de datos genéticas surtiéndolas de miles de nuevas secuencias de virus y sus datos asociados (fuente del aislamiento, especie animal, lugar geográfico, etc). Ello redundará en una mayor precisión en los análisis filogeográficos para definir el origen y evolución de los brotes epidémicos del futuro, pero también, según los autores del artículo, contribuirá a una mejor definición de estrategias de lucha antiviral (vacunas o fármacos), que abarquen más espectro de patógenos relacionados entre sí. Aunque teóricamente plausible, sin embargo esta perspectiva puede tropezar con muchos obstáculos en su desarrollo práctico, y se debe considerar como un objetivo a desarrollar a largo plazo. Más inmediato podría ser el beneficio del proyecto al señalar especies de vertebrados (mamíferos y aves son los objetivos del monitoreo) capaces de sostener virus dañinos para nuestra especie. Lo mismo puede decirse de los medios ecológicos donde se desarrollan los ciclos de transmisión naturales de estos agentes infecciosos. Todo este nuevo conocimiento puede mejorar nuestra capacidad para vigilar y predecir nuevos brotes por virus emergentes, y a evaluar las mejores medidas de bioseguridad para una producción animal  más eficiente y una mayor seguridad alimentaria.

Por lo demás, los autores señalan que este proyecto puede potenciar nuestro conocimiento sobre la biología de los virus, sus interacciones, co-evolución en los hospedadores, etc. Finalizan el artículo comparando el GVP con el proyecto genoma humano: éste catalizó una revolución tecnológica que desembocó en la era de la genómica, con aplicaciones en medicina personalizada y de precisión basada en el genoma individual. Del mismo modo, el GVP puede lanzar el conocimiento sobre enfermedades emergentes a una nueva era donde nuestra capacidad para vigilar, monitorizar y predecir brotes epidémicos y pandemias, sea tal que podamos prever las alertas sanitarias por virus emergentes y elaborar respuestas frente a ellas antes de que se produzcan.

El empeño es sin duda notable, sin embargo, algunos aspectos del mismo, tal y como están expresados en el artículo, resultan poco convincentes y generan ciertas dudas:

1. Cambio de escala: Aparte de un aumento drástico del presupuesto necesario y de que se emplearán herramientas de secuenciación de nueva generación, no se detalla cómo se va a alcanzar ese cambio de escala tan notable de tres órdenes de magnitud superior sobre el proyecto PREDICT.

2. Vampirización de fondos (escasos) para salud pública: este es un riesgo real para el que no se propone una solución clara sobre cómo evitarlo.

3. Cómo traducir la información genética obtenida (en eso consiste un viroma: en información genética de virus) en información útil para prevenir riesgos de zoonosis y pandemias. Es importante señalar que hoy dia se necesitan ensayos funcionales (laboriosos, costosos y lentos) para valorar aspectos relevantes de los virus con respecto a su capacidad zoonótica o pandémica. Los algoritmos pueden ayudar, pero claramente este aspecto clave debe desarrollarse más, en lo cual parecen confiar los autores del artículo en el plazo de 10 años que se dan para desarrollar el proyecto.

4.  Impacto real de los virus aun no conocidos: Es posiblemente cierto que solo conocemos el 0.1% de los virus zooonóticos existentes, pero no es cierto que el 99.9% del pool desconocido represente un riesgo proporcional al de los del pool “conocido”. Si esto fuera así, tendríamos 1000 veces más alertas sanitarias de etiología no resuelta que alertas causadas por virus como Ebola, Crimea-Congo, Valle del Rift, etc, y esto a todas luces no ocurre.

5. Nuevas estrategias de lucha: El arsenal de medios de lucha que poseemos en la actualidad es limitado, y sin duda el GVP promoverá el desarrollo de múltiples herramientas que mejorarán ese arsenal, como nuevos fármacos o vacunas, pero estos desarrollos siguen procesos hoy por hoy lentos y laboriosos que hacen que esta meta sea alcanzable a plazos más largos que los 10 años de duración del proyecto.

No obstante estas posibles limitaciones, el Global Virome Project representa un esfuerzo colosal que sin duda redundará en un mayor control de las enfermedades infecciosas del hombre y los animales.

 NOTAS:

[1] Viroma: conjunto de virus presentes en una muestra compleja, normalmente ambiental, por ejemplo aguas del océano o heces de vertebrados. A menudo se asocia a las tecnologías de secuencación masiva, que han permitido  identificar la presencia de múltiples virus en muestras complejas gracias a su carácter no dirigido, lo que ha dado lugar a una nueva disciplina, la virómica, equivalente en virus a otras derivadas del empleo de la secuenciación masiva, como la genómica, la proteómica o la transcriptómica.

[2] Cambio global: Impacto de la actividad humana sobre los mecanismos fundamentales de funcionamiento de la biosfera, incluidos los impactos sobre el clima, los ciclos del agua y los elementos fundamentales, la transformación del territorio, la pérdida de biodiversidad y la introducción de nuevas sustancias químicas en la naturaleza. Véase post 25-2-2012).

[3] Concepto “Una salud”: Es una estrategia para abordar temas de salud en los cuales hay que integrar diferentes disciplinas de las ciencias médicas y veterinarias, y medioambientales. Es de especial importancia en el mundo de las enfermedades infecciosas, en particular en aquellas que son compartidas entre el hombre y los animales, como son las zoonosis.

[4] PCR genérica: La PCR es una técnica muy utilizada para detectar e identificar agentes patógenos causantes de enfermedades infecciosas, entre ellos los virus. El término “PCR genérica” se refiere a PCR que se han desarrollado para detectar no ya un patógeno sino un grupo relacionado genéticamente, por ejemplo una familia de virus.

[5] Virus ARN: son aquellos virus cuyo material genético consiste en una o más hebras de ácido ribonucleico (ARN).

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“¡Los virus SON VIDA!” (V Congreso Europeo de Virología, Lyon, 11-14 de septiembre de 2013)

Hace una semanas tuve ocasión de asistir al V Congreso Europeo de Virología (Lyon, Francia), un importante evento científico donde se han presentado y discutido los avances más recientes en lo relativo a los virus, tanto desde el punto de vista sanitario, como desde el punto de vista de la ciencia básica o fundamental. En este sentido creo que ha sido un congreso muy equilibrado entre estos dos mundos, que parece que se empiezan a entender.

Pero no voy a hacer un resumen del congreso, aprovechando que una buena reseña del mismo ya ha sido posteada aqui, en madri+d, por José Antonio López-Guerrero, JAL, compañero virólogo y divulgador científico, con quien coincidí en el evento (pueden leerla en el siguiente enlace: 5º Congreso Europeo de Virología), sino que, de momento, solo voy a comentar un pequeño detalle que pienso que puede tener interés para los lectores de este blog. Se trata de una pregunta que se formuló al final de una de las conferencias. Y, sobre todo, se trata de la respuesta que dio el conferenciante.

Vamos por partes. La sesión plenaria que llevaba el sugerente título “El universo de los virus” fue inaugurada por una magistral conferencia a cargo del Dr. Dennis Bamford, titulada “Orden en el universo de los virus“. El Dr. Bamford es un prestigioso investigador que actualmente trabaja en el Instituto de Biotecnología de la Universidad de Helsinki. Se dedica a estudiar la estructura de los virus. Sus trabajos, cuyos resultados principales resumió de una forma brillante en su charla, indican que a pesar de la enorme variabilidad de virus existente en la naturaleza (ver post anterior: La virosfera“), existen en realidad muy pocos “patrones” estructurales en estos pequeños microorganismos. Ello es consistente con las constricciones estructurales que impone el hecho de la necesidad de los virus de empaquetar en un espacio muy pequeño todo su genoma. Las soluciones a ese problema, podemos decir después de escuchar al Profesor Bamford, son finitas y consisten en unos pocos patrones (morfotipos) compartidos por infinidad de virus. Ello significa que todos los virus existentes pueden agruparse en un pequeño número de “linajes” que comparten entre sí una base estructural característica. Probablemente, cada uno de estos “linajes” de base estructural ha evolucionado a partir de un ancestro común. Esto implica que hay tantos ancestros distintos como linajes estructurales, es decir, los virus son un grupo polifilético. Por el contrario, los organismos celulares (bacterias, arqueas, hongos, animales y plantas) son un grupo monofilético, es decir, todos proceden de un único ancestro común. Todo esto se resume muy bien en la siguiente figura, elaborada por el grupo del Dr. Bamford.

La imagen representa esquemáticamente el árbol de la vida, con tres grandes ramas: las dos primeras corresponden a los organismos celulares sin verdadero núcleo (procariotas), que son de dos tipos,  bacterias (Bacteria) y arqueas (Archaea) y la tercera, a los organismos celulares con verdadero núcleo, o eucariotas (Eukarya). Por su unidad de organización parece lógico pensar que todos los organismos celulares surgieron de un único ancestro común, LUCA (acrónimo de “Last Universal Common Ancestor“, ó Ultimo Ancestro Común Universal). Recientemente, gracias a las técnicas de secuenciación masiva de nueva generación (lo que se conoce como metagenómica, ya mencionada en un post anterior de este blog) se ha podido comprobar que una buena parte de nuestro genoma, al igual que del genoma de otros organismos pluricelulares (animales y plantas) es de origen vírico, lo que sugiere que los virus han jugado y juegan cierto papel, aún no bien conocido, en la evolución de los organismos superiores. Volveremos sobre este tema en futuros posts.

La pregunta a la que me referí antes, la que ha motivado este post, la que formuló una persona de la audiencia de la conferencia del Dr. Bamford (compuesta por virólogos de muy diversas nacionalidades) es la siguiente: “sé que se trata de una cuestión puramente académica, pero ¿podría decirnos cual es su opinión acerca de si los virus son seres vivos?” Los asíduos de este blog ya saben del dilema de si los virus son o no seres vivos. Esto es lo que yo escribí en un post anterior de este blog al respecto:

Los virus son un tipo peculiar de microorganismos infecciosos, porque no son células, sino entidades subcelulares. Esta es la principal diferencia con las bacterias, que si son células. Esta es también la causa de que tradicionalmente se haya excluido a los virus de la categoría de“seres vivos“ (…) Los seres humanos hemos definido la vida de una cierta manera, la que mejor nos pareció en su día. En esta definición la vida está constituida por células con metabolismo propio. Los virus son capaces de reproducirse en un medio adecuado, que es la célula, poniendo el metabolismo de ésta al servicio de su replicación, pero no son células ni tienen metabolismo propio.  Por lo demás, los virus usan material genético de la misma naturaleza que el de la célula, que “entiende” el mensaje contenido en este material (porque está escrito en el mismo código que el suyo) y lo ejecuta, dirigiendo la síntesis de proteínas víricas, que están formadas por los mismos componentes que las proteínas celulares. Los virus poseen un alto grado de organización y sus componentes tienen funciones reconocibles. Pueden mutar, recombinar y evolucionar generando formas diversas, que son seleccionadas por su mejor adaptación al medio, y en general poseen las demás propiedades que el resto de los seres vivos. Personalmente estoy convencido que los virus forman parte del mundo de lo vivo. El que los llamemos o no seres vivos obedece a la necesidad del ser humano de definir conceptos, clasificar, categorizar. Los virus se escapan de esa definición encorsetada de la vida que prevalece actualmente. Las definiciones se pueden y se deben revisar si con ello mejora la coherencia de lo definido.

Existe actualmente un debate arduo sobre si los virus forman parte de la vida o no. Para unos, sencillamente no. Otros, entre los que me cuento, creemos que si la definición actual de la vida excluye a los virus, no es porque los virus no estén vivos, sino porque la definición de la vida no se ha afinado aún lo bastante como para incluirlos. Pues bien ¿se imaginan cuál fue la respuesta del Dr. Bamford  a la pregunta anterior (recordemos: ¿son seres vivos los virus?). La respuesta fué: ¡Pregúntale a la célula si están vivos o no! ¡Los virus SON VIDA! (viruses ARE LIFE!). Creo que es una buena respuesta por parte del conferenciante, que no tuvo réplica alguna, por cierto, y eso que allí habia no menos de 200 científicos especialistas en los más diversos aspectos del mundo vírico. El ciego encorsetamiento académico de la definición actual de la  vida no nos permite -aún- definir los virus como seres vivos, pero de lo que no cabe ninguna duda es que los virus forman parte de la vida.

(…¿de qué si no?)

 

NOTAS:

Para quien quiera profundizar un poco más sobre este tema, puede leer este interesante artículo acerca de la definición de la vida desde el punto de vista de los virus, por Patrick Forterre, un virólogo teórico que trabaja en el CNRS de Francia:

http://link.springer.com/article/10.1007/s11084-010-9194-1/fulltext.html

Otro interesante artículo, esta vez en español, sobre el tema, titulado “¿Están vivos los virus?” por el virólogo J.M. Echevarria, publicado en The Journal of Feelsynapsis (revista digital de divulgación científica en español): pinchar en el siguiente enlace.

Y otro más, esta vez sobre la posición de los virus en el “árbol de la vida”: “Viruses are essential agents within the roots and stem of the tree of life” por los virólogos Luis P. Villarreal y Guenther Witzany.

 

Por último, animo a los lectores a dejar sus comentarios. Si hay algún tema polémico y que suscita discusiones en virología es este. No sé que piensan los lectores de este blog sobre ello, pero me gustaría saberlo. Quien más, quien menos, todos hemos escuchado eso de que los virus son algo así como una especie de minerales que pueden cristalizarse (lo más triste es que esta noción surge de los libros de texto escolares aún vigentes). En efecto, los viriones (particulas víricas), si son suficientemente pequeños (los más grandes no), y si se purifican lo suficiente, pueden cristalizar como cualquier sustancia química pura. Yo mismo he purificado un virus hasta su cristalización, una técnica que permite estudiar la estructura tridimensional de los virus a nivel atómico. Pero ¿cuantas sustancias químicas puras conocen que se multipliquen en las células usando el mismo código genético universal que emplea cualquier organismo vivo, para generar proteínas propias, con actividad biológica, de igual naturaleza que las de cualquier otro ser vivo, diversificándose y evolucionando para adaptarse a un medio cambiante como lo hace cualquier virus?

 

 

 

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Un año de blog

Ha pasado un año desde que publicamos el primer post (“Un mundo pequeño para unos seres diminutos, los virus emergentes”), que incluía toda una declaración de intenciones para este blog, que puede resumirse en informar sobre virus evitando el alarmismo infundado tan común cuando los medios convencionales tratan estos temas.  Desde entonces hemos publicado 25 posts más, todos ellos dedicados a dar información clara y accesible para todo el mundo acerca de los virus emergentes, y a situarlos en su debido contexto.

En este tiempo hemos tenido oportunidad de comentar nuevas emergencias víricas prácticamente en “tiempo real”, como la que tuvo lugar en Europa con el virus Schmallenberg casi al tiempo que se inició el blog. Este episodio nos fue como anillo al dedo como ejemplo típico de emergencia vírica. A describirlo y hacer un somero seguimiento del mismo hemos dedicado 7 posts a lo largo de este primer año. Un caso similar, más reciente, es el del nuevo coronavirus detectado en Arabia Saudí, al que hemos dedicado otros dos posts.

Hemos comentado de igual manera la resurgencia global de determinados virus transmitidos por picaduras de insectos,  en varios posts (véase por ejemplo [1], [2]) y su posible relación con el cambio climático y con otros cambios que se están produciendo a nivel global, como el aumento del comercio internacional, del tráfico de personas y mercancías, de la deforestación y la implantación de nuevos cultivos y regadíos para alimentar una población creciente, etc. Algunos casos llamativos han merecido un post aparte. Este es el caso, por ejemplo del virus West Nile, que en pocos años (de 1999 hasta hoy) se ha convertido en el arbovirus (virus transmitido por picadura de artrópodo) más extendido en el mundo, y que en 2012 ha aumentado significativamente el número de casos de enfermedad causada por este virus tanto en Europa como en EE.UU.

Pero no solo han merecido la atención de este blog los nuevos virus. En ocasiones hemos comentado algún aspecto de interés sobre enfermedades víricas que son viejas conocidas, como la fiebre amarilla, que en 2012 ha protagonizado una de las peores epidemias de esta enfermedad de los últimos años, o la polio, cuya erradicación pudo considerarse como un objetivo realista hace unas pocas décadas, pero sin embargo distintos problemas surgidos en el camino a la erradicación han alejado ese horizonte un tanto.  En cuanto a viejas enfermedades, un post fue dedicado a una enfermedad emergente en la América del siglo XVI, el “Huey cocolitztli” posiblemente causada por un virus que probablemente ya se haya extinguido.

El blog ha dedicado igualmente algún espacio a explicar cuestiones básicas sobre los virus, como por ejemplo de dónde salen los virus emergentes, o qué es la virosfera. Es fundamental entender que el fenómeno de la emergencia de virus es completamente natural, fruto de la variación normal de estos agentes infecciosos y de su enorme diversidad, que les confiere una sorprendente capacidad de adaptación a los cambios que se producen en el medio.

Uno de los posts que más comentarios -y más entusiastas- provocó fue el dedicado a los nombres de los virus, un aspecto importante del mundo de los virus emergentes, pues una de las primeras cosas que hay que hacer cuando se descubre un nuevo virus es ponerle un nombre, y el nombre elegido no siempre es del agrado de todo el mundo.

Hemos dedicado un par de posts a cuestiones que han generado cierta alarma social durante el pasado año. La primera, quizá más seria, fue la polémica por las investigaciones sobre virus de gripe altamente patógena modificados en el laboratorio para incrementar su capacidad de transmisión entre mamíferos. El debate sobre la publicación de estos resultados alcanzó bastante notoriedad no solo en la comunidad científica, sino también en medios políticos, por la repercusión de estos estudios en temas de bioseguridad y la necesidad de establecer protocolos que supervisen proyectos de investigación de este tipo. La segunda, más reciente, y con menos fundamento, logró inquietar a más de uno: el hallazgo de restos de viruela en unas momias enterradas en el permafrost de Siberia hace 300 años. Se comentó en aquella ocasión lo inapropiado de despertar con este tipo de noticias “el miedo a las pestes” de forma infundada.

Por último, el blog ha querido recoger noticias, efemérides y eventos relacionados con el mundo de los virus emergentes. Se recordó el primer año tras la erradicación oficial de la peste bovina, la segunda enfermedad infecciosa -y la primera en el mundo animal- que se ha logrado erradicar de la faz de la Tierra.  Nos hicimos eco de un importante evento que congregó en septiembre del año pasado en Madrid a gran parte de la comunidad científica que se ocupa de estudiar los virus emergentes:  bajo el lema “Un mundo, una sanidad, una virología” tuvieron lugar sendos congresos internacionales de virología clínica y veterinaria, con una sesión conjunta novedosa e interesante.  También hemos recogido noticias sobre publicaciones y premios que pueden resultar de interés para los lectores del blog.

En conjunto creo que el blog ha cumplido con las expectativas. Es un blog muy visitado, por gente de las cuatro esquinas del mundo, especialmente -y lógicamente- de allá donde se habla el español. Esto, teniendo en cuenta que es relativamente fácil encontrar divulgación sobre estos temas en inglés, pero no lo es tanto cuando el idioma que se habla es otro, tiene ya un valor en sí. Por otro lado, utilizar el español para divulgar conocimiento es una bonita forma de devolver a nuestra lengua al menos una parte de lo mucho que nos da. En este segundo año seguiremos intentando mantener y en lo posible aumentar el interés de los lectores por los virus emergentes.

[1] Los arbovirus emergentes y el cambio global

[2] El avance de los flavivirus emergentes y reemergentes

 

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La virosfera

 

En el post del pasado 13 de febrero prometimos abordar la siguiente pregunta “¿de donde “emergen” los virus emergentes? Ha llegado el momento de responderla, pero para ello, primero hay que hacerse algunas preguntas más, todas ellas en torno a la naturaleza de la “virosfera”. Vamos por orden:

¿Cuántos virus hay? Hay dos formas de enfrentarse a esta pregunta: una, tratar de averiguar cuantos tipos (o especies) de virus distintos hay (o sea, la aproximación cualitativa), y otra, preguntarse por la cantidad de virus existente sobre la Tierra, su número y su masa (aproximación cuantitativa). La respuesta a estas preguntas puede considerarse en gran medida especulativa, ya que queda mucho por saber antes de poder contestarlas con cierta precisión, pero lo importante del ejercicio que vamos a realizar no es lo exacto que resulte el cálculo final. Lo importante es que este ejercicio es util para dar una idea de la complejidad del mundo de lo virológico.

¿Cuántos virus diferentes hay?

La respuesta a esta pregunta no está en los libros, ni siquiera en los textos especializados. Si husmeamos en un buen texto sobre virología lo que podemos encontrar es una serie de capítulos dedicados a describir cada una de las familias de virus reconocidas por el momento, los géneros de que se componen y las especies víricas que pueblan esos géneros. ¿Es eso lo que buscamos? No, por supuesto. En el mejor de los casos, encontraremos una cifra global de los virus conocidos hasta ahora. Por ejemplo, en la última edición del tratado de virología de Fields (Fields Virology 6th Edition, 2006), en el capítulo dedicado a la familia “Herpesviridae” (compuesta por los virus similares al virus de la varicela-herpes zóster) se recogen aproximadamente 200 especies víricas distintas de herpesvirus, pero enseguida veremos que este número se queda muy corto.

Consideremos lo siguiente: si elegimos una especie animal cualquiera, por ejemplo, la bovina, se conocen cinco especies diferentes de herpesvirus que infectan al ganado bovino de forma específica. De igual modo, se han descrito por ahora nueve herpesvirus equinos, ocho herpesvirus humanos, etc, por lo que podemos decir que aproximadamente otros tantos infectan a cada una de las demás especies de mamíferos. En total hay descritas unas 5400 especies de mamíferos (probablemente esto es una fracción de las especies de mamíferos realmente existentes), y nada hace pensar que los herpesvirus prefieran determinados mamíferos como huéspedes. Ello permite estimar en torno a algunas decenas de miles el número de especies distintas de herpesvirus de mamíferos realmente existentes, una cifra muy superior –en varios órdenes de magnitud- a la de los herpesvirus descritos hasta la fecha. Pero también existen herpesvirus de aves, de reptiles, de anfíbios, etc, por lo que el número anterior debe incrementarse aún al menos tantas veces como clases de vertebrados existen. Sobre los invertebrados ni hablamos, porque sus virus son aún un mundo poco conocido, pero hay que pensar que su complejidad es probablemente mayor que en vertebrados. Tengamos asimismo en cuenta que hay otras familias taxonómicas de virus además de la familia de los herpesvirus, como la de los poxvirus (viruelas, mixomatosis, etc), flavivirus (fiebre amarilla, dengue, etc), orthomyxovirus (gripes),  picornavirus (fiebre aftosa, polio, hepatitis A), reovirus (lengua azul, peste equina africana), etc, y que con cada una de ellas podemos razonar aproximadamente del mismo modo. Incluso hay una buena cantidad de virus sin clasificar en familias. Una primera conclusión, a la luz de este ejemplo, es que conocemos una ínfima parte de los patógenos víricos que realmente existen. A ellos hay que añadir los virus no patógenos, que circulan silenciosamente, a los que, obviamente, conocemos menos, y los cuales probablemente existen en un número y variedad muy superiores a sus homólogos patógenos. La complejidad de los virus de plantas no es inferior, como tampoco lo es la de los virus que infectan a otros microorganismos como las bacterias, los hongos y los parásitos. Incluso hay virus que infectan otros virus. Por supuesto, hemos simplificado un poco, ya que muchos virus infectan a más de una especie de hospedador, pero ello no invalida nuestro razonamiento central: por cada especie de ser vivo sobre la Tierra existe una panoplia de virus distintos capaces de infectarla, lo que convierte a estos pequeños seres en la mayor fuente de biodiversidad sobre la Tierra. Ello da una somera idea de la complejidad real de mundo de los virus, de lo que aquí empezaremos a llamar desde ahora “la virosfera”, de la que conocemos solo una ínfima parte, fundamentalmente aquella que más nos interesa desde el punto de vista sanitario, y que incluye a los virus que nos afectan a nosotros y a los seres que criamos y que nos sirven de alimento (animales domésticos y plantas cultivadas).

¿Qué cantidad de virus hay sobre la Tierra?

Si el aspecto cualitativo de la virosfera es difícil, el cuantitativo no digamos. Créanme que no exagero si les digo que cada uno de nosotros somos un “saco de virus”. No se preocupen, ya que la inmensa mayoría de los virus que medran en nuestro organismo son absolutamente inocuos. Ya dijimos antes que los virus no patógenos son mucho más comunes –afortunadamente- que los patógenos. Estudios recientes sobre el viroma* humano han determinado que, por ejemplo en cada gramo de heces de un solo indivíduo hay del orden de 108 partículas víricas que corresponden a varios cientos de especies distintas de virus, la mayoría de los cuales son bacteriófagos o “fagos”, es decir, infectan a las bacterias intestinales, pero otros muchos son virus entéricos, que se propagan en nuestro tracto gastrointestinal y son eliminados por las heces, la mayor parte de las veces sin hacernos ningún daño. Nuestro viroma no se compone tan solo de los virus intestinales, sino que también forman parte de él los presentes en las secreciones orales, nasales, oculares, la piel, etc. Además, existe variación individual, e incluso temporal en el mismo indivíduo. Análogamente, en otras especies hay viromas tan complejos como el del ser humano. Pero no nos desviemos del argumento principal: estábamos hablando de cantidad, de masa en definitiva. Es difícil hacer estimaciones sobre la masa que corresponde a nuestros virus con respecto a nuestra masa corporal. Luego volvemos a este asunto. En cuestiones de masa, es más fácil y más ilustrativo hablar del agua, y en particular del agua del mar.

En 1989 un estudio, publicado en Nature (Bergh, O. & cols. Nature 340, 467–468 (1989), reveló un dato sorprendente: en un litro de agua de mar hay entre 109 y 1010 partículas víricas (más en aguas cercanas al litoral y en la zona eufótica, es decir, en los 100 metros más cercanos a la superficie, y menos en zonas oligotróficas). Numerosos estudios posteriores han corroborado este dato, que de por sí indica que la virosfera representa una parte significativa de la biomasa total del Planeta. Algunas estimaciones indican que el nº de virus sobre la Tierra podría alcanzar la cifra de 1031 (Wobus & Nguyen, Curr Opin Virology 2012, 2:60-62), alrededor de 10 veces más que el número de células procariotas (bacterias) estimado. De hecho, en el cuerpo humano se estima que hay 10 bacterias por cada una de nuestras células, y probablemente hay 10 partículas víricas por cada bacteria.

Si en números totales la cifra de virus que contiene la virosfera es enorme, veamos que pasa si traducimos esa cifra en masa. Por supuesto, los virus son muy pequeños, y en la comparación en masa salen perdiendo, pero aún así, merece la pena hacer unos pocos cálculos más para estimar cual podría ser la masa de la virosfera. Si tenemos en cuenta que una partícula vírica media “pesa” alrededor de 10 attogramos, o lo que es lo mismo, 10-17 gramos (un attogramo= 10-18 gramos), un sencillo cálculo nos dice que la masa total de la virosfera terrestre es de unas 108 toneladas (100 millones de toneladas). Para ser unos seres de tamaño tan ínfimo, se trata de una fracción significativa de la biosfera, cuya masa se estima en unos 75.000 millones de toneladas. Por poner algunos ejemplos para poder comparar, la fracción del total de la biosfera que corresponde a los seres humanos es de alrededor de 250 millones de toneladas; el krill, 500 millones de toneladas; el total de animales de granja, 700 millones de toneladas, y los cultivos, 2.000 millones de toneladas.

¿Los virus cambian?

Si han seguido el blog, ya conocen la respuesta, pues habrán ido leyendo en algunos post anteriores que los virus son entidades biológicas muy variables. Dado que el material genético de los virus es básicamente de la misma naturaleza que el de los demás seres vivos (ADN y ARN), sus fuentes de variabilidad genética son esencialmente las mismas, es decir, mutación, e intercambio de segmentos genéticos, que puede tomar la forma de recombinación y, en el caso de los virus con genoma segmentado, de redistribución genética (“genetic reassortment”). Por no extendernos mucho más, solo añadiremos que los virus tienen además unos tiempos de generación muy cortos (o sea, que sus generaciones pasan muy rápidamente), por lo que son capaces de generar variantes con características nuevas, mejor adaptadas a medios cambiantes a un ritmo muy elevado. Respondiendo a la cuestión que encabeza este epígrafe, podemos decir que la virosfera, como el resto de la biosfera, está en permanente cambio. Los virus existentes ahora mismo son una “foto fija” de un proceso en continua evolución. La virosfera se describiría mejor usando una película que mediante una foto. Algunos virus se van extinguiendo, otros van evolucionando y cambiando para generar nuevas variantes adaptadas a nuevas situaciones que irán surgiendo en el entorno. Estos son los virus emergentes, los recién llegados a la virosfera.

En conclusión, los virus emergentes surgen como consecuencia de un proceso natural que mantiene el mundo vírico en perpetuo cambio y evolución, del que van surgiendo constantemente nuevas variantes, algunas de ellas con capacidades nuevas que pueden “explotar” en un medio no permisivo para los virus precedentes. A menudo, aunque no siempre, ese cambio consiste en la adaptación a una nueva especie. A veces es la adaptación a un nuevo vector, o a una nueva forma de transmisión, etc. Debemos de ver la emergencia de nuevos virus como un proceso natural, análogo al proceso de la evolución por la que surgen nuevas especies animales, vegetales, etc, en el  mundo vivo, aunque mucho más rápido. En la Naturaleza, como ya dijo Heráclito, todo fluye, nada permanece. Y los virus no son una excepción.

 

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* Viroma: conjunto de genomas de virus presentes en una determinada muestra, generalmente representativa de un ambiente o de un organismo, sano o enfermo

NOTA: en una próxima entrada de este blog trataremos las nuevas técnicas de secuenciación masiva o metagenómica para el estudio de viromas.

 

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