Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/013/19
Ciudad de México, 21 de enero de 2019

• El genoma humano lleva cien mil fragmentos de virus que representan el ocho por ciento del material genético, el cual está formado por retrovirus endógenos, copias del genoma de virus responsables de antiguas infecciones y que afectaron sus células.

Los virus han estado en contacto permanente con todos los organismos durante la evolución. Cuando se determinó la secuencia del genoma humano en 2001, se encontró de manera sorprendente que 8% del genoma está formado por retrovirus endógenos, una especie de virus fosilizado, que han tenido un papel importante en la evolución humana.
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Investigadores mexicanos trabajan en un proyecto piloto para empezar a entender cómo, cuándo y cuál es el mecanismo de incorporación de un virus en el organismo. Se trata de una investigación en una cohorte de treinta niños a quienes se les ha realizado un seguimiento desde su primer día de vida en el mundo exterior. El análisis de las muestras recolectadas durante un año ha arrojado millones de datos que podrían ayudar a empezar a responder preguntas sobre la interacción diaria con un virus.

“Lo que se ha hecho es seguir puntualmente a estos niños desde que nacieron, se les han tomado muestras respiratorias e intestinales (fecales y exudados faríngeos) cada 15 días, y colectado muestras adicionales cuando ocurre una enfermedad intestinal o respiratoria”, informó en entrevista con la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) Carlos Arias Ortiz, del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, quien encabeza la investigación que se lleva a cabo en Xoxocotla, Morelos, una población semirural.

Los primeros resultados dicen que un bebé tiene presencia de virus en su tracto intestinal y respiratorio desde antes de iniciar con una alimentación diferente a la leche materna. Los hallazgos preliminares revelan también que algunos virus como rotavirus y calicivirus, así como otros que usualmente son patógenos, están presentes en su cuerpo sin necesariamente causar enfermedades; igualmente se encuentran virus de plantas en las heces de niños desde el primer mes de edad.

Este trabajo, que se realiza en conjunto con Cecilia Ximénez, de la Facultad de Medicina-UNAM; Javier Torres, del Instituto Mexicano del Seguro Social; así como con Blanca Taboada, Pavel Isa y Susana López, del IBt-UNAM, ha mostrado información que ha abierto nuevas preguntas, “ahora queremos saber cómo llegan los virus de plantas a un bebé de un mes de vida, por ejemplo, cuando su alimentación ha sido únicamente leche”, apuntó el especialista en rotavirus, además de tener que identificar otros virus presentes que aún no se conocen.

Arias Ortiz reconoció que aun cuando estos resultados no pueden ser generalizados a otras poblaciones, abren una ventana de interés para investigar más sobre el viroma humano.

Los virus
Los virus son parásitos intercelulares muy pequeños que contienen material genético recubierto por una capa de proteínas, dicha capa tiene el objetivo de proteger el material genético, a veces cuentan también con una capa de lípidos por encima de la capa de proteínas. Son compuestos químicos macromoleculares, por tanto, no pueden reproducirse por sí solos, para ello requieren hospedarse en el interior de una célula para multiplicarse.

El integrante de la AMC admitió que la convivencia con estos parásitos es más grande de lo que se creía. Cálculos recientes sugieren que existen entre uno y tres millones de virus diferentes que afectan únicamente a animales vertebrados y de estos se conocen alrededor de cinco mil.

Los virus tienen una gran diversidad de hospederos, todos los organismos vivos que pertenecen a cualquiera de los tres dominios de la vida, desde bacterias, arqueas o células eucariontes (células con núcleo); incluso los virus más grandes que se han descrito recientemente se ha visto que también pueden tener sus propios virus.
Estos parásitos tienen una amplia variedad de formas y tamaños, que van desde unos 15-17 nanometros, los más pequeños, hasta una micra, virus “muy grandes” que pueden ser aún más grandes que las bacterias o células eucariontes más pequeñas.

Encuentro con los virus
Los virus han estado en contacto permanente con todos los organismos durante la evolución. Cuando se determinó la secuencia del genoma humano en 2001, se encontró de manera sorprendente que 8% del genoma está formado por retrovirus endógenos, una especie de virus fosilizado. Estas secuencias virales de ADN se conocen como HERV (siglas en inglés de human endogenous retrovirus)

Varios grupos de investigación han concluido que los retrovirus endógenos pueden codificar por proteínas y así potencialmente afectar aspectos como la expresión de otros genes o la progresión de determinadas enfermedades. Y si bien permanecen inactivos a lo largo de la vida, ciertos estímulos y mutaciones genéticas pueden reactivarlos.

El virólogo Arias Ortiz consideró que este 8% de HERV no son malas noticias, ya que en los últimos cinco años se ha empezado a aprender que estos retrovirus endógenos han tenido un papel importante en la evolución humana, tres ejemplos de ello es que se sabe que los mamíferos placentarios desarrollaron su placenta gracias a una infección viral.

Para que la placenta pueda tener su función de transportar nutrientes de la madre al feto y de retirar los desechos tóxicos, requiere de una capa de células que se conocen como sincitiotrofoblasto, este recubrimiento es muy peculiar porque se forma a través de la acción de una proteína viral llamada sincitina.

Otro ejemplo es el gen Arc, que se dio a conocer en el primer trimestre de 2018 y que es esencial para la formación y almacenamiento de la memoria en el cerebro, codifica para una proteína de origen viral y deriva de un evento ancestral ocurrido hace cientos de miles de años.

Este ancestro viral interviene en la plasticidad sináptica (que hace referencia a la eficiencia de comunicación de dos neuronas y a la intensidad en que lo hacen), un proceso importante para la memoria a largo plazo. “Los retrovirus endógenos incorporados a nuestro material genético han realmente influido en la evolución del ser humano. Pero también los virus que están en el ambiente han hecho su parte”, señaló Arias Ortiz.

El tercer ejemplo que comentó el bioquímico está relacionado con la cruza de humanos y neandertales durante miles de años. Lo curioso es que los neandertales son una especie extinta hace 30 mil años, así que “uno hubiera esperado que la cantidad de material genético proveniente de estos homínidos se hubiera diluido o fuera difícil de detectar. Sin embargo, todos tenemos entre 1 y 4% de genes del hombre de Neandertal, yo tengo 3.8%, ya me hice la prueba”.

El doctor Arias cree que este material se ha mantenido como parte del genoma humano quizá porque le da una especie de ventaja. “Lo que se sabe se reportó a finales de 2018, el material genético del neandertal está enriquecido en proteínas que interaccionan con virus, este DNA ayudó a los humanos modernos a adaptarse a las infecciones virales y por eso se han quedado, porque nos protegen. Cerca de 30% de las proteínas conservadas entre mamíferos ha evolucionado probablemente como resultado de infecciones virales, esto ha sido un factor evolutivo no apreciado”.

Los virus exógenos y endógenos tienen y han tenido un efecto sobre los organismos vivos. De manera regular el ser humano come y respira miles de millones de virus: inhala seis litros de aire por minuto, ingiere centenas de alimentos contaminados, lleva con sus manos muchas cosas a la boca, ojos y nariz, con lo que introduce virus de diferentes fuentes y ocasionalmente estos virus enferman, pero la mayor parte de las veces no lo hacen, lo que hace que los investigadores se hagan más preguntas sobre el tema, por ejemplo:

¿Existen virus que habiten el cuerpo de manera permanente en ausencia de enfermedad?, ¿Tienen estos virus algún papel benéfico o negativo para la salud humana? ¿Cómo llegan los primeros virus al infante? ¿Influye el viroma en el desarrollo intestinal y la maduración del sistema inmune? ¿Afecta la presencia y diversidad de virus la composición del bacterioma intestinal?, ¿interfiere con sus efectos beneficos?

Elizabeth Ruiz Jaimes.