Equipos científicos
avanzan en la comprensión del virus a nivel molecular, esencial para
desarrollar vacunas.
1. ¿Qué es un coronavirus?
Un coronavirus es una cadena de material genético
(ARN) recubierto de una membrana de proteínas que la protegen y de la que
sobresalen otras proteínas que le ayudan a unirse a las células humanas y
entrar en ellas.
2. ¿Cómo infecta la célula humana?
El SARS-CoV-2 se une a las células humanas usando
la proteína ACE2, situada en la superficie exterior de las mismas. El virus
encaja su proteína S en la ACE2 como una llave en una puerta. Una vez dentro
utiliza la maquinaria celular para producir entre 10.000 y 100.000 copias de sí
mismo que se lanzan a infectar nuevas células.
3. ¿Cómo puede ser su vacuna?
Las vacunas y otros tratamientos intentan
interferir en el proceso de infección. El objetivo es enseñar al sistema inmune
a identificar al virus y destruirlo.
4. ¿Qué son las zoonosis?
Son enfermedades infecciosas transmitidas de
animales a humanos. El 60% de las enfermedades infecciosas humanas tienen su
origen en patógenos compartidos con animales salvajes y domésticos. Cada año
este tipo de enfermedades infectan a unos 1.000 millones de personas y 2,7
millones de muertos.
Coronavirus
Los virus son inquietantes porque no están vivos ni
muertos. No están vivos porque no pueden reproducirse por sí mismos. No están
muertos porque pueden entrar en nuestras células, secuestrar su maquinaria y
replicarse. En eso son efectivos y sofisticados porque llevan millones de años
desarrollando nuevas maneras de burlar a nuestro sistema inmune. Es una batalla
que comenzó hace más de 3.500 millones de años con la aparición de las primeras
formas de vida en la Tierra y que continúa ahora con la epidemia global de
coronavirus.
Más del 60% de las enfermedades
infecciosas en humanos vienen de patógenos compartidos con animales salvajes y domésticos. Cada año estas enfermedades infectan a unos 1.000
millones de personas y matan a 2,7 millones de ellas, la inmensa mayoría en
países pobres. El coronavirus ha causado por ahora poco más que 3.300
defunciones. Un 0,1% del total.
La recombinación de los virus
La zoonósis, el paso del virus de los animales al
ser humano, se puede dar después de un proceso de recombinación de diferentes
virus.
En el caso de la gripe H1N1 de 2009 el paso
se dio de aves a cerdos y de ahí al ser humano.
1. Un
virus pasa de un animal salvaje a uno
doméstico.
2. El ser humano también transmite sus virus a los animales
domésticos.
La evolución de una
Algunos animales salvajes pueden
ser reservorios de virus. Cuando estos patógenos saltan a animales domésticos o a humanos que no han desarrollado inmunidad pueden
suceder epidemias si el virus tiene capacidad de transmisión.
La aparición de patógenos emergentes es cada vez
más frecuente debido a las actividades humanas. Uno de los casos que mejor lo
ilustra es la enfermedad desconocida de la que alertaron dos médicos —uno en
Los Ángeles otro en Nueva York— el 5 de junio de 1981. Describían infecciones
pulmonares y un cáncer agresivo que ya había matado a algunos de sus pacientes.
Todos eran hombres jóvenes, sanos y homosexuales.
En
aquel momento era imposible saber que todo había comenzado 60 años antes en un
rincón de África —Kinsasa, en la entonces colonia belga de Congo—donde el virus de inmunodeficiencia de chimpancés
había contagiado a un humano, convirtiéndose en el VIH.
El virus se expandió gracias a una tormenta perfecta amplificada por los humanos: un gran
movimiento poblacional provocado por el colonialismo, transportado hacia la
costa por el nuevo ferrocarril y acelerado por el tráfico de mujeres
prostituidas —el VIH se transmite por vía sexual—. Después de los años sesenta, el virus salió de África hacia América y
el resto del mundo para convertirse en una pandemia que ha infectado a 75
millones de personas y matado a 30 millones. Es asombroso que toda esta
historia no se conociera hasta 2014, cuando se analizaron por primera vez
secuencias genéticas de diferentes cepas virales de humanos y chimpancés de la
zona de Congo. Cuanto más parecidas son dos cepas, más cercanas están en el
tiempo y el espacio. Es lo mismo que ahora se está haciendo con el coronavirus.
Por ahora no se sabe qué animal originó el brote de
SARS-CoV-2, pero todo apunta a que sucedió en China y que la especie en
cuestión fue un murciélago. Los murciélagos son uno de los reservorios de virus
más habituales, incluidos el ébola, probablemente porque han desarrollado una
inmunidad que les permite sobrevivir con cargas virales leves. Cuando estos
patógenos saltan a otras especies, sus sistemas inmunes no saben luchar contra
ellos y puede originarse una epidemia si el virus es evolutivamente apto para
propagarse. Lo más parecido a la secuencia genética del nuevo SARS-CoV-2 es un
virus de murciélago aislado en Yunnan (China) con el que comparte el 96% de su
material genético.
El nuevo coronavirus y el SARS de 2003 —otro primo
cercano con el que comparte más del 80% del genoma— usan la misma puerta de entrada: la proteína ACE2, que se forma en la superficie
exterior de las células del pulmón y otros órganos y que siempre tiene que
estar ahí, pues es esencial para mantener la presión sanguínea y evitar
enfermedades cardiovasculares. Para el virus, la ACE2 es como una cerradura en
la que introduce una llave: la proteína S. Cada tipo de coronavirus tiene una
proteína S ligeramente diferente —es uno de los elementos que más mutaciones
acumulan debido a su importancia para iniciar la infección— y conocerla en todo
su detalle es esencial para poder desarrollar tratamientos.
El actual coronavirus es capaz de abrir cerraduras
de células humanas y de muchos otros mamíferos, pero no de ratones o ratas, los
animales más usados en investigación. Para sortear este problema hay que
desarrollar ratones transgénicos que producen la versión humana de la ACE2. Uno
de los primeros estudios realizados con estos animales, publicado por científicos chinos
en Biorxiv, muestra
que la virulencia del nuevo patógeno es “moderada”; menor que la del SARS de
2003. Esto puede explicar por qué el 80% de los infectados solo desarrolla
síntomas leves, según la Organización Mundial de la Salud.
Una vez dentro de la primera célula humana, un
coronavirus puede generar hasta 100.000 copias de sí mismo en menos de 24
horas, explica Isabel Sola, investigadora del Centro Nacional de Biotecnología
(CNB-CSIC). Cada vez que sucede este proceso la célula invadida es destruida y
esto es lo que puede producir la neumonía y el resto de síntomas de la
enfermedad Covid-19.
Cada
vez que un virus infecta a una célula nueva se pueden producir erratas
—mutaciones— en el copiado de su secuencia genética, compuesta por 30.000 unidades —en comparación un genoma humano contiene 3.000
millones—. Existe el miedo de que en una de las millones de veces que el virus se
multiplica gane una mutación que le dé una nueva capacidad, por ejemplo más
letalidad. Pero eso no es lo que suele suceder, explica Ester Lázaro, experta
en evolución de virus del Centro de Astrobiología, en Madrid. “Normalmente, los
virus suelen cambiar a mejor. Para ellos no tiene sentido volverse muy letales,
pues pierden la posibilidad de que la gente infectada siga haciendo vida más o
menos normal, se mueva e infecte a más personas; por eso el proceso de
evolución, que es un proceso ciego, suele favorecer que los virus se hagan cada
vez menos virulentos”, detalla.
Las vacunas y antivirales que se
están desarrollando se basan en interferir en el proceso molecular de
infección, que sucede a escalas de diez mil millonésimas de metro. Para entender
la forma exacta de las proteínas virales y humanas se usan criomicroscopios
electrónicos que congelan las muestras a casi 200 grados bajo cero. Esto
permite obtener una imagen fija y detallada de las proteínas virales.
Una de las vacunas más avanzadas se
basa en introducir un ARN mensajero que produce la proteína S del virus, pero
no el resto del patógeno. Esto permite que el sistema inmune la identifique y
la recuerde, de forma que si un virus real entra en el cuerpo, los anticuerpos
se unen a esa proteína y comienzan el proceso para destruir al virus. Esta
vacuna desarrollada por la empresa estadounidense Moderna en colaboración con
los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE UU va a comenzar a probarse en
voluntarios sanos en abril. Pero se trata solo de la primera de las tres fases
de pruebas en humanos necesarias para aprobarla. Según el NIH, ninguna vacuna
estará lista para usarse antes de un año, con lo que solo podrá usarse si el
patógeno resurge el próximo invierno o si se convierte en una enfermedad
estacional, como lo es la gripe.
Una vacuna consiste en introducir en el cuerpo
humano un agente que se asemeje al virus para que el cuerpo genere anticuerpos
y sea capaz de defenderse de él.
Para la posible vacuna del coronavirus se pueden
usar dos caminos utilizando información del propio virus SARS-CoV-2.
Desarrollada por la empresa estadounidense Moderna,
va a comenzar a probarse en voluntarios sanos en abril. Pero, según el
NIH, ninguna vacuna estará lista para usarse antes de un año.
Este equipo ya ha desarrollado este tipo de vacuna
para el SARS y el MERS y han empezado el proceso para reconstruir
sintéticamente el SARS-CoV-2.
El laboratorio de Sola y Luis Enjuanes en el CSIC
trabaja en una vacuna más compleja. Su
equipo ha desarrollado un método de transcripción reversa para generar réplicas
del coronavirus sin necesidad de manejar el patógeno real. Su idea es ir
estudiando uno a uno sus genes, identificar cuáles son los que originan
virulencia y retirarlos, de forma que crean una vacuna parecida al virus
original, pero incapaz causar enfermedad.
“En este caso la respuesta inmune es más completa y
duradera. Aquí hemos desarrollado vacunas como estas para el SARS y el MERS.
Ahora estamos en el proceso de reconstruir el nuevo coronavirus”, explica la
investigadora. Aquí también hay por delante un largo trabajo científico.
El equipo de Sola es uno de los ocho en España que
acaban de ganar financiación de urgencia de la Unión Europea para
investigaciones sobre el virus y recibirán 2,4 millones de euros. En este caso
el equipo de la investigadora desarrollará anticuerpos monoclonales contra el
SARS-CoV-2 cuyo efecto sería unirse a la proteína S e impedir la infección.
Otro proyecto coordinado en el Instituto Catalán de Nanociencia y
Nanotecnología del CSIC desarrolla un método de diagnóstico en 30 minutos.
fuente:
Autores; Artur Galocha-Nuño Dominguez
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