Combatiendo los virus

Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular (IBaViM) de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires.

Todos los virus son diferentes, y cada uno tiene su estrategia para infectar al anfitrión, replicarse, y pasar al siguiente. Conocer cómo se comportan y evolucionan permite a los expertos saber qué cepas circulan en el país, y si las vacunas existentes son o no efectivas. A eso se dedican en el Instituto de Investigaciones en Bacteriología y Virología Molecular (IBaViM) de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires.

“Existen un montón de estrategias que le funcionan a los virus y por eso se mantienen en la población, nuestro proyecto es identificar esas estrategias”, contó la bioquímica Débora Marcone, docente de la cátedra de Virología de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA e investigadora del IBaViM, especialista en evolución de virus respiratorios y su impacto clínico. “Queremos ver si hay algún patrón común, si hay algo general en cómo evolucionan los virus”.

“Estudiamos cómo son los cambios entre las diferentes temporadas invernales, de un año a otro, y de un hemisferio del planeta a otro”, agregó la viróloga. “Podemos ir viendo cómo va cambiando la información genética, cómo se va acomodando al ambiente”.

Al inicio del otoño las y los investigadores comienzan a hacer diagnóstico, analizando las pruebas de PCR que se realizan en centros de salud, para saber qué virus son los que están circulando, y qué cepa es la que prevalece de cada uno de ellos. A la vez, y más al final de la temporada invernal, se estudian a fondo esas muestras para conocer más en detalles algunos de los genes de esos virus que estuvieron circulando y si es posible, todos los genes, es decir el genoma.

“Es importante conocer la evolución de los virus locales, estudiar qué partes del genoma del virus son más propensas a cambiar, y con ello saber si serán más eficientes infectando a las personas, o si podrá eludir a alguna de las vacunas existentes”, explicó Andrés Culasso, también investigador del IBaViM y profesor de la cátedra de virología. “Por ejemplo, con influenza vos querés saber qué variantes están circulando, ya que tenés que formular la vacuna, y reformularla cada año”.

Virus cambiantes

Los virus se diferencian de todo otro organismo del planeta en que no son, ni tienen, células. Eso lleva a que algunos científicos incluso no los consideren como un ser vivo, ya que carecen de metabolismo, es decir, no fabrican sus propios alimentos. Modifican la maquinaria de las células de los organismos que infectan para fabricar proteínas y replicar su genoma, y así sobrevivir. 

“Tienen una forma de reproducirse rara, ya que reprograman todas las células infectadas, y las ponen a fabricar copias del virus”, explicó Culasso. “Justamente nosotros estudiamos la evolución de los genomas virales, cómo es que se van adaptando para poder entrar en las células, y para luego obligarlas a trabajar en su beneficio”.

Un organismo complejo como el ser humano evoluciona, pero a lo largo de miles de años. Un virus puede evolucionar, es decir cambiar, en el transcurso de una temporada invernal, o de una a otra. Esos cambios en su genoma, en sus genes, le permiten eludir las barreras que los organismos tienen para defenderse de los invasores.

Incluso a veces les permite adaptarse a un organismo totalmente diferente. Ese es el miedo que impera actualmente con el virus influenza H5N1 o gripe aviar, que ha llevado al sacrificio de miles y miles de aves de corral alrededor del mundo.

“Básicamente las influenzas son virus de aves, hay muchas variedades en las aves, que se diferencian por dos proteínas que están en la envoltura del virus, que son la hemaglutinina y la neuraminidasa”, explicó Culasso. “La hemaglutinina es la que se une a las células en las primeras etapas de la infección del virus, y es la proteína que puede definir qué tipos de células se pueden infectar”. 

Si bien hay muchas variedades de virus de influenza, son pocos los que están adaptados para mantenerse infectando a los mamíferos, los humanos entre ellos, como los que más circulan hoy en día que son la influenza A H1N1 y la H3N2, y la influenza B. 

“La H5N1 tiene una configuración aviar, es decir, reconoce los azúcares que están en el glicocálix, la parte externa de la membrana de las células. Está muy bien adaptada a infectar ese tipo de células de aves, que son estructuralmente diferentes a las de mamíferos, humanos entre ellos”, comentó Culasso.

Ahí es que entra en juego la investigación que realizan los expertos de la UBA en el IBaViM, que les permite conocer qué necesitan los virus para poder transmitirse bien entre las personas. 

“Se tienen que adaptar bien al tipo de azúcares que tienen las células del tracto respiratorio superior, es decir nariz y faringe, que es por donde pueden entrar al organismo”, explicó el experto. 

“Virus aviares como el H5N1 están adaptados a un tipo de célula que en humanos sólo se encuentran en las vías respiratorias bajas”, agregó. “Por lo que es muy difícil que pueda saltar de un ave a un humano. La persona debería estar en contacto estrecho con mucha cantidad de virus, es decir vivir dentro de un gallinero repleto de aves infectadas”.

En Argentina la gripe aviar está controlada en las aves de corral, es un país libre de H5N1, según ha informado Senasa. Pero sí circulan las influenzas o gripes ya conocidas, que pueden cambiar aquí mismo en el país, o traer algún cambio de otra parte de este mundo globalizado.

Influencia de las influenzas

“La pandemia de Covid-19 nos permitió aplicar lo que ya veníamos trabajando desde hacía años con otros virus como la influenza o los rinovirus. Pudimos ayudar a mucha gente a comprender cómo era la circulación del virus, cómo estudiar su genoma”, contó Culasso.

A la vez, la gravedad de la pandemia de Covid-19, llevó a que los virólogos de todo el mundo estuviesen más y mejor comunicados. Algunas tecnologías antes incipientes, para el estudio de los virus, se masificaron y se democratizaron. Hoy en día cualquiera puede acceder a información de secuenciación del genoma de virus grandes como el SARS-CoV-2 o la influenza.

“Nuestro trabajo actual comienza con las muestras de tests hechos a personas que tenían una infección respiratoria”, explicó Débora Marcone. “A través de un estudio bioquímico se puede saber qué virus es. Luego hacemos lo que se llama técnicamente la caracterización molecular, es decir, ver cuál es la secuencia genética del virus”. 

Esto les permite ver cómo las distintas variantes se van reemplazando en el tiempo. No sólo estudian cómo el virus va mutando, o cambiando, sino cómo una población de virus barre con otra proveniente de otro país u otra región.

“Nosotros ya trabajábamos con virus respiratorios. Cuando surgió la pandemia de Covid-19, ya estábamos entrenados en el trabajo de identificar virus, circulación y detección de variantes. No tuvimos que aprender cómo diagnosticar, o qué tecnología usar, ya lo hacíamos para otros virus”, contó Marcone.

“Cuando se armó el Consorcio País que se dedicaba a caracterizar las variantes del SARS-CoV-2, causante de Covid-19, nosotros colaboramos con otros grupos de investigadores que no estaban tan entrenados en cómo hacerlo. Pusimos a disposición ese conocimiento que estaba más avanzado para otros virus como rinovirus, adenovirus o influenza”, agregó la experta.

Virus globalizados

Otro tema que puso en conocimiento de todos la pandemia de Covid-19 es qué tan fácil se puede esparcir un virus por el mundo por lo interconectados que están los países. 

“Nosotros estudiamos secuencias virales que provienen de Argentina, pero tenemos acceso a secuencias virales de muestras tomadas en cualquier otra parte del mundo, gracias a las bases de datos públicas que se masificaron durante la pandemia de Covid-19”, aclaró Marcone. “Eso nos ayuda a poner en contexto qué está pasando en la región comparado con otros lugares”.

“Los brotes o epidemias de influenza muchas veces coinciden entre el hemisferio sur y el hemisferio norte, pero hay veces que no, entonces lo que se trata de ver es si son las mismas variantes las que circulan”, dijo la experta. “Esto es así porque para influenza hay vacuna. Justamente para un virus que hay vacuna es fundamental el estudio de cuáles son las variantes, por si hay que reformularla”.

Así es que el estudio de la evolución de los virus pueden ayudar a que la vacuna que se aplicará, será efectiva para las variantes que circulan. Por eso muchas vacunas son trivalentes, o tetravalentes, ya que puede incluir defensas para tres o cuatro variantes diferentes del virus.

“De influenza existen dos grandes tipos que son A y B”, explicó Marcone. “Y dentro de esos hay dos subtipos que son A H1N1 y A H3N2 y B Victoria y B Yamagata. Los cuatro tipos virales pueden circular simultáneamente, no es que uno barre con el otro, pueden estar circulando simultáneamente”.

Es por eso que las vacunas tetravalentes brindan protección para las cuatro, porque no se sabe a ciencia cierta qué variante será la que prevalecerá en cada temporada. Lo que ocurrió durante la pandemia de gripe o influenza de 2009 fue que un nueva H1N1 barrió con la anterior. Empezó por México, se hizo fuerte en California, y luego se expandió por el mundo.  

Al igual que la posterior pandemia de Covid-19, la de gripe del 2009 ayudó a incorporar equipos para hacer el diagnóstico de PCR en tiempo real.

Quién es quién de los virus

El virus de la influenza, o gripe, es diferente a los otros respiratorios que suelen circular en temporada invernal, en que su información genética está organizada, más compartimentada, similar a los cromosomas animales. Así es que puede suceder que se combinen dos virus exitosos, formando uno que todavía será más eficiente en infectar a sus hospedadores. Como ocurrió en 2009.

“Esa pandemia se dio por un virus que tenía un poco de un lado, y un poco de otro. De origen aviar, había circulado en humanos, se había adaptado a circular en otros mamíferos, los porcinos, y de allí volvió a los humanos”, explicó Culasso. “Eso lo puede hacer influenza porque tiene esta construcción modular de distintos genes que otros virus no”.

Otro de los virus que más estudian los expertos es el rinovirus, principal causante de los resfríos, pero que también puede provocar infecciones respiratorias bajas. Es un virus muy distinto en cuanto a la estrategia que adopta para replicarse, qué tipo de infección produce. 

“Es un virus que tiene más de 150 genotipos. Entonces podés ver en una región geográfica muchas variantes distintas circulando”, comentó Marcone. “En la población, en vez de hacer infecciones crónicas, produce infecciones agudas autolimitadas, una forma que tiene el virus de replicarse rápido y saltar a otro hospedador”.

“Pero el rinovirus tiene tanta cantidad de genotipos que podés tener más de 4 resfriados al año”, explicó. “Los chicos se pueden agarrar un rinovirus por mes, por ejemplo, totalizando hasta 12 infecciones al año. Esto hace que la respuesta inmune no sea capaz de controlar todas las infecciones, ya que cada vez puede ser con una variante distinta, por la increíble variedad viral que hay circulando”.

“El sistema inmune no está preparado para tanta variedad. A medida que el individuo tiene más infecciones por rinovirus diferentes tiene más defensas, pero sigue habiendo todavía tantas variantes que cada tanto se topa con alguna con la que no tenía experiencia”, aclaró la experta. “Pueden estar circulando incluso en un mismo hospital, en el mismo momento, dos rinovirus distintos. Hemos hecho un trabajo en el que confirmamos eso”.

Si bien este tipo de virus suele causar enfermedades leves, en los niños puede ser aguda, y en coinfección con otros virus puede generar una enfermedad grave que lleve a la internación. Por eso en diversas partes del mundo se está buscando una vacuna y un antiviral. 

“Para rinovirus, la vacuna que se probó en animales ahora es una vacuna 50 valente. O sea, contra 50 tipos distintos. En caso de que funcione algo así tiene que estar bien descrita la epidemiología en la región. Porque si usa en la composición las 50 variantes que circulan en el hemisferio norte, tal vez sean totalmente distintas a las 50 que circulan en el hemisferio sur”, explicó Marcone.“Por eso es tan importante conocer la epidemiología molecular viral en la región. Nuestros trabajos están aportando mucha luz en el conocimiento de la epidemiología de rinovirus, de influenza, y otros virus respiratorios. Un conocimiento que nos permite estar al día en lo que se necesita para prevenir las enfermedades que causan”, concluyó Débora Marcone.