¿Por qué nos enferman los Virus?: Preguntas y desafíos II

Los virus infectan a todo tipo de organismos vivos desde animales y plantas hasta bacterias, hongos  e incluso a los propios virus. Están siempre ahí; infectan, se multiplican, cambian un poco y vuelven a infectar; algunas de las partículas virales durarán poco y desaparecerán una vez fuera de la célula pero muchas otras conseguirán seguir este eficiente ciclo vital garantizando su perdurabilidad.

En el artículo "¿Qué son los virus?" abordamos su estructura.

En lo adelante intentaremos  comprender cómo lo consiguen, cómo es posible prevenirlos, detectarlos, tratarlos  y ...¿erradicarlos?

¿Cómo llegan los virus a nuestras células?

Como hemos mencionado antes, los virus pueden estar en todas partes pero no siempre que tenemos contacto con ellos nos enfermamos, ni siquiera somos conscientes de que pueden haber estado en nuestro organismo y haberlo abandonado sin dejar rastro, al menos, no un rastro visible.

¿Y de qué depende que lleguen o no a mis células y me enferme?

La relación entre una serie de factores determinará si tras ese contacto con un virus nos enfermamos o no y de ser así, si nos afectará de manera leve, moderada o severa. Son factores que van a depender del virus, de su hospedador y del ambiente.


Dependen del Virus por ejemplo:

•     El nivel de exposición: La cantidad de partículas virales con las que entramos en contacto. Está relacionado con el término carga viral.  En general cuanto mayor es la carga viral inicial mayor puede ser el riesgo de enfermedad y su gravedad.

•     Virulencia: Existen virus con mayor capacidad de producir daño que otros o incluso cepas de un mismo virus que serán más virulentas que otras. Existen factores genéticos y moleculares determinantes virulencia.

•     Especificidad:  La afinidad de cada virus por determinado tipo de tejido donde encontrará sus células diana y tendrá capacidad de reconocimiento (receptores) y multiplicación. 

 (Puerta de entrada la adecuada para que las partículas virales encuentren células con receptores específicos que les permitan penetrar a ellas)

Dependen del Hospedador:

• Capacidad de respuesta del sistema inmune:: Existen una serie  de obstáculos a todos los niveles, para evitar la llegada y adhesión de las partículas virales a su célula diana. 

• Barreras naturales como la piel y las mucosas que presentan mecanismos de defensa para eliminación mecánica o química de partículas (el pH del tubo digestivo, el moco, el movimiento ciliar en la vías respiratorias, la presencia de enzimas y anticuerpos en las secreciones etc) 

• Mecanismos de la inmunidad innata y la específica: Un complejo sistema de vigilancia y control que incluye una serie de células y moléculas que se activan para protegernos desde las etapas tempranas una vez que el virus ha conseguido atravesar esas barreras. Más adelante aparecerán mecanismos más específicos de lucha contra el patógeno.

• Edad, estado nutricional, sexo, raza, algunas condiciones genéticas etc. que determinan que aparezca una respuesta adecuada o no.

•  Los recien nacidos y las personas mayores son generalmente más vulnerables los primeros por inmadurez del sistema inmune y los segundos porque este declina con la edad. 

• El estado nutricional puede influir por ejemplo en la integridad de las barreras de piel y mucosas lo que aumenta el éxito de la infección viral  La carencia de algunas vitaminas esenciales puede estar relacionado con un peor estado inmunológico. 

• Algunos factores genéticos se ha visto que están relacionados con una mayor resistencia o por el contrario mayor sensibilidad a sobrellevar determinadas infecciones virales. 

Y dependen del ambiente:

• Condiciones de temperatura, humedad, pH, salinidad, etc. que determinan que la partícula viral se mantenga viable o no antes de llegar a infectar a la célula y poder multiplicarse.

¿Qué pasa si son capaces de evadir estas barreras y mecanismos protectores?

Entonces tendrán la posibilidad de comenzar el Ciclo de Infección Viral.


Este proceso comienza con el reconocimiento entre  los receptores de la partícula viral (proteínas de la cápside o de la envoltura) y  receptores específicos de la superficie celular: adhesión.

Una vez que la partícula viral está adherida a la célula se produce la penetración. Directa en virus desnudos, por endocitosis tanto en virus envueltos como en desnudos (la membrana de la célula engloba al virión) por fusión de envoltura vírica y membrana celular  o por otros mecanismos en virus de estructura más compleja.

Después de internalizada la partícula viral tiene lugar el desnudamiento que permite que el material genético, ese núcleo que habíamos visto que contiene toda la información para hacer una partícula viral similar, quede libre de la cubierta proteica gracias a la actividad enzimática.

Las estrategias y localización del siguiente proceso, replicación del material genético viral (comienza a multiplicarse) variarán en función del  tipo de virus (DNA o RNA, si son de simple o doble cadena y los RNA de simple cadena si es positiva o tiene un sentido negativo).

Incluso dentro de cada tipo viral también encontraremos algunos con características de replicación propias.

Para obtener nuevas moléculas se utilizan en su mayor parte los precursores y la maquinaria de síntesis de la célula hospedadora (por ejemplo nucléotidos para formar las nuevas cadenas de DNA, RNA, enzimas etc.

En definitiva en este proceso comenzarán a aparecer múltiples copias del genoma viral y de las proteínas que formarán parte de su estructura o sea cubierta y envoltura. En algunos tipos se producen también algunas enzimas virales.

A continuación tendrá lugar el ensamblaje de los elementos sintetizados en la fase anterior cuando estos alcanzan una concentración adecuada. Las proteínas de la cápside se organizan alrededor del material genético formando nuevas partículas virales (viriones).

Por último miles de partículas virales maduran y salen de la célula hospedadora: liberación, preparados para comenzar un nuevo ciclo en nuevas células.

Pueden salir mediante la ruptura de la membrana y produciendo por tanto muerte celular (virus líticos) y otros pueden hacerlo por mecanismos de externalización propios de la célula brotando de esta por exocitosis o la gemación pudiendo dañar la célula o no.

 Podemos entender ahora el ciclo infeccioso del SARS-CoV-2

El receptor celular ACE2 presente en los pulmones, las arterias, el corazón, los riñones, el intestino; se une a la proteína viral (S) se activa una una enzima proteasa de la superficie de la célula hospedera. Ocurre entonces la fusión de la membrana viral; su genoma de ARN se libera en el citoplasma de la célula. A continuación tienen lugar una serie de procesos para replicar el genoma completo de ARN y generar proteínas estructurales y otras proteínas virales. Las proteínas y genoma recién sintetizados se ensamblan. Finalmente, los viriones maduros de SARS-CoV-2 se liberan de la célula hospedera para repetir el ciclo de infección.

Los virus que terminan su ciclo con la ruptura y muerte celular, suelen causar infecciones agudas con periodos de incubación más cortos. Es el caso de los virus respiratorios o gastrointestinales. (Ciclo Lítico)

 
Otros tipos de virus,  después de la infección inicial mantienen su DNA o RNA en la célula hospedadora se pueden integrár en su genoma por un tiempo prolongado (Ciclo Lisogénico). Estos se siguen replicando la célula hospedadora y pueden pasar a ciclo lítico en determinado momento de la vida de la célula.

Son los virus responsables de infecciones con un periodo de incubación más largo e infecciones prolongadas:

• Pueden estar inactivos durante un tiempo y luego dar lugar a una reactivación ante determinado estímulo:  Infeccion latente como es el caso del herpes simple y la aparición de ampollas febriles o la culebrilla en la etapa adulta por infección de varicela en la infancia (virus varicela zoster).  
  

• Otros son causantes de Infecciones crónicas o persistentes que en general pueden tardar años en producir manifestaciones clínicas y en general tiene consecuencias fatales, es el caso del VIH.  
   

• Por último tenemos los causantes de Infecciones transformantes: aparecen cambios en las características y propiedades de las células infectadas tras las sucesivas divisiones dando lugar a la aparición de células tumorales. Es el caso del virus del papiloma humano asociado a cáncer de cuello de útero.

¿Y qué hace nuestro organismo para defenderse de la infección?

Después de la entrada de un virus el hospedador evoca numerosas respuestas. Respuestas que pueden llegar a eliminar el virus sin producir prácticamente sintomatología o que por el contrario este sea capaz de evadir.

Hasta el momento hemos intentado entender en primer lugar qué son esas partículas que conocemos como virus para luego comprender cómo puede llegar a producirnos patologías.

En un próximo artículo intentaremos entender cómo se enfrenta a ellos nuestro organismo. La importancia de la prevención. Cuáles son sus tratamientos y cuál es la mejor manera de abordar su control.