Durante los últimos años hemos sido testigos de la alarma suscitada ante la aparición de diversas enfermedades causadas por virus que, para distinguirlos de los virus que nos afectan habitualmente, se han denominado virus emergentes (figura 1). Este término parece indicar que nos encontramos ante virus nuevos, de reciente aparición. Sin embargo, como veremos más adelante, la mayoría de estos virus ya existían en la naturaleza, aunque, como no causaban enfermedades a nuestra especie, pasaban desapercibidos. También existen otros virus, cómo los causantes del dengue o algunos tipos de encefalitis, que son conocidos desde muy antiguo y cuya distribución geográfica, durante cientos o miles de años, ha estado restringida a límites muy concretos. Sin embargo, en los últimos tiempos esos límites se han expandido y estas enfermedades han comenzado a atacar en regiones alejadas de las tradicionalmente afectadas. En algunos casos, han sido las modificaciones en el material genético viral las que han permitido al virus adquirir los cambios fenotípicos necesarios para infectar y poder replicarse en un nuevo tipo celular. En otros casos, para explicar la aparición de una nueva enfermedad de origen viral, hay que hablar de desequilibrios en las relaciones que el virus establece en la naturaleza con las especies que usualmente son infectadas por él, es decir con sus huéspedes habituales. Normalmente es difícil identificar una causa concreta que conduzca a la aparición de una nueva enfermedad y es necesario que varias circunstancias ocurran simultáneamente para que un virus pueda llegar a establecer una interacción estable con una especie alternativa.

Cómo se ha indicado en la introducción de este monográfico, los virus son patógenos obligados, es decir, para reproducirse necesitan infectar células que les presten su metabolismo para poder llevar a cabo la producción de las proteínas virales y la replicación de su genoma. La posibilidad de que un organismo o un tipo celular sea infectado por un virus concreto depende de la existencia en la superficie celular de moléculas receptoras con las que el virus pueda interaccionar. La existencia de estos receptores es lo que determina el rango de especificidad del virus, es decir los huéspedes u organismos susceptibles de ser infectados.

■ El salto viral entre especies es un fenómeno raro

Además de la multiplicación viral que tiene lugar intracelularmente, los virus, para poder mantenerse en la naturaleza, necesitan establecer unas cadenas de transmisión estables entre organismos. Las interacciones que se establecen entre los huéspedes virales y los virus pueden ser muy diversas. Hay virus que causan enfermedades, e incluso que pueden producir la muerte de los individuos infectados. Sin embargo, a largo plazo, ambas especies sobreviven. La interacción entre el virus y su huésped es un proceso dinámico en el que los dos evolucionan. Es frecuente que el virus atenúe su virulencia y, al mismo tiempo, el hospedador también evoluciona para hacerse más resistente al virus. De este modo pueden establecerse interacciones muy estables en las que el virus es capaz de multiplicarse en su hospedador sin causarle síntomas graves de enfermedad. El establecimiento de una relación de este tipo es un proceso lento, que en muchos casos es el resultado de millones de años de evolución conjunta del patógeno y el hospedador. El número de virus que se mantienen en la naturaleza estableciendo interacciones de este tipo posiblemente es mucho más alto del que imaginamos. Normalmente existe un equilibrio que permite que los virus no salgan de sus ciclos de transmisión habituales o lo hagan sólo ocasionalmente. Sin embargo, cuando este equilibrio se altera es posible que se produzca la infección de una especie alternativa, que puede ser la humana (figura 2). En este caso, lo usual es que se produzca una enfermedad con síntomas más graves, puesto que la nueva especie se enfrenta a un agente para el que no dispone de una respuesta inmunológica eficiente. En la mayoría de las ocasiones el virus no puede propagarse eficazmente entre organismos y los individuos infectados son un punto muerto en la transmisión del virus, que de este modo no representa una amenaza para la supervivencia de la nueva especie. Éste es un hecho frecuente en virus que causan síntomas muy graves a sus víctimas, porque les impide desplazarse, lo que reduce las posibilidades de contagio. Entre los ejemplos de la emergencia ocasional de virus en humanos hay varios que son propagados a través de vectores (normalmente mosquitos o garrapatas) que incidentalmente pueden transmitir el virus a organismos que están fuera de los ciclos habituales de mantenimiento del patógeno. Otros ejemplos de virus que no han conseguido establecer cadenas de transmisión estable en nuestra especie son algunos de los causantes de fiebres hemorrágicas, que suelen ser endémicos de roedores, aunque hay casos, cómo el Ébola, en los que el hospedador habitual del virus aún no ha sido identificado. El virus de la gripe aviaria H5N1, que tanta alarma mundial ha causado por su capacidad para infectar directamente a humanos, es otro ejemplo de virus que por el momento no ha conseguido transmitirse exitosamente en nuestra especie. Sin embargo, no debemos olvidar las características especiales del virus de la gripe, que posee un genoma compuesto por 8 segmentos. Si se produce la coinfección de una célula humana por el virus de la gripe aviaria y por un virus de la gripe humana, de los que circulan habitualmente cada invierno, puede producirse un virus mixto que contenga en la misma partícula segmentos genómicos procedentes de los dos virus. Muchas de las combinaciones posibles no serán viables, pero otras pueden contener los genes necesarios para que el virus se multiplique eficientemente en nuestras células y además pueda ser transmitido entre humanos. Estos virus de la gripe pueden ser altamente patogénicos y causar graves pandemias, un hecho que se ha repetido periódicamente a lo largo de la historia.



Figura 2. El proceso de aparición de una nueva enfermedad en nuestra especie incluye, en primer lugar, la infección de alguna persona por un virus procedente de una reserva animal. Además, el virus ha de poder ser transmitido de unas personas a otras. En caso contrario, el organismo infectado representará un punto muerto en la cadena de transmisión viral.
© R. Kigthley

Existen otros casos en los que el virus es capaz de transmitirse exitosamente entre personas. Aunque inicialmente este proceso puede estar muy limitado porque el virus no está bien adaptado a multiplicarse en nuestra especie, tiene la capacidad de ir adquiriendo mutaciones que le permitan crear una interacción estable con el nuevo hospedador. Esto es lo que ha ocurrido con el sida. Se cree que el virus causante de la mayor parte de los casos de sida que existen en el mundo, el VIH-1 (virus de la inmunodeficiencia humana del tipo 1) tiene su origen en el VIScpz (virus de la inmunodeficiencia de simios típico de una subespecie de chimpancés). La hipótesis más probable es que inicialmente el VIH-1 comenzó a causar infecciones en humanos debido a la exposición de las membranas cutáneas o mucosas humanas a la sangre de animales infectados. Puesto que la caza de primates no humanos es un hecho que se ha practicado en África durante siglos, cabe preguntarse por qué ha sido en el siglo XX cuando el sida se ha convertido en una pandemia que afecta ya a más de 40 millones de personas (figura 3). La respuesta no es simple y han tenido que confluir cierto número de circunstancias propias de nuestra época para que, lo que podría haber sido una enfermedad que surgiera sólo de forma ocasional se haya convertido en una amenaza tan grave para nuestra especie.



Figura 3. Número estimado de personas infectadas por el virus del sida a finales del año 2003.
Fuente: Organización Mundial de la Salud
© Mètode

Otro ejemplo de un virus nuevo que consiguió transmitirse con gran facilidad en nuestra especie es el coronavirus causante del SARS. En este caso la difusión del virus se facilitó porque los síntomas iniciales de la enfermedad eran muy parecidos a los de otras afecciones respiratorias, lo que dificultó la identificación de las personas infectadas, que en poco tiempo pudieron transmitir el virus a largas distancias.

■ Factores que favorecen la aparición de nuevas enfermedades virales

     Qué factores son los que contribuyen a la introducción de virus propios de otras especies en humanos y qué medidas podemos tomar son las preguntas más inmediatas que surgen. Sin embargo, responderlas no es fácil. En principio, cualquier circunstancia que facilite el contacto con animales portadores de patógenos o que propicie la adaptación de un nuevo virus a la especie humana debe ser tenida en cuenta. Vivimos en una época en la que se están produciendo grandes cambios sociales, económicos, políticos, ecológicos, etc. Todos estos cambios pueden afectar al equilibrio que existe en la naturaleza entre los virus y sus huéspedes (figura 4). En poblaciones reducidas muchos virus fallan a la hora de establecer cadenas de transmisión estables. Sin embargo, la concentración de gran parte de la humanidad en grandes ciudades facilita enormemente la transmisión viral. También el gran número de desplazamientos humanos contribuye enormemente a la difusión de virus por amplias regiones del planeta. Podemos pensar en el SARS, una enfermedad que surgió en China, y que en muy poco tiempo se extendió a regiones muy alejadas, causando alarma mundial. Otros ejemplos de la importancia de los desplazamientos humanos en la extensión de enfermedades lo tenemos en la trata de esclavos que llevó la fiebre amarilla a América o la colonización de este mismo continente que hizo que virus cómo el de la viruela o el sarampión causaran estragos entre la población indígena. Actualmente el cambio climático global que está produciendo alteraciones en la temperatura y en la distribución de precipitaciones en casi todo el planeta también está teniendo consecuencias en la distribución de animales que pueden actuar como vectores o reservorios virales facilitando su distribución por otras latitudes.



Figura 4. Algunos ejemplos de los factores que pueden influir de forma interrelacionada en la emergencia de virus en una nueva especie.

■ La variabilidad viral acelera los procesos de adaptación a nuevas especies

    Hasta ahora todos los factores de los que hemos hablado son factores externos al virus. Sin embargo, hay un factor intrínseco al virus que tiene una importancia crucial, tanto en la posibilidad de infectar una especie distinta de la habitual como en la capacidad para que el virus pueda transmitirse eficientemente entre organismos. Este factor es la gran capacidad de variación viral, debida a la alta tasa de error de las polimerasas que copian el material genético de los virus cuyo genoma está constituido por ARN. Este hecho, unido a la elevada velocidad de replicación viral y al elevado número de individuos que componen las poblaciones virales, da lugar a la formación de unas estructuras poblacionales altamente heterogéneas, compuestas por virus cuyos genomas son similares pero no idénticos. Estas poblaciones son estructuras dinámicas en las que continuamente están actuando los procesos de producción de nuevos mutantes, selección de los mejor adaptados y eliminación de los menos viables. Cuando se produce un cambio en el ambiente, como puede ser la infección de un nuevo hospedador o el tratamiento con un antiviral, los virus que presenten alguna ventaja en las nuevas circunstancias se multiplicarán más efectivamente y originarán una nueva población con características distintas de la anterior (figura 5). Para que este proceso tenga lugar es necesario que haya un número de rondas de replicación suficientes que permitan a la población viral acumular las mutaciones necesarias para adaptarse al nuevo ambiente. En el caso de la adaptación a un nuevo hospedador, esto supone la transmisión del virus de un organismo a otro, es decir la creación de una cadena de transmisión estable. El mismo procedimiento de selección y amplificación de las variantes mejor adaptadas permite la aparición de cepas virales resistentes a los tratamientos con antivirales, un problema especialmente grave en el caso del sida, o la aparición de variantes que no pueden interaccionar con los anticuerpos producidos por el sistema inmune en infecciones previas, como ocurre en el caso de la gripe.



Figura 5. Proceso de adaptación viral a un nuevo huésped. Cada línea representa un genoma viral y cada símbolo indica mutaciones respecto a la secuencia consenso (que corresponde a la secuencia de nucleótidos más representados en cada posición en el conjunto de la población). Cuando se produce la infección de una nueva especie, el genoma mejor adaptado (el cuadriculado en el esquema) se reproduce más rápidamente, de manera que las mutaciones que presenta llegan a ser mayoritarias en la población viral.

En resumen, podemos decir que el número de virus que existe en la naturaleza en reservorios virales desconocidos es mucho más alto del que imaginamos. La entrada del hombre en muchos ecosistemas antes inaccesibles lleva consigo el riesgo de que se favorezca la transferencia de virus a nuestra especie. Ante esta situación, lo más importante es que los sistemas sanitarios estén alerta e informen de la aparición de cualquier nuevo síntoma de enfermedad inusual. El hecho de que la mayoría de los virus considerados emergentes hayan sido detectados en países del Tercer Mundo no limita la tarea de impedir la aparición de nuevas enfermedades y controlar su expansión a estos países. Ésta es una responsabilidad de toda la humanidad, por encima de intereses económicos y de prejuicios sociales que podrían limitar la efectividad de las acciones a emprender.

Bibliografía
Lázaro, E. y C. Escarmís, 2002. Virus emergentes: la amenaza oculta. Equipo Sirius SA.

Ester Lázaro Lázaro. Investigador Postdoctoral. Centro de Astrobiología, INTA-CSIC. Torrejón de Ardoz, Madrid.
© Mètode 45, Primavera (Mayo) 2005.

© R. Kightley

Figura 1. Micrografías electrónicas de algunos virus nuevos detectados recientemente. Arriba, el virus del sida y abajo, el virus del Ébola, micrografiado electrónicamente, y una interpretación del virus en sus diferentes ciclos.

© R. Kightley

«Normalmente es difícil identificar una causa concreta que conduzca a la aparición de una nueva enfermedad y es necesario que diversas circunstancias ocurran simultáneamente para que un virus pueda llegar a establecer una interacción estable con una especie alternativa»

«Normalmente hay un equilibrio que permite que los virus no salgan de sus ciclos de transmisión habituales o que nada más lo hagan ocasionalmente»

«En principio, cualquier circunstancia que facilite el contacto con animales portadores de patógenos o que propicie la adaptación de un nuevo virus a la especie humana ha de ser tenida en cuenta»

«Podemos decir que el número de virus que existe en la naturaleza en reservorios virales desconocidos es mucho más alto de lo que imaginamos»