Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

agosto 14, 2013

Virus en tu ADN

Los virus que han infectado a nuestra especie durante millones de años han dejado una huella sorprendente en nuestro ADN, un legado ajeno cuya importancia apenas estamos desvelando.

ADN purificado que fluoresce de color naranja bajo una
luz ultravioleta
(Foto D.P. de Mike Mitchell via Wikimedia Commons)
Una buena parte de nuestro ADN no es de origen humano. Ni siquiera vertebrado o mamífero. Ha llegado subrepticiamente como un accidente evolutivo.

El ADN, esa molécula que forma nuestros cromosomas y es responsable de la transmisión de la información genética reunida a lo largo de toda nuestra historia evolutiva y del control de toda la producción de proteínas denuestro cuerpo, ha sufrido a lo largo de su historia numerosos cambios, algunos de ellos causados por la infección de virus que se han integrado en él. Entre el 8 y 10 por ciento de nuestro ADN está formado por numerosas copias de restos de estas infecciones virales, los retrovirus endógenos humanos (HERV por sus siglas en inglés). Y si tenemos en cuenta los productos y derivados de estos fragmentos de ADN, hasta la mitad de todas nuestras cadenas genéticas podrían proceder de virus.

Fue entre principios de la década de 1970 y 1980, cuando los científicos descubrieron que en las cadenas de ADN de algunos animales tenían segmentos que se parecían a algunos retrovirus ya conocidos.

Los virus son estructuras biológicas muy simples formadas por material genético (ADN o ARN) y una capa de proteína que infectan las células y secuestran sus sistemas para crear copias de sí mismos, provocando enfermedades como la rabia, la gripe, el papiloma, el sarampión, la poliomielitis, la hepatitis A y el herpes.

Una clase especial de virus de ARN son los llamados retrovirus, que en vez de crear copias de sí mismos directamente, utilizan un sistema llamado “transcripción inversa” para sintetizar un segmento de ADN e insertarlo en el material genético de la célula infectada. Una vez allí, el ADN produce las proteínas del retrovirus.

Una característica de los retrovirus es que ese proceso de transcripción inversa es tremendamente susceptible a errores. Esto significa que las copias del virus son con gran frecuencia distintas, incluso muy distintas, del original, logrando así una evolución mucho más rápida en su capacidad destructiva que otros agentes infecciosos. Ésta es una de las causas por las que resulta tan difícil combatir las enfermedades provocadas por retrovirus como sería el caso del VIH-SIDA, a diferencia de afecciones virales como la rabia o la gripe, que podemos enseñar a nuestros cuerpos a combatir por medio de vacunas desde hace muchos años.

Sin embargo, en algunos casos, el retrovirus invasor no destruye la célula y acaba integrándose como parte de ella. De hecho, desde su descubrimiento, se ha podido demostrar que los retrovirus endógenos están presentes en las líneas de células reproductoras de todas las especies de vertebrados y se replican como parte integral de la reproducción del organismo, convirtiéndose en parte de la herencia genética para todas las generaciones futuras. En el caso de los seres humanos, hemos acumulado en nuestro material genético retrovirus endógenos debido a invasiones ocurridas a lo largo al menos de los últimos 60 millones de años.

Los científicos pueden reconocer estos fragmentos ajenos gracias a que todos los retrovirus infecciosos contienen al menos tres genes llamados gag, pol y env, encerrados entre secuencias conocidas como repeticiones terminales largas o LTR por sus siglas en inglés, de modo tal que la presencia de estos genes y secuencias en cualquier zona del ADN de nuestros cromosomas nos indica de modo claro que se trata de un fragmento de un retrovirus que infectó a nuestra especie en el pasado.

Para nuestra fortuna, los retrovirus endógenos humanos están fundamentalmente desactivados en cuanto a su capacidad para producir proteínas.

Pero quizás no del todo.

Procesos de control y enfermedad

Diversos estudios indican la posibilidad de que los HERV no sean fragmentos totalmente inactivos, sino que pueden jugar un papel en distintos procesos. Así, por ejemplo, 2 de los 16 genes identificados del retrovirus llamado HERV-W parecen jugar un papel esencial en el proceso de placentación, especialmente en la supresión de la reacción inmune de la madre a los tejidos del feto y la placenta. Es decir, la evolución ha utilizado estos genes “extranjeros” para realizar funciones útiles para nuestro organismo. Después de todo, los procesos evolutivos siempre utilizan los elementos ya existentes, no pueden crearlos desde la nada.

Pero también se han descrito algunos mecanismos mediante los cuales estos segmentos podrían estar relacionados con enfermedades crónicas, incluidas ciertas formas de cáncer, enfermedades del sistema nervioso y afecciones autoinmunes y de los tejidos conjuntivos, e incluso con la esquizofrenia.

Hay varias formas en que los HERV pueden provocar enfermedades. Primero, simplemente produciendo las proteínas de las que tienen el código de ADN y que nuestro sistema inmune reconocería como ajenas o invasoras y contra las que actuaría, generando reacciones complejas con otras proteínas de nuestro cuerpo. Ése podría ser el origen de algunas afecciones autoinmunes (en las cuales reaccionamos contra elementos de nuestro propio cuerpo) como el lupus eritematoso o la artritis reumatoide. Pero también pueden influir en que se activen o desactiven genes adyacentes. Finalmente, hay estudios que indican que pueden activarse (o expresarse, en términos técnicos) debido a algunos elementos del medio ambiente, como ciertas sustancias químicas o incluso la luz ultravioleta.

Esto, sin embargo, no significa que esté demostrado que los HERV produzcan o influyan en algunas enfermedades. El descubrimiento de estas singulares secuencias dentro de nuestro material genético es tan reciente que aún queda mucho por saber sobre su actividad real, y muchos estudios son sólo indicios que sirven como base para especulaciones que a su vez se utilizarán para diseñar nuevas investigaciones que nos permitan comprender cómo estos fragmentos ajenos actúan o dejan de actuar en nuestra fisiología y hasta dónde tienen relevancia en ciertas enfermedades o ciertos subtipos de algunas enfermedades.

Además de estos mecanismos, los HERV han sido exitosamente utilizados por algunos investigadores como una forma de hacer el seguimiento de la evolución de algunas especies e incluso como un indicador o reloj molecular, que nos puede decir cuándo se integraron a nuestro material genético.

Los muchos HERV que nos conforman

El proyecto del genoma humano ha permitido ir identificando a los distintos retrovirus endógenos que tenemos. Los investigadores han identificado al menos a 22 familias de retrovirus que llegaron independientemente a nuestro acervo genético, y se clasifican según su similaridad con uno u otro retrovirus

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