La vida de los virus

La vida de los

VIRUS Historia natural de los virus del planeta

Marilyn J. Roossinck

Marilyn J. Roossinck

Título original Viruses Edición Nigel Browning, Kate Shanahan, Susi Bailey Dirección del proyecto David Price-Goodfellow Dirección de arte Wayne Blades Diseño Lindsey Johns, Wanda España (cubierta) Documentación iconográfica Sharon Dortenzio Ilustración Caitlin Monney (Monney Medical Media), Tejeswini Padma, John Woodcock, Martin Brown, Lindsey Johns Cartografía Les Hunt Traducción Sergi Marcó Cuenca Revisión de la edición en lengua española Susana Guix Secció Microbiologia, Virologia i Biotecnologia. Departament de Genètica, Microbiologia i Estadística. Facultat de Biologia (Universitat de Barcelona)

Josep Solanes Batlló Editor médico Coordinación de la edición en lengua española Cristina Rodríguez Fischer Primera edición en lengua española 2025 © 2025 Naturart. S.A. Editado por BLUME Carrer de les Alberes, 52, 2.º Vallvidrera, 08017 Barcelona Tel. 93 205 40 00 E-mail: info@blume.net © 2023 UniPress Books Limited, Londres © 2023 Princeton University Press, New Jersey I.S.B.N.: 978-84-10469-08-2 Depósito legal: B. 22646-2024 Impreso en China Todos los derechos reservados. Queda prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, sea por medios mecánicos o electrónicos, sin la debida autorización por escrito del editor.RE] WWW.BLUME.NET

Portada: microscopía electrónica de transmisión en colores falsos de viriones del virus de la gripe, de NIBSC; contraportada y lomo: ilustración del virus Chikungunya, ilustración de Ramon Andrade, 3Dciencia. Ambas imágenes son cortesía de Science Photo Library; página 2: impresión artística de la unión de los virus del SARS-CoV-2 a los receptores en la superficie de la célula; página 3: complejo de ribozimas del virus de la hepatitis delta.

Agradecimientos de la autora Escribir este libro ha sido una oportunidad maravillosa de presentar mis cosas favoritas en el mundo: ¡los virus! Me gustaría agradecer a mis compañeros del Centro de Dinámica de Enfermedades Infecciosas de la Universidad Estatal de Pensilvania por los numerosos y útiles debates sobre puntos clave del libro, y al equipo de UniPress por sus esfuerzos en la organización, el diseño y las ilustraciones del libro, que en conjunto lo hacen enormemente atractivo.

CONTENIDO 6

160

INTRODUCCIÓN

LA BATALLA ENTRE VIRUS Y HUÉSPEDES

26

LA PROFUNDIDAD Y AMPLITUD DE LOS VIRUS 62

VIRUS QUE CREAN MÁS VIRUS 104

CÓMO SE DESPLAZAN Y TRANSMITEN LOS VIRUS 134

EVOLUCIÓN

194

LOS VIRUS EN EL EQUILIBRIO DEL ECOSISTEMA 220

LOS VIRUS BUENOS 248

LOS PATÓGENOS 278 280 282 288

Glosario Fuentes Índice Créditos de las imágenes

LA PROFUNDIDAD Y AMPLITUD DE LOS VIRUS

Clasificación de los virus Los genomas de los virus están compuestos por ADN o ARN, los cuales pueden ser bicatenarios (bc) o monocatenarios (mc) (véanse páginas 38-39). Los genomas virales pueden ser lineales o circulares, y pueden estar en uno o más segmentos, algo parecido a lo que ocurre con nuestros propios genomas, que están en varios segmentos llamados cromosomas (tenemos 23 pares).

Los tipos de genoma de los virus están restringidos a infectar reinos específicos de la vida, con excepción del Tipo II ADNmc, que es el único presente en todos.

No se han encontrado virus ARN en las arqueas ni tampoco virus de Tipo I ADNbc en plantas, salvo en algas. Las razones de estas diferencias no siempre son claras, pero puede que estén relacionadas con las características del huésped. Por ejemplo, la mayoría de los virus con ADNbc son grandes y las aperturas de las células vegetales son demasiado pequeñas para que quepan virus de ese tamaño. En general, las plantas tienen las células más grandes de todos los reinos de la vida, y la mayoría de los virus más pequeños.

Entonces, ¿cuántos virus hay? Los primeros grandes estudios de la biodiversidad del virus, de principios de 1900, se enfocaron en los virus presentes en el mar. Se limitaban a contar las partículas de virus en el agua del mar, observadas por microscopía electrónica o métodos fluorescentes. Con estos datos, los científicos calculan que hay aproximadamente 1030 (un 1 con 30 ceros detrás) virus en el mar o 10 millones de veces el número de estrellas que hay en el universo. Aunque los virus son pequeños individualmente, representan una gran parte de la biomasa total, unas 15 veces la biomasa de las ballenas de los océanos antes de que se empezara su caza. Si el tamaño medio de un virus

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en el mar fuese de 100 nanómetros y pudiéramos colocarlos todos juntos en cadena, se extenderían más allá de la Vía Láctea.

Conocemos mucho menos sobre los virus terrestres.

Aunque también se han tomado muestras de virus en muchos sistemas terrestres, su estudio plantea dificultades técnicas. Las cifras anteriores sobre los virus marinos se refieren al número aproximado de partículas virales individuales, pero ¿cuántas especies diferentes existen?

La respuesta es que simplemente no lo sabemos. Cada vez se identifican más virus, pero el ICTV reconoce poco más de 9000 especies. Es muy probable que solo sea una pequeña fracción del número total de especies que existen en nuestro planeta.

 Imágenes de virus

procedentes de diferentes fuentes que incluyen reproducciones artísticas y microscopía electrónica que muestran diversas formas: (A) virus de la gripe; (B) cytomegalovirus; (C) virus de la viruela; (D) virus de la rabia.

CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS

A

B

C

D

37

CÓMO SE DESPLAZAN Y TRANSMITEN LOS VIRUS

Introducción Los virus tienen muchas formas diferentes de entrar, salir y moverse entre las células de sus huéspedes.

Estos métodos dependen de la estructura y el tamaño del virus y del tipo de huésped, así como de la capacidad del huésped para desplazarse.

Durante las primeras fases de la pandemia de la COVID-19, se habló mucho acerca de cómo podía pasar el virus de un huésped a otro. Algunos informes sostenían que el virus podía permanecer en las superficies hasta 24 horas y que era necesario desinfectar todo lo que pudiera haber estado en contacto con otra persona. Desde aquellos primeros días se han aprendido muchas cosas, entre ellas que el

hecho de que el ARN viral pueda recuperarse a través de métodos muy sensibles no significa que haya un virus infeccioso. Una de las características de los virus con envoltura, como el SARS-CoV-2, es que son muy inestables en el medio ambiente. Conocer las formas en que los virus se transmiten es importante para comprender las medidas necesarias para protegerse de la infección.

DESAFÍOS A LOS QUE SE ENFRENTAN LOS VIRUS AL ENTRAR Y SALIR DE SUS HUÉSPEDES Los distintos tipos de huéspedes tienen diferentes barreras que los virus deben superar para infectarlos. En esta tabla, el «sí» significa que el huésped tiene esta característica, y el «no», que no la tiene. En algunas categorías hay variaciones.

Por ejemplo, muchos animales son móviles, pero no todos; algunos protistas tienen paredes celulares y otros no.

Animal

Planta

Hongo

Protista

Arquea

Bacteria

Pared celular

no

sí

sí

sí / no

sí

sí

Movilidad

sí / no

no

no

sí / no

sí / no

sí / no

Transmitido por el aire

sí

no

no

no

no

no

Transmitido por agua / alimentos

sí

no

no

sí

sí

sí

Transmitido por vectores

sí

sí

no

no

no

no

Transmisión vertical

sí

sí

sí

sí

sí

sí

Integrado

sí

sí

sí

sí

sí

sí

106

INTRODUCCIÓN

 Microscopía electrónica

coloreada del virus de influenza (naranja) saliendo de una célula infectada (verde).

 Una colonia de pulgones del guisante (Acyrthosiphon pisum) en una planta. Los pulgones del guisante son vectores transmisores de muchos virus vegetales.

107

LOS VIRUS BUENOS

BACTERIÓFAGOS A principios del siglo xx, dos científicos independientes que estudiaban bacterias descubrieron que a veces sus cultivos desarrollaban «agujeros» o placas de lisis en el césped bacteriano que crecía en placas de Petri (véase página 196). Observaron que si extraían líquido de los agujeros y lo añadían a otras bacterias, se producían los mismos tipos de placas. Resultó que habían descubierto a los bacteriófagos, los virus de las bacterias. En realidad, no se comen a las bacterias (el significado literal de bacteriófago), pero pueden matarlas, como ya se ha comentado. Los científicos reconocieron que el uso de virus capaces de matar bacterias era una forma potencial de combatir las infecciones bacterianas. Introdujeron un virus en un niño para curarle de disentería y, más tarde, para tratar el cólera, la peste bubónica y otras enfermedades bacterianas. Sin embargo, la política y el descubrimiento de la penicilina eclipsaron la idea de utilizar fagos para curar enfermedades bacterianas, aunque el trabajo siguió en marcha en la Unión Soviética.

Recientemente, esta idea ha resurgido, impulsada por la creciente aparición de bacterias resistentes a los antibióticos. El uso de la terapia de fagos en agricultura

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podría ayudar a controlar patógenos vegetales como el marchitamiento bacteriano, o infecciones animales como la salmonela en aves de corral. Se han realizado numerosos estudios experimentales sobre el uso de fagos para combatir a los patógenos de las plantas, y también se han llevado a cabo con éxito trabajos experimentales con terapia de fagos en seres humanos infectados con bacterias letales resistentes a los antibióticos. En el futuro, podría convertirse en un tratamiento estándar de las infecciones bacterianas.

 Rhizoctonia solani es un hongo

patógeno de los cereales, aquí observado en el arroz (izquierda), mientras que el fuego bacteriano (Erwinia amylovora) es una enfermedad bacteriana de los manzanos (derecha).

Cada una de estas enfermedades puede ser controlada por un virus.

 Representación artística de

un bacteriófago que infecta a una célula bacteriana. El virus aterriza y se ancla sobre la bacteria, inyecta su genoma, se replica rápidamente y acaba con la lisis de la célula bacteriana y la liberación de cientos de virus progenie.

APROVECHAR LOS VIRUS PARA CONTROLAR A LOS PATÓGENOS

LOS VIRUS Y EL TRATAMIENTO DEL CÁNCER El uso de virus como vacunas ya se ha tratado en la página 152, pero también se está estudiando para tratar varios tipos de cáncer. Los virus benignos pueden servir para transportar genes que ayuden a combatir el cáncer, o pueden diseñarse para matar solo células cancerígenas, pero no las sanas. En los últimos años, los virus también se han utilizado para liberar otros genes, como aquel que produce un pigmento retiniano en personas con un trastorno genético que provoca ceguera. Se espera que también puedan liberar genes para combatir otras enfermedades genéticas, como la anemia falciforme y la fibrosis quística.

El conocimiento sobre los virus beneficiosos va muy a la zaga de lo que sabemos sobre los patógenos. Aunque no es sorprendente que los patógenos se hayan estudiado con más detalle debido a su impacto negativo en la salud humana, así como en plantas y animales domésticos, también puede haber un elemento de fascinación por parte de los humanos por las malas noticias que haya provocado el descuido de los virus «buenos».

237

Una introducción completa y ampliamente ilustrada al mundo de los virus Los virus, parásitos que a menudo son cientos de veces más pequeños que las bacterias, están presentes en todas partes. Evolucionan con rapidez, son muy oportunistas e implacablemente eficaces. Aunque algunos son obviamente agentes de enfermedades, como le ha recordado demasiado bien al mundo la pandemia de COVID-19, otros pueden ser beneficiosos y ayudar a proteger a sus huéspedes de otros microbios, o les permiten funcionar de maneras que de otro modo serían imposibles. En Virus, la experta autora Marilyn J. Roossinck presenta una introducción completa y profusamente ilustrada a los virus que revela su verdadera naturaleza.

Con un texto dinámico, gráficos claros y hermosas imágenes, Virus examina todos los aspectos esenciales para comprenderlos: su diversidad, comportamiento, ciclo vital y mucho más. Escrito en un estilo no técnico y fácil de seguir, el libro abarca qué son los virus y de dónde proceden; cómo se transmiten y evolucionan; la batalla entre ellos y sus huéspedes, incluidas la inmunidad y la vacunación; los virus que son buenos para nosotros; el papel fundamental que desempeñan en el equilibrio de los ecosistemas terrestres; qué hace que un virus —como el del COVID-19 y la gripe— se convierta en pandémico en plantas o animales; y la investigación de vanguardia que descubre miles de virus nuevos. Cada capítulo concluye con perfiles ilustrados que destacan virus clave.

En un mundo donde comprender a los virus es más importante que nunca, este libro ofrece una introducción rica y atractiva a unos organismos que, a pesar de todo el daño que pueden causar, también son esenciales para la salud de los animales, las plantas y el mundo que compartimos.

MARILYN J. ROOSSINCK es profesora emérita de Ecología viral en la Universidad Estatal de Pensilvania. Dedicó su carrera a la ecología y evolución de los virus, especialmente de los virus de plantas y hongos, y fue pionera en las áreas de investigación del descubrimiento de virus de plantas y virus beneficiosos.

ISBN 978-84-10469-08-2