Diversos sistemas biológicos comparten un desafío común para preservar la aptitud reproductiva en entornos impredecibles y cambiantes. Enfrentados a la variabilidad ambiental, algunos organismos generan probabilísticamente una gama de fenotipos para “cubrir sus apuestas”, de modo similar a como las casas financieras diversifican sus activos para minimizar el riesgo de accidentes económicos.

En los herpesvirus, la llamada teoría de cobertura de apuestas se ha propuesto como una base teórica para la evolución de la latencia viral y el silenciamiento genético viral asociado. Sin embargo, los mecanismos moleculares que permiten que los sistemas biológicos, como los virus, generen probabilísticamente la variabilidad necesaria no han quedado claros y son un área de estudio activo.

Apuesta segura

El citomegalovirus es un virus común de la misma familia que el herpes simple, la varicela y la mononucleosis. Su prevalencia es tal que se estima que alrededor de la mitad de todas las personas se infecta con citomegalovirus en algún momento de su vida.

Cuando infecta, el virus suele entrar en un estado latente, lo que garantiza una infección de por vida. En algunos casos el virus emerge de la latencia, por ejemplo en bebés y en receptores de trasplantes, y causa serios problemas que pueden ser fatales. De hecho, el citomegalovirus es la principal causa de defectos congénitos y fracasos de trasplantes.

La observación del uso de fluctuaciones en los niveles de algunos componentes para lograr un equilibrio entre infecciosidad y latencia sugiere que puede ser una característica común de muchos virus.

En este sentido, un reciente estudio realizado por investigadores del Instituto Gladstone para Virología e Inmunología de la Universidad de California en San Francisco, detalla cómo el citomegalovirus entra en su estado latente al variar los niveles de algunas proteínas en sus partículas virales.

Este mecanismo le ofrece a algunas partículas virales más potencia para causar enfermedades, y a otras la tendencia a quedar latente, la versión viral de una “apuesta segura” que permite que el virus persista durante toda la vida del paciente.

Mayor comprensión

En observaciones microscópicas, el equipo observó que algunas partículas de citomegalovirus tenían niveles muy altos de una proteína llamada pp71, mientras que otras no. Esta proteína está involucrada en la replicación del ADN viral y también ayuda al virus a evadir la respuesta inmune del cuerpo humano, pero fue desconcertante por qué algunas partículas contenían más pp71 que otras.

Inicialmente, el equipo observo que, aunque la cantidad de pp71 en las partículas virales variaba ampliamente, otras proteínas virales solo variaban en la concentración entre las partículas individuales de citomegalovirus. Luego, evidenciaron que las partículas con más proteína pp71 eran más infecciosas y reproducían más de su ADN que las partículas con menos pp71.

Cuando infecta, el virus suele entrar en un estado latente, lo que garantiza una infección de por vida.

El hallazgo planteó la pregunta de si los altos niveles de la proteína crean una ventaja evolutiva para el virus al mejorar la replicación. Los investigadores presumieron que las partículas con bajos niveles de pp71 también deben tener una ventaja evolutiva en diferentes condiciones, de hecho, descubrieron que se necesitan bajos niveles de pp71 para que el virus establezca la latencia.

El hallazgo de que el citomegalovirus usa fluctuaciones en los niveles de algunos componentes para mantener un equilibrio entre infecciosidad y latencia sugiere que esto puede ser una característica común de muchos virus.

Los autores del estudio señalan que contar con una comprensión más completa de cómo los virus establecen la latencia, podría ayudar a desarrollar mejores tratamientos que eliminen no solo los virus activos en el cuerpo de alguien, sino también sus copias latentes.

Referencia: A molecular mechanism for probabilistic bet hedging and its role in viral latency. PNAS, 2020. https://doi.org/10.1073/pnas.1914430117