¿Qué es un virus y como funciona?

 

¿Es el virus un ser vivo? Técnicamente no lo es. Un virus es un trozo o minúsculo fragmento de ARN (ácido ribonucleico) o ADN (ácido desoxirribonucleico) Estos elementos presentan una estructura muy simple, se encuentran encapsulados en una envoltura hecha básicamente de proteína conocida como cápside. Pero también existen lo que protegen su material genético con una membrana o envoltura derivada de la célula huésped que infectan y otros además rodean su cápside con una membrana celular propia.

Su función esencial es evolucionar para alojarse y reproducirse dentro de una célula que puedan ocupar, Por si solos no son capaces de mantenerse activos y deben hacerlo hospedando una maquinaria molecular prestada. 

Su función "vital", propósito, u objetiva meta es hacer copias de si mismo y para ello debe vencer ciertas barreras biológicas como: 

1) ¿cómo hará para reproducirse dentro de una célula infectada por él? 

2) ¿cómo  multiplicarse, trasladarse y esparcirse de un huésped a otro?  

3) ¿cómo evitar ser captado, perseguido y eliminado por las defensas del sistema inmunológico del ser que lo hospeda?

Para lograr estos objetivos el virus de ADN debe utilizar parte de la información de la célula infectada, haciéndose incluso patrón de su maquinaria celular. A este efecto le siguen otros retos, y es como vencer la inactividad de las células más viejas o células maduras, las cuales optan por un ahorro de energía como mecanismo de subsistencia, en ese momento esas células no se reproducen o replican a la velocidad requerida por el virus y por lo tanto el virus debe encontrar mecanismos de acelerar ese proceso en la célula, y esto lo hace "inyectando" energía a la propia célula, para acelerarla.

Entonces de manera básica se trata que los virus se reproducen secuestrando la fábrica de la célula para producir virus en lugar de nuevas células. Ahora están los virus de RNA los cuales traen consigo su propia maquinaria con el que se reproducen a voluntad o dicho de otra forma con la que pueden hacer copias de él mismo, con toda la información genética necesaria (ej. enzima RNA-polimerasa) o poseen genes (información genética) que producen las proteínas que se requieren para ensamblar las máquinas de copiado dentro de la célula que infectan, lo que los hace independientes de la maquinaria celular y capaces de infectar células que no están activamente reproduciéndose.

La forma en que los diferentes tipos de virus se esparcen es muy variada: por vía aérea cuando respiramos, cuando los ingerimos con los alimentos, los que obtenemos directamente de nuestras madres, los que obtenemos por contacto sexual y los que se trasmiten por Los seres humanos y porque no otros animales y especies pueden infectarse con virus de diferentes maneras, algunas hasta de manera natural como pueden ser: por picaduras de insectos, por el consumo de alimentos contaminados, por transmisión de madres a hijos durante el parto, por vía aérea y por invasión a las mucosas corporales, incluso por inoculación artificial voluntaria o involuntaria. 

Sin embargo una de las paredes más fuertes que tienen los virus es la piel, la cual representa una barrera impenetrable para un virus porque ésta se encuentra conformada por capas de células muertas. Los virus entonces necesitan de células vivas para poder reproducirse. Los riesgos a colación de la piel resultan cuando la piel estese rota (ejemplo: heridas) por esto una picada de mosquito puede ser una vía para los virus en su propuesta de invadir a un huésped. 

También pueden atacar la barrera de una mucosa celular, por ejemplo la que recubre al sistema respiratorio o al reproductivo. Pero estas barreras de tales mucosa son muy efectivas para proteger y hasta eliminar a la mayoría de los virus que quedan atrapados en ella. La mucosa es ayudada por los organismos llamados macrófagos (células de defensa) que ingieren a los virus y los eliminan. 

Los niveles de alcalinidad o de acidez de las mucosas o de los medios biológicos donde un virus pretende reproducirse también suelen ser definitivos para detener o permitir la invasión bacteriana o viral. En el caso de la vagina, además de la mucosa, las bacterias que colonizan el tracto reproductivo producen ácido, puede hacer que el medio sea poco propicio para algunos virus los cuales suelen ser demasiado débiles o sensibles a estas condiciones ácidas. 

Los virus han tenido que evolucionar en sus formatos de invasión y entrada a un organismo huésped. En el ser humano no es tarea fácil este proceso, por ejemplo al intentar entrar por el aparato digestivo deben vencer ciertas barreras o defensas muy peligrosas para ellos. La saliva es una de ellas, esta contiene una serie de compuestos muy corrosivos que pueden aniquilar o desactivar mejor dicho a cierta clase de patógenos virales. Luego al sobrellevar o sobrepasar esta barrera el virus, al entrar al sistema digestivo deberá enfrentar un ambiente repleto de ácidos estomacales luchando contra varias enzimas digestivas que se encuentran prestas como efectivas defensas biológicas y que pueden desintegrar proteínas, carbohidratos y lípidos. Después las sales biliares que como especies de detergentes se encargan de librar a los virus de sus capas graceas, principales mecanismos de sujeción al momento de impactar en la célula. 

El sistema inmunológico como arma innata y adaptativa. 

El sistema inmunológico es considerado innato porque es un sistema defensivo integral, es decir puede actuar en cualquier parte del cuerpo. Todos los animales parecen poseer este mecanismo en diferentes proporciones y formas.Sus principales armas de lucha, profilaxis y aseo son: 

1) los fagocitos, que son células blancas (ej. macrófagos) que patrullan los tejidos del cuerpo limpiándolo de basura, restos celulares e invasores. 

2) El sistema complementario, el cuál esta conformado por aproximadamente veinte proteínas producidas en el hígado y que se encuentran en altas concentraciones en la sangre y los tejidos, éstas trabajan en conjunto para destruir a los invasores (hacen perforaciones en la envoltura proteínica o membrana celular de los invasores) y para dar la señal de alarma a otros miembro del equipo del sistema inmune. Este sistema es muy antiguo, incluso los erizos de mar que evolucionaron hace aproximadamente 700 millones de años lo tienen. 

3) El sistema de alerta de interferones, que son proteínas producidas por las células que se unen a pequeños receptores (llaves) de la membrana celular y que sirven para alertar a la célula de que pronto será atacada por virus, en cuyo caso la célula infectada cometerá un suicidio. 

4) las células naturales asesinas, este tipo de células se encargan de destruir a todas las células que han sido infectadas por algún virus; el misterio es ¿cómo lo hacen? Al parecer hay señales a nivel molecular, como los interferones, que les indican algo como "matadme porque estoy infecta", pero también hay señales que dicen "no me mates, estoy sana", los detalles todavía están siendo descubiertos.

Cuando la cantidad de virus producidos durante las fases iniciales de la infección es muy alta, el sistema inmunologico puede parecer una máquina sin control. Es en este caso podría no distinguir entre células infectadas o células sanas.El sistema inmune adaptativo como su nombre lo dice debe adaptarse a los cambios y a las diferencias morfológicas de los bioelementos que conforman una infección. Este sistema se encuentra constituido por dos armas letales: los anticuerpos y las células asesinas T (conocidas también como CTL por sus siglas en inglés): 

1) los anticuerpos son pequeñas etiquetas moleculares producidos en células especiales conocidas como células B. Dichas células poseen una diversidad enorme de pequeñas etiquetas sobre su superficie (la membrana celular), las cuales se utilizan para reconocer a cualquier molécula orgánica que pueda existir, como los patógenos. 

Cuando las células B encuentran a un invasor, un virus por ejemplo, se produce una reacción en cadena que hace que se generen muchas células B que van a producir únicamente las etiquetas de esos anticuerpos específicos que fueron seleccionadas por el invasor. 

De esta manera los anticuerpos o etiquetas se adhieren a la superficie del invasor o de las células infectadas y envían un mensaje de alerta, estas etiquetas ayudan a prevenir que los virus infecten células sanas bloqueando los accesos de entrada a las células); 

Estos mensajes o etiquetas advierten a los agentes destructores de virus a cual o tal célula deben aniquilar. También las células B se convierten en una especie de células de la memoria del sistema inmune; ya que se comportan como las células que protegerán al organismo en caso de que el mismo virus tratase de invadir nuevamente el cuerpo. 

2) Las células asesinas T o CTL son células blancas que, al igual que las células B, poseen una gran variedad de etiquetas en su superficie que son utilizadas para analizar los fragmentos de proteínas que las células del cuerpo exponen sobre su superficie. Como los virus utilizan la maquinaria de la célula infectada para producir proteínas virales, fragmentos de éstas son llevados a la superficie celular y 

Se convierte esto en un ejercicio rutinario cuando los elementos de lucha anti bacterial o antivirus se encuentran memorizados utilizando la plataforma de células expuestas al exterior por moléculas (mostradores) especiales para evaluar esas condiciones de malignidad descubiertas por las células CTL las cuales  caso de detectar una infección, enviaran a las células asesinas T para que destruyan a la células malignas.

Pero los virus pueden evadir los sistemas defensivos inmunológicos. Estos mecanismos de engaño a las alarmas o defensas naturales pueden ser: 

1) producción de proteínas que interfieren o inhabilitan las señales moleculares de alerta de la célula (ej. bloquean el sistema de producción de interferón), y que pueden evitar que las moléculas involucradas en la activación de la programación de muerte celular entren en funcionamiento; permitiendo así, que la célula viva lo suficiente hasta que el virus haya producido un número grande de nuevos virus que infectarán a más células. 

2) El sistema inmune adaptativo las llamadas células B tiene memoria para los tipos de cepas virales a los que ya ha sido expuesto el individuo, pero las altas tasas de mutación (especificación de los virus) hacen que el virus cambie rápidamente por lo que el sistema inmune adaptativo ya no la reconoce y escapa. Este método se conoce como "carnada y cambio". 

3) Algunos virus con diferente origen por ejemplo enfermedades como la influenza humana e influenza aviar, pueden hacer mezclas de su material genético cuando infectan a un mismo individuo de la misma u otra especie, este es el caso de los cerdos, esto hace que el sistema inmune no tenga memoria en contra de este "nuevo agente".

4) Utiliza disfraces para esconderse del sistema de defensa inmuno celular. Hay un grupo de virus conocido como rotavirus, los cuáles tienen una triple capa proteínica protegiendo su material genético, son virus acorazados prácticamente muy resistentes, y sus capas de protección son sacrificadas únicamente por la capa más exterior. Por ejemplo las enzimas del sistema digestivo pueden corroer estas armaduras externas pero el material genético del virus no sufrirá daño y se mantendrá escondido para el sistema inmune protegiéndose dentro de las otras dos envolturas internas. 

5) Se puede esconder del sistema de defensa inmune tomando rutas alternativas de infección; por ejemplo, el virus de la hepatitis A entra por la vía oral, pero después toma un atajo para llegar al hígado que es donde se reproduce en grandes cantidades.

6) Fusión de varias células del hospedero (formando aglutinaciones conocidas como células gigantes) para transmitirse directamente entre ellas sin exponerse al sistema de defensa. 

7) Puede destruir células de defensa que regulan la coordinación de la respuesta inmunológica del hospedero, provocando que no se genere la respuesta adecuada de defensa. 

8) Tienden a utilizar señuelos para distraer al sistema de defensa; por ejemplo, el virus de hepatitis B produce muchas envolturas virales sin material genético (cajas vacías!), entonces el sistema de defensa reconoce dichas envolturas por las etiquetas que hay en su superficie, pero no puede distinguir entre las que traen material genético y las que no. De esta manera muchos virus pueden escapar ilesos.

Si el virus ha logrado evadir todas las defensas corporales y aquellas propias del sistema inmunológico, entonces establecerá una serie de requisitos o estrategias de invasión, acoplamiento e inyección de su material genético:

1) las proteínas sobre la superficie de la envoltura del virus se unen a receptores moleculares de la membrana celular, una vez hecho eso se abre una puerta por la que se inyecta el material genético viral en el citoplasma de la célula; 

2) las proteínas de la envoltura del virus se unen a los receptores moleculares de la membrana celular, y entonces el virus completo es encapsulado en contenedores especiales hechos de membrana celular, los cuales son llevados al interior de la célula. Una vez ahí la envoltura proteínica del virus y la membrana del contenedor se fusionan y el material genético del virus es liberado, éste utiliza señales moleculares para dirigirse al núcleo de la célula y poder utilizar la maquinaria celular para hacer más copias de él mismo.