Elizabeth Ortega Soto1, Mario Chopin Doroteo2, Carlos García Gálvez1.
1. Laboratorio de Virología de la Escuela Nacional de ciencias Biológicas del IPN
2. Laboratorio de Tejido Conjuntivo. Centro Nacional de Investigaciones de Atención de Quemados. Instituto Nacional de Rehabilitación «Luis Guillermo Ibarra Ibarra»
Resumen
Cuando escuchamos la palabra “virus” solemos pensar en enfermedades graves, pero este texto invita a mirar a los virus desde otra perspectiva: como portadores de información útil. Los virus son pequeños “mensajeros” genéticos capaces de entrar a nuestras células y transmitir mensajes. Gracias a la ciencia, hoy es posible modificarlos para que, en lugar de causar daño, ayuden a prevenir y tratar enfermedades. Se usan como vectores en terapias génicas, vacunas y tratamientos contra el cáncer. Así, estos diminutos mensajeros pasan de ser enemigos temidos a aliados sorprendentes de la medicina moderna y la biotecnología.
¿Qué es lo primero que piensas cuando escuchas la palabra "virus"?
Seguramente te viene a la mente la pandemia por COVID-19 causada por el virus SARS-CoV-2, la cual ha dejado millones de muertos a nivel mundial, o piensas en virus como el que produce el síndrome de la inmunodeficiencia humana, el ébola, la influenza o muchos otros que producen enfermedades graves.
Sin embargo, los virus también nos han beneficiado de diferentes maneras. Aunque parezca confuso y raro, el tener un resfriado no es del todo malo si pensamos que es la manera en que el sistema inmune se puede entrenar para responder a infecciones más graves o incluso para evitar alergias (Zimmer, 2021). Los conocimientos que hemos adquirido sobre los virus y el uso/empleo de las herramientas de la biología nos han servido para la producción de vacunas y para ayudar al tratamiento de enfermedades como el cáncer; como veremos más adelante.
Los virus pueden portar información que nos puede causar daño
Los virus están compuestos básicamente por material genético y una capa de proteínas que lo protegen; algo así como un sobre que lleva una carta con información clave para poder replicarse. Los virus entran a las células reconociendo proteínas de la superficie de la célula llamados receptores, una vez dentro, la información que lleva en su material genético es leída por la célula la cual empieza a hacer copias del mismo. Después de producir virus las células mueren mientras que los virus se liberan y pueden infectar a otras células cercanas. La infección de muchas células en un tejido u órgano, como el intestino, puede producir algunas enfermedades como la diarrea; sin embargo, no todas las infecciones nos producen daño. Generalmente, los virus que más escuchamos son aquellos que producen enfermedades o que pueden causar la muerte.
Los virus como portadores de información que puede beneficiar a los humanos
Muchas enfermedades (no virales) son ocasionadas por cambios en nuestro genoma llamadas mutaciones. Algunas de estas enfermedades pueden curarse o controlarse si se corrigen esos cambios introduciendo la información genética adecuada, a lo que se le llama terapia génica (Lundstrom, 2023). Una manera de modificar dicha información en los pacientes enfermos es justamente usando virus, los cuales tienen la capacidad para llegar a células especificas e introducir la información necesaria para generar más virus. Gracias a los avances científicos podemos modificar a los virus de tal manera que, en lugar de tener su propia información, lleven el material genético con la información que puede ayudar a corregir defectos en nuestras células y servir como terapia para muchas enfermedades. Los virus que más se han usado para la terapia genética son los Adenovirus. Estos virus producen enfermedades como diarrea o resfriado común que la mayoría de las veces suelen no ser graves y pueden resolverse sin tratamiento médico. Técnicas especiales de laboratorio han permitido modificar el material genético de estos virus mediante la eliminación e inserción de genes con la información clave; a estos virus modificados se les conoce como vectores virales (Syyam et al., 2022). Esta estrategia de desarrollo de vectores virales ha sido utilizada en el tratamiento de algunas enfermedades como las cardiovasculares, hemofilia, B- talasemia, Parkinson, Alzheimer, algunas inmunodeficiencias o enfermedades metabólicas como la ateroesclerosis, fenilcetonuria o la diabetes tipo 2 (Lundstrom, 2023).
Otros virus humanos que se han usado como vectores virales son los poxvirus, diferentes picornavirus y algunos flavivirus como el virus vacunal de la fiebre amarilla, así como el herpes simplex tipo 1. También se han utilizado algunos virus animales como el virus de simio SV40, el virus de la estomatitis vesicular (VSV, por sus siglas en inglés), que afecta a ganado bovino, equino, y porcino; el virus de Newcastl que afecta a aves, entre otros (Lundstrom,2023).
Los virus como vectores vacunales
Otra forma de modificar a los virus para nuestro beneficio, por ejemplo, para producir vacunas, es usar algunos que representen un riesgo bajo para el humano, o incluso algunos que no lo afecten. En estos virus se puede introducir información clave para producir algunas proteínas que suelen causar enfermedades graves con el fin de que nuestro sistema inmune se active produciendo anticuerpos contra las partes (proteínas) del virus más peligroso sin que hayamos estado expuestos por completo.
Los adenovirus se han usado como vectores vacunales para producir proteínas del virus SARS-CoV-2, como la proteína S que se encuentra en su superficie. Cuando el virus modificado se multiplica en el cuerpo, el sistema inmune produce anticuerpos contra la proteína S. Si en el futuro la persona se infecta con el SARS-CoV-2, nuestro cuerpo tendrá anticuerpos listos para bloquear (neutralizar) al virus, e impedir que infecte a nuestras células protegiéndonos de la infección (figura 4). Otros ejemplos incluyen el virus vacunal de la fiebre amarilla para generar vacunas contra el dengue y el VSV para vacunas contra el virus
del Ébola.
Una ventaja de los vectores virales en la producción de vacunas es que, al multiplicarse dentro del organismo, se requiere una pequeña cantidad de ellos para lograr la estimulación adecuada del sistema inmune. También, mediante modificación genética, los virus que funcionan como plataformas vacunales se han optimizado para producir el menor daño en el organismo (McCan et al., 2022).
Los virus contra el cáncer
Los virus también se han usado para atacar a células cancerígenas; a estos virus se les llama oncolíticos. Estos virus se modifican para que expresen proteínas que atraen a células del sistema inmune, favoreciendo la producción de interleucinas y/o citocinas que ayudan en la eliminación de células cancerosas. Otra estrategia consiste en introducir al genoma del virus la información para que las células cancerosas produzcan proteínas que las hagan susceptibles a una sustancia tóxica o a alguna sustancia que se haga toxica al ser procesada por la célula cancerosa. Estas proteínas llamadas suicidas pueden inducir la muerte dela célula por intoxicación (figura 5). En ocasiones se pueden usar mezclas de virus oncolíticos o de las diferentes estrategias para eliminar los tumores con mayor eficiencia (Ma et al., 2022).
La terapia con virus oncolíticos, como es el virus Herpes simplex modificado, es bastante promisoria. Se ha utilizado en cáncer de páncreas, ovario, próstata, entre otros, para los que ya hay estudios clínicos se encuentran en fase III (con un gran número de pacientes)(Lundstrom, 2023).
En conclusión, los virus no solo originan enfermedades, sino que también pueden ser usados en nuestro beneficio al modificarlos genéticamente. De esta manera los virus dejan de ser sobres con malas noticias y se vuelven cartas con mensajes positivos que pueden ayudar al tratamiento de enfermedades.
Referencias
- Lundstrom, K. (2023) Viral Vectors in Gene Therapy: Where do we stand in 2023? Viruses, 15: 698. https://doi.org/19.3390/v1503698.
- Ma, R., Li, Z., Chiocca, E. A., Caligiuri, M. A., Yu, J. (2023) The emerging field of oncolytic virus-based cancer immunotherapy. Trends Cancer, 9(2):122-139. doi: 10.1016/j.trecan.2022.10.003.
- McCann, N., O’Connor, D., Lambe, T., Pollard, A. J. (2022) Viral vector vaccines. Current Opinion in Immunology, 77:102210. https://doi.org/10.1016/j.coi.2022.102210.
- Syyam, A., Nawaz, A., Ijaz, A., Sajjad, U., Fazil, A., Irfan, S., Muzaffar, A., Shahid, M., Idrees, M., Malik, K., Afzal, S. (2022). Adenovirus vector system: construction, history and therapeutic applications. Biotechniques, 73(6):297-305. doi: 10.2144/btn-2022-0051.
- Zimmer, C. (2021) A planet of viruses. University of Chicago Press 3rd Ed.144pp. ISBN 9780226782621.