Evolución de los coronavirus
por Sandra Vázquez Quiroz
La primera vez que se observó un coronavirus fue en 1964, bajo el microscopio de la viróloga June Almeida, en la ciudad de Toronto. Posteriormente, laboratorios del mundo encaminaron líneas de investigación hacia el entendimiento de este linaje de virus.
En México, el Laboratorio Origen de la Vida instalado en la Facultad de Ciencias de la UNAM, encabezado por el Dr. Antonio Lazcano Araujo, experto en evolución de la vida, lleva 30 años intentando entender los mecanismos de moléculas como el ácido ribonucleico (ARN), entre otras áreas de investigación.
Recientemente ofreció el seminario “Origen y evolución de los coronavirus”, a estudiantes de varios centros de ciencias biológicas y de la salud del estado de Tlaxcala. Durante el encuentro, que tuvo lugar vía remota, recordó a su audiencia que los virus no se multiplican por sí solos, sino que necesitan una célula para poder reproducirse, además de que los virus no están vivos, pero encuentran mecanismos para evolucionar.
Explicó que “todos los seres vivos comparten los mismos procesos moleculares básicos, una composición bioquímica similar y las mismas estructuras biomoleculares. La diferencia entre las entidades biológicas no son los componentes moleculares esenciales que las constituyen, sino la historia evolutiva que las separa”.
Recuerda que los virus infectan a todos los grupos biológicos: protistas, plantas, procariontes, hongos y animales. Están compuestos de dos tipos de ácidos nucleicos: ARN (ácido ribonucleico) y ADN (ácido desoxirribonucleico).
Estructura de virus de ARN y ADN
Los científicos han podido comprobar que la diversidad genética de las poblaciones de virus de ARN es mayor a la de virus de ADN, de este modo es posible clasificar a los virus según el tipo de material nucleico que poseen. Lazcano destaca que los virus de ADN poseen una hebra y doble hebra, mientras que un virus de ARN, como el SARS-COV-2, está compuesto de una hebra positiva, una hebra negativa, doble hebra y retrovirus.
Conocer la estructura de estos ácidos ayuda a entender sus variadas funciones, entre ellas el de su tiempo de evolución. Lazcano destaca que “los virus de ARN evolucionan, en promedio un millón de veces más rápido que los virus de ADN. Sin embargo, los coronavirus mutan, en promedio de 8 a 10 veces más lentamente que otros virus de ARN”.
Se ha observado que la presencia de una exonucleasa (enzima que funciona escindiendo nucleótidos uno a uno a partir del extremo terminal (exo) de una cadena polinucleotídica) en los coronavirus permitió una expansión enorme de su genoma, lo que implica que son más estables genéticamente. “Significa que no variará mucho de paciente a paciente, ni año con año, es decir, no se verá resistencia en tiempos cortos. Por otro lado, el genoma más grande implica una expresión más compleja de su contenido genético”, asegura el biólogo.
El SARS-CoV-2 no es un virus artificial, contrario a lo que han afirmado algunos políticos y otros personajes ajenos al ámbito científico; de hecho, este coronavirus ha surgido por selección natural, a partir de otros del género Betacoronavirus, dentro de la familia Coronaviridae. Su genoma es una cadena de ARN de unos 29,900 nucleótidos de longitud, ha mostrado porcentajes de similitud de secuencia con respecto a otros coronavirus humanos conocidos.
Los coronavirus provocan enfermedades respiratorias en mamíferos y aves. El nombre deriva de la presencia de unas proteínas en forma de espiga, que se proyectan desde la superficie del virus dándole la apariencia de una corona solar; además, se encuentran envueltos por una capa de grasa que obtienen de las células infectadas.
De acuerdo con la página origendelavidaciencias.org, alimentada por estudiantes del Dr. Antonio Lazcano, hay siete coronavirus que infectan al humano. Cuatro de ellos son algunos de los causantes del resfriado común. Los otros tres ocasionan enfermedades respiratorias más graves. Por ejemplo, el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV), responsable de la pandemia del SARS en 2002; el coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV), que ocasionó la epidemia del MERS en 2012; y el más reciente coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo 2 (SARS-CoV-2) responsable de la pandemia actual.
Tres décadas para entender una molécula
En el laboratorio del Dr. Antonio Lazcano se estudia desde hace más de 30 años el ARN, porque es uno de los mejores modelos para entender la evolución de la vida.
En el libro Pensar la vida el biólogo explica en el texto “La aparición de la vida” cómo fueron cambiando las concepciones sobre esta molécula. En primera instancia explica que luego de que el modelo de la doble hélice del ADN de Watson y Crick fue aceptado, y de que se comprendió que las secuencias de los aminoácidos y de las proteínas se encuentran codificadas en el ADN mismo, el campo del origen de la vida se dividió en dos grupos; por un lado, los que sostenían que lo primero en surgir había sido el ADN, que replica y almacena la información genética, pero había un grupo igualmente numeroso que sostenía que las proteínas habían aparecido primero, ya que son los catalizadores más conspicuos de los procesos bioquímicos básicos.
Había quienes sugerían que los primeros seres vivos habían resultado de la coevolución de ambos tipos de moléculas, las ideas aún tenían ciertos huecos que no quedaban del todo resueltos. Fue en 1982 cuando los grupos de Thomas Cech y Sidney Altman descubrieron de manera casi accidental que el ARN poseía propiedades catalíticas. Es decir, el ARN es un ácido nucleico que puede almacenar información genética, pero también se comporta como las proteínas y cataliza diversas reacciones bioquímicas.
“El descubrimiento de la existencia de las moléculas de ARN catalítico, también llamadas ribozimas, permitió conceptualizar el llamado mundo del ARN y diseñar experimentos que simulan lo que pudo haber ocurrido en la Tierra primitiva”, asegura Lazcano.
Destaca que hoy se sabe que la proteína más altamente conservada en todos los virus de ARN conocidos es la RdRp monomérica viral. Esto quiere decir que la maquinaria de replicación de coronavirus es un gran complejo de múltiples subunidades. Sus estudiantes y él han observado en la estructura de los RdRp virales que son monofiléticos y conservan su estructura.
Cabe señalar que recientemente, el 9 de junio de 2020, el biólogo mexicano y su equipo publicaron en Scientific Report, de la revista Nature, el artículo “Sofosbuvir as a potential alternative to treat the SARS-CoV-2 epidemic”, en el que han avanzado su aportación al entendimiento molecular del coronavirus SARS-Cov-2.
En el texto establecen que hay varios medicamentos que se unen al sitio activo de RdRp y que han sido aprobados para tratar otras enfermedades virales de ARN, incluidos favipiravir y remdesivir. Este último es un análogo de adenosina, que ha demostrado ser eficaz para prevenir diferentes infecciones coronavirales en ratones. Señalan además que la adenosina ha mostrado ser efectiva bloqueando la infección por SARS-CoV-2 in vitro.
La naturaleza no es buena ni mala
El experto en evolución asegura que la presencia de SARS-Cov-2 no debe verse desde una perspectiva de “venganza de la naturaleza”. Otros científicos, como el biólogo César Domínguez, del Instituto de Ecología de la UNAM, han pedido no otorgarle un sentido moral al virus, sino a observar la actividad que el ser humano genera en diversos ecosistemas.
Al destruir espacios selváticos, los humanos invadimos sitios de los animales silvestres; algunos de estos se han adaptado a las ciudades, como los pichones, que se pueden ver sobre antiguos edificios de las grandes ciudades y que son una plaga, asegura Lazcano.
Es conocido que hay 500 linajes de coronavirus en murciélagos que coexisten con ellos; sin embargo, esos coronavirus no podrían transmitirse por un simple contacto, debido a que tendrían que darse varias condiciones para hablar de un contagio.
Es importante voltear y observar ciertas prácticas que podrían haber sentado condiciones que promovieran la zoonosis. Por ejemplo, en Tailandia la extracción de guano (sustrato resultante de la acumulación de excremento de murciélagos, aves marinas y algunas focas) es una práctica común, porque funciona como un fertilizante eficaz en la agricultura.
En años recientes la humanidad ha visto el surgimiento de otros virus, cuya composición molecular es de ARN, como el virus de la inmunodeficiencia humana, entre otros, que amplían un paisaje extenso de virus con esta estructura.
Al finalizar su ponencia con el público de Tlaxcala a través del seminario “Origen y evolución de los coronavirus”, Lazcano se confesó admirador de Nelson Mandela, de quien evocó una frase del libro Cartas desde la prisión:
“Lo que importa no es tanto la discapacidad o el problema que uno padece, sino la actitud que se tiene hacia ello. El hombre que dice ‘Conquistaré esta enfermedad y viviré una vida feliz’, ya está a medio camino de la victoria. No olvides jamás que la esperanza es un arma poderosa, incluso cuando todo lo demás está perdido”.
