Un planeta de virus (entrevista a Carl Zimmer)

Carl Zimmer

Se calcula que casi tres cuartas partes de la tierra están cubiertas por océanos, y que estos contienen casi la totalidad del agua disponible (más del 95%). La vida se originó en el agua, y aún se encuentra en todas sus diversas manifestaciones y tamaños en ella. Y en ella también se hayan los representantes más variopintos genéticamente de la biosfera...pero no están vivos, en un sentido estricto. Sólo penetrando las células de los seres propiamente vivos y apropiándose de su maquinaria de fabricación de nuevo ADN, ARN y proteínas, adquieren por un lapso de tiempo más bien breve, una apariencia de vida, vida que se replica, vida que se expande exponencialmente, vida que singularmente muestra el proceso de la selección natural en marcha con una claridad meridiana. 

Hablamos de los virus, y más concretamente de los bacteriófagos (conocidos como fagos). Si en una gota de agua oceánica podemos encontrar cantidades que sobrepasan desmesuradamente nuestra capacidad de conteo de bacterias, el número de fagos que las infectan es muy superior. 

Mientras nosotros, en tierra, andamos confinados y temerosos de un virus de reciente aparición en nuestra especie, y precisamente por ello particularmente virulento, nuestros cuerpos albergan un número exorbitante de otros virus que, sencillamente, no nos hacen nada, o no al menos directamente. Están en nuestro microbioma, están insertos en nuestro genoma, en su mayor parte desde hace miles de generaciones. Y a nuestro alrededor los virus están allá donde haya vida, cada uno adaptado a su forma particular, regulando poblaciones, transfiriendo información genética, y sí, matando, en un proceso de destrucción creativa schumpeteriano, en un mundo en que los recursos son escasos.

Llamar a nuestro hogar en el espacio infinito Planeta de Virus no es pues, ni remotamente, una exageración. Lo que podría resultar exagerado, en todo caso, es el número de virus que lo llenan todo, y pueden encontrarse a gran profundidad en la tierra antártica, en las fosas oceánicas más profundas, y suspendidos en el aire y, por supuesto, en ése lugar donde más inquietos, más vivos parecen: en el interior de todo ser vivo. Sería desmedidamente antropocéntrico decir que llevan mucho tiempo con nosotros, puesto que los virus están desde el origen de la vida, acaso en la génesis misma de esta. Nosotros somos, a lo sumo, hijos suyos.

Carl Zimmer escribió hace unos años un libro sobre los virus, A Planet of Viruses (Un Planeta de Virus), que ahora, en su segunda edición, ha sido traducido al castellano. Aporta un conocimiento muy necesario sobre la virosfera, que fácilmente se confunde con la biosfera, tal es la ubicuidad de estos fragmentos de material genético errantes.

Agradecemos a Carl Zimmer que, por tercera vez, nos haya atendido con su habitual amabilidad para responder unas preguntas.

Encontrarán a Carl Zimmer en:

Matter, a weekly science column for the New York Times

National Correspondent, STAT

The Loom, a blog for National Geographic Magazine

Friday’s Elk, a weekly newsletter

More information at carlzimmer.com

@carlzimmer

En inglés:

1.- Although viruses are not alive, wherever there is life there are viruses, the borders between living and non-living things are blurred. What does this tell us about the origin and evolution of viruses and life?

Many viruses may have originated from the genes of their hosts. Mutations may have allowed them to break free and infect other cells. But some viruses may have been present at the very origin of life, as parasitic genes that exploited other genes to replicate. Viruses have been a part of life ever since there was life, I suspect.

2.- In these times of Pandemic talking about viruses seems like conjuring the devil, but phages, which seem to be the most abundant viruses, tell us a completely different story with their "oceanic abundance". How can we be affected by viruses without being infected, in things like climate or ecology? How can phages help against disease?

The vast majority of viruses on Earth do not make us sick. Most infect bacteria, which are the most abundant type of host. The viruses in our bodies that infect our microbiome may regulate their balance, keeping us healthy. We might be able to harness these bacteria-infecting viruses as medicine--using them to treat infections that resist antibiotics.

3.- Viruses can multiply within cells, but they can also remain hidden and latent in them, being activated only by environmental change. And in the end some stay and pass on to the next generation of their host. To what extent is it estimated that our DNA and that of other living things are made up of viruses that once infected our ancestors?

Scientists estimate that about eight percent of our genome has an origin in a type of virus called a retrovirus--a group that today includes HIV and other viruses. They have invaded our genomes for tens of millions of years and made new copies. Our genomes have harnessed pieces of their viral genes for our own benefit. Viral proteins are an essential ingredient of placentas, for example, and our cells use other viral proteins to fight off invading viruses. We have even harnessed the on-off genetic switches that viruses use to make their own proteins in order to regulate our own genes. We are very much part virus. 

4.- Some viruses have been linked to some types of cancer, but they may also be involved in other diseases of unknown etiology to date. Isn't that the line that separates the origin of infectious diseases from chronic ones very thin, as thin as a strand of DNA or RNA? 

It came as a big surprise in the mid-1900s that some forms of cancer are caused by viruses. But that discovery has led to cancer vaccines--specifically, vaccines for cervical cancer caused by papillomaviruses. If enough people receive this vaccine, we could literally eradicate a cancer--one that kills 300,000 women a year. It's likely that viruses play roles in many other diseases. It's possible that a viral infection may be able to trigger autoimmune reactions that can lead to conditions such as type I diabetes.

 

5.- The adaptive immune system has been our best defender against pathogenic viruses. But it is also prone to "friendly fire". As you argue in your book: maybe we need some not-so-virulent viruses for our immune systems to develop as a well-organized and disciplined army. Isn't it?

We have evolved in an intimate association with bacteria and viruses for millions of years. While some of these microbes are enemies, others are "old friends." Eradicating too many microbes from our bodies may end up doing more harm than good if it disrupts our immune systems.

 

6.- Vaccines have been the best formula to stop pathogenic viruses. Why do you think there is so much controversy about them?

Some people would rather believe that there is a global conspiracy than learn about the insights that science has given about viruses and how to fight them. Why this is the case is a matter of psychology, not virology.

 

7.- What are you working on now? What science books and research projects do you have in progress?

I am finishing a book called Life's Edge, in which I look at how scientists have tried and failed to draw boundaries to divide living and non-living things. Viruses will definitely make an appearance!

A la izquierda un fago, no muy famoso pero sí muy representativo. A la derecha un coronavirus, muy famoso, pero poco representativo.

En castellano:

 1.- Aunque los virus no estén vivos, donde hay vida hay virus, las fronteras entre los seres vivos y los no vivos son borrosas ¿Qué nos dice esto sobre el origen y la evolución de los virus y la vida?

Muchos virus podrían haberse originado a partir de genes de sus anfitriones. Las mutaciones acaso les habrían permitido liberarse e infectar a otras células. Pero algunos virus puede que hayan estado presentes en el origen mismo de la vida, como genes parásitos que explotaran a otros genes para su propia replicación. Sospecho que los virus han sido parte de la vida desde que ha habido vida.  

 

2.- En estos tiempos de pandemia, hablar de virus parece como conjurar al demonio, pero los fagos, que parecen ser los virus más abundantes, nos cuentan una historia completamente diferente con su "abundancia oceánica". ¿Cómo podemos ser afectados por los virus sin estar infectados, en cuestiones como el clima o la ecología? ¿Cómo pueden ayudarnos los fagos contra las enfermedades?

La inmensa mayoría de los virus de la Tierra no nos provocan enfermedades. Prácticamente todos infectan a las bacterias, pues son el tipo de hospedador más abundante. Los virus que en nuestros cuerpos infectan a nuestro microbioma podrían estar regulando su equilibrio y manteniéndonos con ello más saludables, y nosotros podríamos aprovechar estos virus que infectan a las bacterias como medicina - utilizándolos para tratar las infecciones resistentes a los antibióticos.

3.- Los virus pueden multiplicarse dentro de las células, pero también pueden permanecer ocultos y latentes en ellas, siendo activados sólo por un cambio ambiental. Y al final, algunos se quedan y pasan a la próxima generación de su anfitrión. ¿En qué medida se estima que nuestro ADN y el de otros seres vivos están formados por virus que una vez infectaron a nuestros antepasados?

Los científicos estiman que alrededor del ocho por ciento de nuestro genoma tiene su origen en un tipo de virus llamado retrovirus - un grupo que hoy incluye el VIH entre otros virus. Han invadido nuestros genomas durante decenas de millones de años haciendo nuevas copias de sí mismos. Nuestros genomas han sacado provecho de fragmentos de sus genes virales para nuestro propio beneficio. Las proteínas virales son un ingrediente esencial en el desarrollo de las placentas, por ejemplo, y nuestras células hacen uso de otras proteínas virales para combatir virus invasores. Incluso nos hemos aprovechado de los interruptores genéticos de encendido y apagado que los virus usan para fabricar sus propias proteínas para regular nuestros propios genes. Somos, en gran parte, virus.

4.- Algunos virus se han vinculado con ciertos tipos de cáncer, pero también podría haber virus involucrados en otras enfermedades de etiología desconocida hasta la fecha. ¿No será la línea que separa el origen de las enfermedades infecciosas y el de las crónicas muy delgada, tan fina como una cadena de ADN o ARN? 

Constituyó una gran sorpresa a mediados del siglo XX la constatación de que algunas formas de cáncer fueran causadas por virus. Pero gracias a ese descubrimiento ha sido posible crear vacunas contra el cáncer -específicamente las vacunas para el cáncer cervical, que es causado por los papilomavirus. Si recibieran esta vacuna las suficientes personas, nos sería posible literalmente erradicar un cáncer -uno que mata 300.000 mujeres al año. Es probable que los virus jueguen algún papel en muchas otras enfermedades. Es posible, por ejemplo, que una infección viral pueda desencadenar reacciones autoinmunes que pudieran acabar en afecciones como la diabetes tipo I.

5.- El sistema inmunitario adaptativo ha sido nuestro mejor defensor contra los virus patógenos. Pero también es propenso al "fuego amigo". Como argumentas en tu libro, tal vez necesitamos algunos virus no tan virulentos para que nuestro sistema inmunológico se desarrolle como un ejército bien organizado y disciplinado. ¿No es así?

Hemos evolucionado en una asociación íntima con las bacterias y los virus durante millones de años. Mientras que algunos de estos microbios pueden ser enemigos, otros lo que son es "viejos amigos". Erradicando demasiados microbios de nuestros cuerpos podríamos terminar haciendo más mal que bien, si con ello alterásemos nuestro sistema inmunológico.

6.- Las vacunas han sido la mejor fórmula para detener los virus patógenos. ¿Por qué crees que hay tanta controversia en torno a ellas?

Algunas personas sin duda preferirían creer que existe una conspiración global antes que aprender algo sobre las ideas que la ciencia ha aportado sobre los virus y cómo combatirlos. El por qué esto es así atañe más al campo de la psicología que al de la virología.

7.- ¿En qué estás trabajando ahora? ¿Qué libros de ciencia y proyectos de investigación tienes en marcha?

Estoy terminando un libro titulado Life's Edge (los límites de la vida), en el cual reviso cómo los científicos han intentado sin éxito establecer límites para dividir los seres vivos de la materia no viva. ¡Definitivamente los virus aparecerán en él!