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El ébola no mata, solo deja que otros maten

Si han seguido los artículos anteriores publicados aquí sobre el ébola y su primo asturiano, el lloviu, recordarán que dejé colgada una pregunta: ¿cómo mata el ébola? Mientras las maquinarias de los centros públicos de investigación y las compañías biotecnológicas trabajan a pleno gas para preparar un repertorio de fármacos y vacunas con los que salir al paso de la próxima epidemia de ébola (que llegará, no lo duden), aún seguimos sin comprender lo fundamental: por qué el ébola es tan agresivo con el organismo humano mientras que una variante suya muy parecida, el reston, apenas nos causa molestias. Y sobre el lloviu, solo tenemos una gran X.

El virus del Ébola, en una imagen coloreada de microscopía electrónica. Imagen de NIAID / Wikipedia.

El virus del Ébola, en una imagen coloreada de microscopía electrónica. Imagen de NIAID / Wikipedia.

El Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) pronto reveló sus armas. Desde el principio se supo que era un virus linfotrópico, es decir, que infectaba a los linfocitos, y al neutralizar el sistema inmunitario específico permite que otros microorganismos patógenos se adueñen del organismo. En el sida no es el VIH el que mata; el virus se limita a desarbolar la inmunidad para que las infecciones oportunistas se encarguen de acabar el trabajo.

Por otra parte, sabemos que algunos de los síntomas asociados a infecciones virales no están provocadas por el patógeno, sino por nosotros mismos. La fiebre, por ejemplo, es una respuesta de nuestro propio organismo, que sirve para combatir el virus y al mismo tiempo nos alerta de que algo no va bien.

¿Qué hay del ébola? Parece bien establecido que el virus del ébola entra en las células a través de una cerradura en la superficie celular llamada NPC1, una proteína cuya función normal es participar en el tráfico interno del colesterol (aunque existe posiblemente una segunda vía de entrada, otra proteína llamada TIM-1 o HAVCR1). NPC1 existe en casi todos los tejidos humanos, lo que en principio convierte a la mayor parte de las células en posibles dianas del virus. Una vez que el ébola ha entrado, hace lo que todos los virus: hackea la maquinaria celular para reproducirse y fabricar nuevas copias de sí mismo, lo que resulta en la muerte de la célula.

¿Es esto suficiente para explicar los devastadores efectos del virus? Podría parecer que sí. Pero no olvidemos que, mientras ocurre todo esto, el organismo no asiste pasivo a su destrucción, sino que pone en marcha una potente respuesta inmunitaria. Sabemos que el ébola neutraliza algunos de estos procesos; ya he contado aquí que en los humanos derriba la primera línea de defensa, la respuesta innata, y además afecta gravemente a varios tipos de células de la respuesta específica, lo que deja al sistema inmune en cuadro. Pero sabemos que el VIH destruye el ejército inmunitario y, sin embargo, las infecciones asociadas al sida tardan varios años en provocar el colapso del organismo.

Paradójicamente, y a pesar de que el ébola se considera un virus inmunosupresor, al mismo tiempo es capaz de disparar una potente respuesta inmunitaria, que continúa activa incluso cuando el virus ya ha desaparecido en los pacientes que logran curarse. Cuando las células muertas descargan su contenido, y las células encargadas de regular la respuesta inmunitaria se ven incapaces de contenerla, ocurre algo llamado tormenta de citoquinas: se produce una sobreactivación del sistema inmune que comienza a desestabilizar todo el sistema. Uno de los síntomas de la tormenta de citoquinas es que los vasos sanguíneos se hacen más permeables, lo que provoca hemorragias internas y externas; la presión sanguínea se desploma, el oxígeno no llega a los tejidos y se produce un fallo multiorgánico que lleva a la muerte.

Este cuadro tiene un nombre: choque séptico.

Si el ébola mata por un choque séptico causado por la tormenta de citoquinas, la conclusión es que el paciente muere debido sobre todo a la propia agresión del organismo, más que a la destrucción causada por el propio virus. La relación entre ébola y sepsis parece ya bien establecida, y algunos expertos sugieren que el tratamiento intensivo del choque séptico podría ayudar a combatir el progreso de la enfermedad (como aquí, aquí, aquí o aquí).

Pero tal vez esto tampoco sea todo. Hay casos descritos en los que la enfermedad del ébola se ha complicado con una sepsis provocada por bacterias (como este). Las infecciones por bacterias y hongos son típicas causas de choque séptico. En los pacientes de ébola, la permeabilidad de los vasos sanguíneos inducida por la tormenta de citoquinas puede permitir el paso a la sangre de bacterias que normalmente se encuentran en nuestras superficies expuestas o en nuestro intestino, donde no causan daño; pero si colonizan el organismo, pueden matarnos.

En resumen: al menos en algunos casos, la infección por el ébola puede abrir la vía a otra infección secundaria por bacterias, y esta podría ser una causa adicional del desastre que lleva al paciente al fallo multiorgánico y a la muerte.

Este puede ser un factor clave en la enfermedad del ébola, más importante de lo que hasta ahora podía sospecharse. Así se deduce de un estudio elaborado por la compañía bioinformática española Era7, con sede en Granada. Los investigadores han analizado las secuencias genéticas publicadas a partir de 99 muestras de suero de pacientes afectados por ébola, y han encontrado firmas genéticas bacterianas absolutamente en todas ellas, las 99; todos los pacientes tenían su sangre invadida por bacterias.

Los perfiles genéticos bacterianos hallados por Era7 en las muestras de los pacientes incluyen tipos comunes en los humanos como estreptococos, estafilococos, seudomonas, clostridios, bacilos o proteobacterias. Y curiosamente, en muchos casos se trata de especies no cultivadas, motivo por el cual algunos tests de infección bacteriana en pacientes de ébola podrían no haber detectado nada.

El estudio incluye otros indicios muy interesantes; por ejemplo, en algunos casos parece que el progreso de la enfermedad se relaciona más con la gravedad de la invasión bacteriana que con la carga viral del propio ébola. Los autores sugieren que esta infección secundaria podría tener un peso insospechado hasta ahora en la enfermedad. Y de ser así, abriría una nueva vía para el tratamiento del ébola, ya que contra las bacterias sí disponemos de buenas armas: los antibióticos.

Los resultados de Era7 aún son preliminares, y deberían completarse con controles adecuados que excluyan la posibilidad de contaminación de las muestras. Por el momento, un primer borrador del estudio está disponible en la web de prepublicaciones bioRxiv. Si los resultados se confirman, podrían representar un avance significativo en el conocimiento de la enfermedad del ébola y una pista muy prometedora para diseñar nuevos protocolos de tratamiento.

Los murciélagos, superinmunes al ébola (¿y al lloviu?)

Esta semana escribía aquí sobre el lloviu, un primo cercano del ébola descubierto en cadáveres de murciélagos en una cueva asturiana. Contaba también la paradoja de cómo dos virus tan similares parecen afectar a especies distintas de manera muy diferente: el ébola nos mata pero es inocuo para los murciélagos, mientras que la hipótesis sobre el lloviu (todavía sin ninguna prueba) es que podría aniquilar a estos últimos.

El zorro volador negro, 'Pteropus alecto'. Imagen de Wikipedia.

El zorro volador negro, ‘Pteropus alecto’. Imagen de Wikipedia.

Sobre sus posibles efectos en humanos aún no se conoce absolutamente nada, salvo la ausencia de casos autóctonos de fiebre hemorrágica en España (sin que la ausencia de prueba sea prueba de ausencia). Es decir, que en España, Portugal y Francia, países donde se hallaron los miles de murciélagos muertos que motivaron el hallazgo del lloviu, no se sabe de nadie que haya enfermado gravemente después de visitar una cueva.

Muy oportunamente, esta misma semana la revista PNAS ha publicado un estudio que podría resolver esta paradoja y ayudarnos a comprender por qué los murciélagos son inmunes al ébola y a otro centenar de virus que transportan sin inmutarse, muchos de los cuales son letales para nosotros. Y de paso, este avance abre una nueva vía de estudio de los posibles efectos del lloviu.

Debo comenzar explicándoles qué es el interferón. Sin duda han oído hablar de que nuestro sistema inmunitario reacciona específicamente contra los patógenos que nos invaden, y guarda memoria de la identidad de estos atacantes. En esto se basa la eficacia de las vacunas: el organismo recuerda agresiones pasadas y mantiene un arsenal de reserva preparado y adaptado para responder de nuevo contra esos invasores si se les ocurre volver a aparecer.

Pero por delante de esta inmunidad específica, existe una primera línea de defensa llamada respuesta inmune innata. Esta es la fuerza de intervención rápida, la que se dispara de forma inmediata a una infección y que no es específica ni adaptada al patógeno concreto. Entre los mecanismos de este sistema innato se encuentra un grupo de moléculas llamadas interferones, cuya función es dar la señal de alarma y poner en marcha otra serie de respuestas, incluyendo las específicas.

Hay tres tipos de interferones, I, II y III, que a su vez tienen subtipos: los humanos tenemos cinco de tipo I, designados con las letras griegas alfa, beta, épsilon, kappa y omega. Y a su vez, tenemos hasta 12 o 13 interferones alfa; todo ello suma, que conozcamos hasta ahora, una veintena larga de interferones humanos.

Sin embargo, los murciélagos solo tienen tres interferones alfa, más o menos la cuarta parte que nosotros. De hecho, es el mamífero conocido hoy con menos variedad de interferones. Esto es lo primero que revela el nuevo estudio, en el que un grupo de investigadores de Australia y Singapur ha analizado el repertorio de interferones del zorro volador negro (Pteropus alecto), un murciélago frugívoro australiano.

Lo segundo que hemos sabido gracias al estudio es que estos tres interferones alfa de los murciélagos están activos siempre, haya o no infección, a diferencia de lo que ocurre en otras especies. Estos animales están en un continuo estado de guerra contra los virus. Y según los autores del estudio, esta superinmunidad podría ser la causa de que los murciélagos sean capaces de llevar dentro de sí virus peligrosos como el ébola sin sucumbir a ellos, manteniéndolos siempre a raya mediante comandos de interferón siempre desplegados sobre el terreno.

Hasta aquí, todo suena perfecto. Pero mi reacción al leer los resultados de este estudio fue de sorpresa, ya que precisamente el trabajo que comenté esta semana sobre el lloviu afirmaba que las proteínas de este virus y del ébola bloqueaban el interferón alfa en las células de murciélago. De hecho, sus autores escribían que «las proteínas VP35 del ébola y el marburgo inhiben la producción de interferón alfa/beta» y que «la VP35 del lloviu bloquea la producción de interferón alfa/beta».

¿Dos estudios contradictorios? La solución llegó al releerme más detenidamente el primer trabajo. Los investigadores del Hospital Monte Sinaí de Nueva York dieron por hecho que la vía del interferón alfa estaba bloqueada porque las proteínas de los virus inhibían ciertos procesos que controlan la producción de este mediador inmunitario y otros que a su vez están controlados por él. Además, confirmaron que la infección anulaba la fabricación de interferón beta. Pero en cambio, no analizaron directamente la producción de interferón alfa, y por este pequeño agujero en el diseño experimental se les ha colado un error de bulto que no invalida sus experimentos, pero sí una de las conclusiones que extraen de ellos.

La codirectora del nuevo estudio, Michelle Baker, del CSIRO (el CSIC australiano), me confirma que esta es la explicación de la aparente discrepancia: los investigadores del Monte Sinaí «no incluyen datos que muestren la expresión de interferón alfa», señala. Y en cuanto a los procesos controlados por este mediador, «solo atendieron a uno, y hay muchos otros que también podrían revelar pruebas de la actividad del interferón alfa».

Baker resume: «Nuestros datos indican que al menos uno de los interferones alfa de P. alecto puede estar regulado de forma diferente que en otras especies». Así, esta podría ser la causa de que los murciélagos sean resistentes al ébola y a otros muchos virus que transmiten. Pero ¿qué ocurre con el lloviu? El virus se halló en cadáveres de murciélagos sin signos de ninguna otra anomalía que justificara sus muertes. Pero lo cierto es que tampoco se ha demostrado una relación, y Baker se aferra a este hecho: «Dado que solo se obtuvieron secuencias virales, y no se ha aislado el virus de los murciélagos muertos en España, solo podemos especular que el virus fuera la causa».

El siguiente paso sería entonces estudiar cómo afectan las proteínas del lloviu a la producción de interferón alfa en células de murciélago. Si el virus fuera capaz de tumbar la defensa innata de estos animales, apoyaría la posibilidad de que el lloviu fuera la causa de las muertes masivas. Pero aunque es arriesgado especular, sería raro que un virus tan similar al ébola lograra algo que el propio ébola no consigue. Y si el efecto de ambos sobre el interferón alfa de los murciélagos fuera el mismo, seguiríamos a oscuras sobre la relación entre el lloviu y las muertes.

Pero ¿y si…? Suponiendo que así fuera, y que el lloviu lograra desarticular la primera línea de defensa de los murciélagos, y que esta fuera la causa de las muertes, entonces estaríamos ante un supervirus más potente que el ébola, el coronavirus MERS o el hendra. Y desde luego, de un virus que matase a los murciélagos (y del que se sabe que infecta células humanas) no sería lógico esperar nada bueno. ¿Algún voluntario para mirar qué le pasa al interferón de los murciélagos con las proteínas del lloviu?

El lloviu asturiano se parece cada vez más al ébola

En 2003 tres biólogos españoles publicaron un artículo dando cuenta del extraño hallazgo de miles de cadáveres de murciélagos en cuevas de España, Portugal y Francia. Esta repentina oleada de mortandad alertó a las autoridades españolas, que decidieron encargar una investigación dirigida por el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), laboratorio de referencia en enfermedades animales transmisibles a los humanos, o zoonosis.

Un murciélago de cueva 'Miniopterus schreibersii', especie en la que se descubrió el virus de Lloviu. Imagen de Wikipedia.

Un murciélago de cueva ‘Miniopterus schreibersii’, especie en la que se descubrió el virus de Lloviu. Imagen de Wikipedia.

Las pruebas de rabia resultaron negativas. Pero cuando dos años más tarde se descubrió que los murciélagos actúan como reservorio del virus del Ébola (es decir, que sufren la infección sin verse afectados por ella, sirviendo como almacenes y distribuidores del virus), el entonces jefe del laboratorio competente del ISCIII, Antonio Tenorio, tuvo la luminosa inspiración de comparar el material genético extraído de los cadáveres de murciélagos de la cueva asturiana de Lloviu con las secuencias del virus. Y el resultado fue escalofriante: los murciélagos contenían algo que, en la parte analizada, era idéntico en un 75% al ébola. Según la clasificación actualizada en 2010 de la familia de los filovirus, un virus es ébola si se parece en más de un 50% a él.

Dado que España no cuenta con ninguna instalación de experimentación aprobada para manipular patógenos humanos que requieran un nivel de contención biológica 4, o NCB4 (perdónenme el circunloquio, pero es que es de risa que en los peores momentos de la crisis del ébola se liara en ciertos medios y blogs un tiquismiquismo terminológico sobre si tenemos NCB3+ que son casi-4 o que pueden funcionar como 4 según ciertos estándares pero no otros; aquí no hay laboratorios donde esté permitido trabajar con ébola, y punto), los científicos del ISCIII se aliaron con instituciones de EEUU para estudiar más a fondo lo que llevaban aquellos murciélagos.

El resultado, publicado en 2011, reveló que el virus era justo un pelo por encima del 50% diferente al ébola, más parecido a este que su primo más cercano conocido hasta entonces, el marburgo. Es decir, lo suficientemente distinto como para ponerle otro nombre, pero lo más parecido al ébola que se había descubierto jamás.

Así nació el virus de Lloviu, o LLOV. Actualmente la familia del ébola, los filovirus, se divide en tres géneros: Ebolavirus, con cinco especies (Zaire, Reston, Bundibugyo, Sudán y Taï Forest), Marburgvirus, con una especie y dos tipos (Marburg y Ravn), y Cuevavirus, con el asturiano como único representante.

A estas alturas, y para evitar que a ustedes se les erice el vello, debo aclarar que tanto la cueva de Lloviu como otras en las que se hallaron murciélagos muertos en España, Portugal y Francia están abiertas al público y son regularmente visitadas; y en ninguno de los tres países se conoce ningún caso de fiebre hemorrágica con posterioridad a la visita a uno de estos lugares. Aunque también conviene subrayar que tocar el cadáver de un murciélago (o para el caso, cualquier otro cadáver) nunca es una buena idea. Pero por responder a las preguntas que tal vez les estén surgiendo:

¿Causó el virus de Lloviu las muertes de los murciélagos? No se sabe.

¿Podría el lloviu causar alguna enfermedad en humanos? No se sabe.

¿Todos los parientes del ébola son igualmente fatales para los humanos? Esto sí se sabe, y la respuesta es que no.

Esto último es realmente peculiar, y da idea de lo mucho que se desconoce todavía sobre cómo el ébola y otros filovirus provocan una catástrofe en el organismo. De los cinco ebolavirus conocidos, cuatro de ellos causan fiebre hemorrágica en humanos. El quinto, el virus de Reston, parece ser completamente inofensivo para nosotros, mientras que es letal para los primates no humanos. Y sin embargo los dos marburgvirus conocidos, marburgo y ravn, más diferentes del ébola que el reston, son incluso más mortales para humanos y monos que el propio ébola. Y al menos varios de estos virus infectan a los murciélagos sin provocarles ningún síntoma aparente. ¿Por qué todo esto?

Hay una respuesta larga y otra corta. La corta: no se sabe.

Sobre cómo el ébola mata ya hablaré otro día; hay indicios interesantes, que sin embargo aún no acaban de explicar de forma clara y cristalina por qué este virus es capaz de descomponernos por dentro mientras que otros muy similares no llegan ni a despeinarnos (una pista: no es el virus). Pero de momento, lo único que los científicos pueden hacer para estudiar hasta qué punto el lloviu podría representar una amenaza para nosotros es investigarlo en el laboratorio.

El problema es que aún nadie ha logrado aislar el lloviu para infectar células en cultivo o animales de experimentación. De hecho, y a pesar de que la existencia del virus se conoce ya desde hace cinco años, aún apenas se ha publicado una docena de estudios. Por ello, lo único que ahora puede hacerse es fabricar partes sueltas del virus, a partir de su secuencia genética conocida, y analizar hasta qué punto lo que hacen estas partes sueltas en cultivos celulares se parece a lo que hace el ébola.

Y hasta ahora, esa similitud es total. Como ya conté aquí, parece que el lloviu es capaz de infectar células de humanos y monos por el mismo proceso que el ébola. Ahora el último estudio sobre el virus asturiano, publicado en la revista Virology por dos investigadores de la Facultad de Medicina del Hospital Monte Sinaí de Nueva York, revela un nuevo parecido entre ambos. Ya se sabía que tanto el ébola como su primo el marburgo cortan una serie de respuestas inmunitarias antivirales, lo que facilita su invasión del organismo. Sin embargo, estos dos patógenos humanos utilizan estrategias ligeramente diferentes para hacerlo.

Los científicos del Monte Sinaí han estudiado si el lloviu provoca este tipo de bloqueo inmunitario en células humanas y de murciélago en cultivo (dado que el lloviu aún no ha podido aislarse, lo han hecho empleando otro virus al que disfrazan con las proteínas del asturiano). Y el resultado es que sí, lo hace, y que lo hace como el ébola, no como el marburgo. Es decir, que una presunta infección por lloviu en un ser humano atacaría el sistema inmune del mismo modo que lo hace el ébola.

¿Es este un nuevo indicio de que el lloviu podría provocar en humanos una enfermedad similar a la del ébola? Pues lo cierto es que no, y estos últimos resultados no hacen sino enturbiar aún más nuestra comprensión de cómo actúa el ébola. La clave está en lo siguiente: los investigadores han descubierto que el bloqueo inmunitario provocado por el ébola en células humanas también ocurre del mismo modo en células de murciélago, algo que no se sabía hasta ahora. Sin embargo, se supone que estos mamíferos pasan la infección por el ébola sin síntomas graves. Y aunque aún se trata de una conjetura, se presume que el lloviu mata a los murciélagos. O sea, que dos virus capaces de actuar de manera idéntica en dos especies diferentes afectan a ambas de forma muy distinta. ¿Por qué? Ya lo han adivinado: no se sabe.

En resumen y como conclusión del estudio, hay algo que sí puede afirmarse: que la respuesta inmunitaria humana no sería un obstáculo para la infección por lloviu, como no lo es en el caso del ébola. Pero también que esta respuesta no es la responsable de que los murciélagos sean inmunes al ébola, ya que estos animales sufren el mismo bloqueo inmunitario que los humanos. Así que, como escriben los investigadores en su estudio, «aún no se puede determinar si el lloviu supondría una amenaza para los humanos».