Los virus más grandes del mundo

04/04/2015 1 comentario
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Mimivirus, Megavirus, Pandoravirus, Pitovirus: nuevos retos sobre la definición, origen y evolución de los virus

En 1992 durante un brote de neumonía en el hospital de Bradford en Reino Unido, se tomaron muestras de agua del sistema de aire acondicionado. Se buscaba la bacteria Legionella, que causa neumonías y que vive dentro de las amebas que se multiplican en estos sistemas de refrigeración. Dentro de las amebas, se observó al microscopio óptico lo que entonces se describió como una pequeña bacteria con forma redondeada que se teñía como las bacterias Gram positivas (un tipo de tinción que permite diferenciar las bacterias en Gram positivas y Gram negativas). Se le denominó el "coco de Bradford" (las bacterias con forma redondeada se denominan cocos). Se intentó aislar la bacteria y amplificar su ADN, y se añadieron antibióticos a las amebas para inhibir el crecimiento del microorganismo, pero nada funcionaba. El "coco de Bradford" era una bacteria "muy rara".

Más de diez años después, en 2003, se logró descubrir qué era en realidad el "coco de Bradford". Se trataba de un nuevo tipo de virus muy peculiar: los Mimivirus (1). Se denominaron así porque se confundieron con bacterias debido a su tamaño y a que "imitaban" (del inglés mimicking microbe) la tinción Gram positiva. El genoma de estos Mimivirus era el mayor genoma viral conocido, hasta este momento. Tenía genes no encontrados en ningún otro virus y que hasta entonces se creía exclusivo de organismos celulares.

Desde entonces se han ido encontrando otros virus gigantes similares, como el Megavirus chilensis, que también se replica en el interior de las amebas y que se descubrió en 2011 durante una campaña en la estación marina de Las Cruces en Chile. Estos Mimivirus son realmente grandes. Tienen un tamaño de alrededor de 0,7 micras, un genoma de 1,2 millones de pares de bases con unos 1120 genes, aproximadamente. Para que te hagas una idea el virus de la gripe tiene un tamaño menor de 0,1 micras y un genoma con unas 14.000 pares de bases que codifica solo 10 proteínas. Los Mimivirus son más grandes que las bacterias mas pequeñas. Por ejemplo, Mycoplasma genitalium es una de las bacterias de vida independiente más pequeñas, mide menos de 0,5 micras y tiene un genoma de unos 580.000 pares de bases con 525 genes, prácticamente la mitad que los Mimivirus.

Mimivirus

La morfología de los Mimivirus es muy diferente a la de otros virus. Tienen una estructura pentagonal característica rodeada de una capa de finas fibras proteicas. Fuente: referencia 2.

La mayoría de los Mimivirus descritos se han aislado del interior de la ameba Acanthamoeba polyphaga. También se han descrito en esponjas y corales y un tipo de virus gigante, el Cafeteriavirus, se ha aislado de un flagelado unicelular del zooplancton marino. Por eso, se sugiere que los Mimivirus pueden jugar un papel importante en los ecosistemas acuáticos.

Replicación mimivirus

Replicación de los Mimivirus en el interior de la ameba Acanthamoeba polyphaga. A la derecha imágenes de microscopia electrónica del virus en distintas etapas de su ciclo de replicación intracelular. Fuente: referencia 2.

Diez años después del descubrimiento de los Mimivirus, en 2013, se describió otro nuevo tipo de virus gigantes, los Pandoravirus (3). Como los anteriores, también se multiplican dentro de la ameba Acanthamoeba. Se han aislado en muestras de sitios tan alejados como Chile y Australia. Son incluso más grandes que los Mimivirus, pueden tener hasta 1,2 micras, con genomas de más de 2,8 millones de pares de bases y más de 2500 genes. La estructura de los Pandoravirus sin embargo es muy diferente a la de los Mimivirus, y los análisis genéticos demuestran que no están emparejados.

Pandoravirus

Los Pandoravirus tiene forma de ánfora ovalada, rodeados por una envoltura compuesta por varias capas de un grosor de unos 70 nm que dejan un abertura a modo de canal. Fuente: referencia 3.

Recientemente, en 2014 a partir de muestras congeladas a 30 metros de profundidad en el permafrost de Siberia, se aisló un tercer tipo de virus gigante diferente a los anteriores que se denominó Pithovirus sibericum (4). Las muestras fueron datadas con más de 30.000 años de antigüedad. Probablemente este sea el virus más grande hasta ahora conocido con 1,5 micras de tamaño (¡que para un virus es una enormidad!). Sin embargo, sorprendentemente aunque su tamaño es mayor que el de los Mimivirus y Pandoravirus, su genoma es más pequeño, con unos 610.000 pares de bases y tan "solo" 467 genes. Su morfología es más parecida a los Pandoravirus, pero genéticamente son más similares a los Mimivirus.

Pithovirus

Estructura de Pithovirus sibericum. Fuente: referencia 4.

Mimivirus, Megavirus, Pandoravirus, Pithovirus, el descubrimiento de los virus gigantes parásitos intracelulares de amebas y otros organismos unicelulares, ha abierto un debate sobre la definición, origen y evolución de los virus. Algunos piensan que estos virus son en realidad "ladrones de genes" que han adquirido todo su enorme arsenal genético por transferencia horizontal de otros virus y organismos celulares. Quizá hayan podido evolucionar a partir de un genoma celular ancestral mediante un proceso de evolución reductiva, frecuente en otros microorganismos parásitos intracelulares.

Otro autores sugiere incluso que estos virus gigantes tiene un ancestro común y representan un cuarto dominio entre los seres vivos, además de Bacterias, Arqueas y Eucariotas. Por eso, han propuesto agruparlos todos en un nuevo orden, los Megavirales.

Aunque, se ha descrito un caso humano de un paciente con neumonía al que se le aisló un Mimivirus, no sabemos realmente si son infecciosos y pueden llegar a causar alguna enfermedad en animales o humanos. Por eso, se sigue investigando el papel de estos virus gigantes en enfermedades humanas.

Los virus gigantes no es algo anecdótico, cada vez vamos descubriendo que son más diversos de lo que se pensaba en un principio. Es muy probable que aparezcan más virus de este tipo y seguro que en los próximos años oímos hablar más de estos virus gigantes que en su día se confundieron con bacterias, los "cocos de Bradford".

 

 

(1) A Giant Virus in Amoebae. La Scola B, et al. 2003. Science. 299 (5615): 2033. doi: 10.1126/science.1081867

(2) Acanthamoeba polyphaga mimivirus and other giant viruses: an open field to outstanding discoveries. Abrahão JS, et al. 2014. Virol J. 11: 120. doi: 10.1186/1743-422X-11-120

(3) Pandoraviruses: amoeba viruses with genomes up to 2.5 Mb reaching that of parasitic eukaryotes. Philippe N, et al. 2013. Science. 341 (6143): 281-286. doi: 10.1126/science.1239181

(4) Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology. Legendre M, et al. 2014. PNAS. 111 (11): 4274–4279. doi: 10.1073/pnas.1320670111