¿Podemos predecir la evolución del virus?

The gripe, el síndrome de inmunodeficiencia adquirido (SIDA), the fiebres hemorrágicas causadas por el virus del Ébola y la covid-19 tienen algo en común: son enfermedades causadas por virus de ARN. Todas ellas, independientemente de la gravedad de sus síntomas, tiene una gran dificultad para ser erradicadas. Este hecho está extremadamente relacionado con la gran capacidad evolutiva del virus que las causan.

De ahí si deduce que cualquier estrategia efectiva frente a los virus de ARN debe sostenerse en cuenta este factor evolutivo. Pero, ¿es posible predecir cómo cambiarán los virus?

La gran diversidad genetica viral

Todos nos hemos acostumbrado a escuchar que los virus de ARN evolucionan muy rápido. Por eso hablamos con total naturalidad de variantes y subvariantes. Sin embargo, nos cuesta hacernos a la idea de que, cuando contraemos la gripe o la covid-19, en realidad nuestro cuerpo contiene una cantidad inimaginable de virus (que puede ser del orden de 10¹²) que suelen presentar diferencias en sus genomas. Dicho de otro modo: nunca nos infecta una sola variante o subvariante.

Podemos visualizar el genoma de un virus de ARN como una cadena en la cual las letras A, C, U, G –que designan las cuatro unidades básicas o nucleótidos que componen esta molécula– se disponen siguiendo cierto orden. Ese orden contiene la información necesaria para producir nuevos virus trans infectar una célula. Sería algo similar al sentido que da a un texto el orden en que se suceden las sílabas y las palabras en él. Si alteramos ese orden se cambiará también su significado. A mi manera, cambiamos la secuencia de los nucleótidos en un genoma viral, es posible que surjan virus con nuevas capacidades.

Los genomas de los virus de ARN tiene un promedio longitudinal de 10 000 nucleótidos, por lo que, como mínimo en teoría, si puede alcanzar 4¹⁰⁰⁰⁰ virus distintos. Sin embargo, hay que tener en cuenta que no todas las Combinaciones de nucleótidos tienen sentido, ya que muchas de ellas no pueden producir virus viables, of the mystical way que hay mezclas de palabras que dan lugar a párrafos sin sentido.

Sí en el momento de sufrir una infección nos tomarán una muestra de tejido arreglado y la analizarán, en cada una de esas 10 000 letras que en promedio forman el genoma viral se observaría la que predomina en todo el conjunto de virus que existe en la muestra . Así obtenemos una secuencia, que podemos considerar la secuencia de “nuestro virus”, el que nos está haciendo daño en este momento. Pero eso, en realidad, corresponde a un promedio de millas de millones de secuencias distintivas.

Para colmo, esas secuencias están cambiando continuamente debido a que, previamente a la generación de un nuevo virus, en muy poco tiempo, todo el tiempo que se formarán en el genoma tienen que ser copiadas. En el proceso, es frecuente e inevitable que se produzcan errores: son las denominadas correspondientes.

¿Quién dirige la evolución del virus?

En el enorme conjunto de virus que componen las poblaciones virales, de vez en cuando surge alguno que funciona mejor que el resto y que, gracias a la acción de la selección natural, aumentará con frecuencia. Sin embargo, la evolución no es algo determinista y no siempre lo mejor es lo que se acaba imponiendo. Esto se debe a la evolución del entorno que va al azar.

Para empezar, la generación de afectados es un proceso aleatorio, el que quiere decir que las más ventajosas no siempre están disponibles. Además, no todos los individuos resultaron por un virus son iguales de exitosos a la hora de transmitirlo a otros, algo que en medida va a depender de sus contactos sociales.

Por último, el número de partes virales que se transmiten entre los individuos del pequeño. Esto significa que en cada evento de transmisión si produce un cuello de botella poblacional, en que la diversidad genética puede verse muy reducida.

Durante un proceso epidémico, la evolución viral supone la alternancia de millones y millones de células de botella poblacionales –- tantos como nuevas infecciones– seguidas de la posterior amplificación exponencial del virus en cada nuevo individuo determinado.

Es muy difícil integrar un nivel poblacional todo lo mencionado, lo que hace muy complicado predecir el sentido que tomará una epidemia. Los virus si se transmiten en un entorno completo en el que interaccionan muchas variables que no es posible controlar –unas debidas al propio virus y otras circunstancias ajenas a él–. Como consecuencia, establecer correlaciones entre el medio ambiente, la genética y los efectos de esos cambios no es tarea sencilla.

Buscando regularidades

Lo que sí podemos hacer los científicos es buscar regularmente en el comportamiento de los virus, de manera que nos sea más fácil aventurar cómo van a cambiar. Una de las que utilizamos para ello es la evolución experimental o, lo que es lo mismo, reducir la complejidad de las herramientas del mundo realizando ensayos en los que los virus se propagan en condiciones controladas en el laboratorio.

De esta manera, comparando el virus de partida con la resultante de su evolución en las condiciones analizadas, podemos aprender mucho sobre los factores que influyen en el proceso de su adaptación a los cambios ambientales.

Mediante esta aproximación se han estudiado temas tan importantes como la influencia en la evolución viral del número de partículas que inician cada infección, la relevancia de la frecuencia con que el virus se equivoca de copia sobre el genoma, la capacidad del virus aumentar el tiempo de conservación de la infecciosidad en el medio ambiente o los factores que determinan la aparición de mutantes resistentes a los tratamientos.

En ocasiones, los estudios no se realizan con virus patógenos, ya que su manejo tiene más restricciones que el de otros virus más inocuos. Aunque cada virus tiene sus particularidades, lo que se pretende es buscar algún tipo de patrón que sea generalizable a un mundo en el dominante es la falta de ciertas.

Así es la ciencia básica, una herramienta muy valiosa, pero cuyos resultados –en este caso el diseño de estrategias más efectivas frente a los virus– no siempre son evidentes ni inmediatos.

Es muy recomendable que nuestra urgencia por encontrar soluciones no nos haga olvidar que las aplicaciones no preceden al conocimiento, sino que siempre surgen tras él.