XII. LA EVOLUCI�N DE LOS VIRUS

XII. LA EVOLUCI�N DE LOS VIRUS

LOS VIRUS sufren cambios evolutivos al igual que los seres vivos. Los genomas virales est�n sujetos a la mutaci�n con la misma frecuencia com�n a todos los �cidos nucleicos, y cuando las condiciones favorecen a un mutante en particular, �ste es seleccionado, dando origen a una nueva cepa que paulatinamente substituye a la anterior. Hoy d�a existen dos opiniones predominantes en relaci�n con el origen de los virus. La primera opini�n considera que los virus se originaron a partir de c�lulas degeneradas que perdieron la capacidad para hacer vida libre. De acuerdo con la segunda opini�n, los virus se originaron a partir de fragmentos de �cido nucleico celular que escaparon de la c�lula original. La biolog�a molecular de los fagos y bacterias difiere en forma considerable de la de los virus de eucariotes y sus respectivas c�lulas hospederas, al grado de que no es posible propagar bacteri�fagos en c�lulas eucari�ticas o virus animales en bacterias. Esto sugiere que los fagos y los virus de eucariotes se originaron en forma independiente.
Los virus est�n exitosamente diseminados en los reinos animal y vegetal, al grado de que ning�n grupo de organismos conocidos hasta la fecha se encuentra libre de ser infectado por virus. La evoluci�n exitosa de cualquier par�sito requiere de la supervivencia de la especie hospedera. Un ejemplo interesante de esto lo constituye la evoluci�n del virus del sarampi�n, el cual s�lo infecta al ser humano y la infecci�n generalmente resulta en la adquisici�n de inmunidad permanente por parte del individuo infectado.
Se ha estudiado la frecuencia de la incidencia de sarampi�n entre los habitantes de diversas islas y se ha encontrado una buena correlaci�n entre el tama�o de la poblaci�n y el n�mero de casos de sarampi�n registrados en cada isla a lo largo del a�o. Se requiere una poblaci�n de cuando menos 500 000 individuos para proporcionar suficientes individuos susceptibles (reci�n nacidos) capaces de mantener la prevalencia del virus en la poblaci�n. En poblaciones menos numerosas el virus tiende a desaparecer, a menos de que sea reintroducido desde el exterior.
Desde el punto de vista geol�gico, el hombre es una especie muy reciente y solamente ha existido en poblaciones numerosas durante los �ltimos 8 000 o 10 000 a�os. Por lo tanto, se sospecha que el virus del sarampi�n no exist�a en su forma actual en �pocas cuando los n�cleos de poblaci�n humana eran todav�a muy peque�os. Bas�ndose en la similitud antig�nica entre el virus del sarampi�n y aquellos del moquillo canino y la ictericia febril del ganado, F. L. Black ha postulado que estos tres virus provienen de un antepasado com�n, el cual infectaba por igual a humanos, perros y ganado en �pocas prehist�ricas. El virus ancestral evolucion� hacia el actual virus del sarampi�n cuando los cambios en el comportamiento social del hombre dieron origen a poblaciones lo suficientemente grandes para mantener la prevalencia de la infecci�n. Este evento evolutivo debi� de haber ocurrido en los �ltimos 6 000 a�os, a partir del establecimiento de las primeras civilizaciones en Mesopotamia.
En el caso del virus de la influenza es posible distinguir tres diferentes tipos de acuerdo con la antigenicidad de sus nucleoprote�nas; estos tipos son: A, B y C. El virus tipo A es causante de epidemias mundiales (pandemias) de influenza.
Los virus de la influenza tipos A y B causan epidemias durante el invierno. El virus tipo C s�lo causa padecimientos respiratorios menores. La resistencia a la infecci�n depende de que el organismo susceptible haya sido expuesto previamente al virus infectante. Los ant�genos virales m�s importantes en relaci�n con la producci�n de inmunidad protectora son la hemaglutinina externa (HA) y la glicoprote�na neuraminidasa (NA). Los virus A y B de la influenza se encuentran en evoluci�n continua produciendo nuevos tipos de los ant�genos HA y NA; por lo tanto, resulta inefectiva la inmunidad previamente adquirida por el organismo.
A partir de 1932 se empezaron a aislar cepas del virus de la influenza tipo A. Cada nuevo aislado del virus ha sido probado serol�gicamente con antisueros capaces de neutralizar las otras cepas conocidas del virus A. Con el paso del tiempo se ha hecho evidente que las nuevas cepas aisladas difieren cada vez m�s en el nivel antig�nico de las primeras cepas aisladas. Actualmente ya no es posible aislar en la poblaci�n humana virus tipo A correspondientes a las cepas originales aisladas en 1932. Este fen�meno se conoce como deriva antig�nica y presupone que en forma natural se producen cepas de virus que presentan nuevos ant�genos; estos mutantes son seleccionados en forma natural de entre la poblaci�n de virus de la influenza. Experimentos in vitro, en los cuales el virus es propagado en cultivos de c�lulas en presencia de concentraciones de anticuerpos insuficientes para neutralizar la totalidad del virus inoculado, permiten obtener progenie viral que al ser transferida a otro cultivo celular en presencia de anticuerpos contra el virus de la cepa original demuestran que despu�s de siete transferencias en serie la progenie viral resultante difiere radicalmente en sus determinantes antig�nicos cuando se le compara con el virus del in�culo original. Se supone que esta evoluci�n in vitro es equivalente al proceso de selecci�n natural que ocurre por el repetido pasaje del virus de la influenza por el tracto respiratorio de diferentes individuos.
El an�lisis de cepas aisladas a lo largo de 40 a�os demuestra que la evoluci�n del virus de la influenza tipo A no depende exclusivamente de la deriva antig�nica sino tambi�n ocurre en saltos evolutivos que representan la casi misteriosa aparici�n de nuevas cepas denominadas subtipos, diferentes por completo en sus ant�genos HA y NA a las cepas prevalentes en los a�os previos inmediatos. Este fen�meno se conoce como cambio antig�nico y es caracter�stico del virus tipo A, mientras que el virus tipo B, como se ha visto, solamente evoluciona por deriva antig�nica.
Existe evidencia serol�gica de que en el pasado reciente el hombre ha sido infectado por subtipos del virus de la influenza que est�n emparentados con las cepas contempor�neas H2N2 y HbN2 que infectan al humano, y la cepa HswlNl que infecta al cerdo. La importancia de los subtipos virales es evidente cuando se considera la correlaci�n entre su aparici�n y la ocurrencia de pandemias de influenza. Algunas hip�tesis para explicar el origen del cambio antig�nico se basan en el hecho de que cepas del virus de la influenza de humanos pueden infectar a los animales, y diferentes subtipos del virus A tienen al cerdo, al caballo y a algunos tipos de p�jaros como hospederos naturales. El virus tipo B solamente infecta al ser humano; por lo tanto, existe una correlaci�n entre la ausencia de cepas de virus tipo B capaces de infectar especies animales y la falta de cambio antig�nico, lo que contribuye a explicar la ausencia de pandemias de influenza debidas al virus tipo B. La explicaci�n m�s sencilla para el fen�meno de cambio antig�nico consiste en que una cepa del virus capaz de infectar animales adquiere la capacidad para infectar al hombre. Esto explicar�a el hecho de que en la pandemia de influenza de 1957 se aisl� una cepa del virus que tiene ant�genos HA y NA totalmente diferentes a los de la cepa del virus m�s com�n en el a�o 1956. A mediados de los a�os setenta se aisl� en varias regiones de Estados Unidos el mismo subtipo de virus de la influenza a partir de cerdos y granjeros dedicados a la cr�a de cerdos; este hecho demostr� que realmente ocurre el intercambio de cepas de virus de la influenza entre diferentes especies animales. Sin embargo, no se produjo ninguna pandemia a pesar de que la poblaci�n humana carec�a de inmunidad contra el subtipo viral HswlNl caracter�stico del cerdo. Por lo tanto, se ha especulado que este subtipo del virus carece de la capacidad para ser transmitido directamente entre seres humanos.
Los indios americanos sufrieron un gran desastre demogr�fico en los a�os inmediatos posteriores al descubrimiento de Am�rica; este desastre ha sido generalmente atribuido a la introducci�n de la viruela en el Nuevo Mundo. Sin embargo, la viruela no fue introducida en Santo Domingo sino hasta 1518, o sea, veintis�is a�os despu�s del descubrimiento; ya para entonces la poblaci�n de la isla hab�a disminuido de m�s de un mill�n (en 1492) a poco m�s de diez mil habitantes, por lo tanto, la viruela no es la causa de esta mortandad. El historiador Francisco Guerra ha sugerido, bas�ndose en los relatos de diversos cronistas de Indias, como Bartolom� de las Casas, Fern�ndez de Oviedo, Hernando Col�n y Herrera y Tordesillas, que la mayor parte de la mortandad entre los indios de Santo Domingo fue causada por una epidemia de influenza porcina. De acuerdo con las cr�nicas, la epidemia se inici� en La Isabela, la primera ciudad del Nuevo Mundo, el 9 de diciembre de 1493, un d�a despu�s de la llegada de 1 500 hombres y animales dom�sticos transportados en los diecisiete barcos que constitu�an la segunda expedici�n de Col�n. Los animales dom�sticos, que inclu�an ocho cerdas, hab�an sido embarcados en el la nave insignia en La Gomera, Islas Canarias, entre el 5 y el 7 de octubre de 1493, pero el contacto entre los animales y los miembros de la expedici�n ocurri� solamente despu�s del desembarco en Santo Domingo cuando, de acuerdo con las cr�nicas, los caballos fueron considerados perdidos a causa de una enfermedad. Todas las fuentes hist�ricas est�n de acuerdo en la fecha, lugar y descripci�n de las manifestaciones cl�nicas y mortandad de la epidemia. El cuadro cl�nico corresponde a una infecci�n aguda extremadamente contagiosa capaz de afectar en forma inmediata a todos los miembros de la expedici�n incluyendo al propio Col�n. Los sintomas consist�an en fiebre elevada, escalofr�o, postraci�n y elevada mortalidad, aunque aquellos que sobrevivieron manifestaron resistencia a las reca�das.
Cr�nicas que hablan de otros brotes de la enfermedad posteriores a la invasi�n de tierra firme, entre 1514 y 1519, mencionan problemas respiratorios y epistaxis (hemorragias nasales) como s�ntomas asociados. Los cronistas indican que despu�s de haber afectado a los espa�oles, la enfermedad empez� a provocar la muerte de "innumerables indios".
El corto periodo de incubaci�n observado en la epidemia de 1493 y la evoluci�n del padecimiento descartan al paludismo como causante de la epidemia y, por el contrario, apoyan cl�nica y epidemiol�gicamente que la enfermedad causante fue la influenza. Guerra ha estudiado el papel de los virus de la influenza porcina en la producci�n de pandemias de influenza en humanos, y ha comparado la evoluci�n demogr�fica de las Antillas desde la llegada de Col�n en 1492, con la evoluci�n demogr�fica de las Filipinas desde la llegada de Magallanes en 1521. Ambos archipi�lagos tienen una extensi�n y clima similares. Sin embargo, los ind�genas precolombinos pr�cticamente carec�an de animales dom�sticos y por lo tanto fueron por primera vez expuestos a los virus de estos animales despu�s de la llegada de Col�n. Los filipinos pose�an animales dom�sticos incluyendo tres especies de cerdos, antes de la llegada de Magallanes. Por lo tanto, los filipinos hab�an adquirido inmunidad que les permiti� tolerar la colisi�n inmunol�gica con los exploradores espa�oles, mientras que los antillanos perecieron en grandes cantidades debido a la carencia de inmunidad previa. Los cronistas han dejado constancia de la inmunidad selectiva mostrada por los ind�genas. Fern�ndez de Oviedo coment� la resistencia de los indios a las enfermedades ven�reas y la frambesia, mientras que el obispo Las Casas hizo notar lo susceptibles que eran a los padecimientos respiratorios. El cronista Sol�rzano Pereira escribi� que "el aliento ajeno mata al indio"
Existe una teor�a c�clica para explicar el cambio antig�nico; esta teor�a se basa en la observaci�n de anticuerpos contra la influenza en el suero de personas que estaban vivas antes de 1932, a�o en que fueron aisladas las primeras cepas del virus. Suero humano obtenido en 1957, el a�o en que apareci� el virus subtipo H2N2, fue mantenido en congelaci�n y posteriormente probado para establecer si conten�a anticuerpos contra las cepas contempor�neas H2N2 y H3N2. El suero de individuos que ya estaban vivos en 1889, pero no, en 1888, mostr� la presencia de anticuerpos contra el subtipo H2N2; esto sugiere que estos individuos hab�an sido infectados por una cepa H2N2 en 1889. Experimentos similares demostraron que la cepa H3N2 ya estaba presente alrededor de 1900. Por lo tanto, la teor�a c�clica supone que las cepas virales se "ocultan" con cierta periodicidad, permaneciendo quiz� en otra especie que act�a como hospedera hasta que la poblaci�n de la especie hospedera natural, que manifiesta inmunidad contra el virus, es substituida paulatinamente por un n�mero suficiente de nuevos individuos susceptibles que no han estado expuestos al contagio por el virus. Bajo estas condiciones, el virus puede resurgir e infectar una vez m�s una proporci�n considerable de la especie hospedera natural.
El ciclo observado en el caso de los subtipos H2N2 y H3N2 es de alrededor de 60-70 a�os, o sea, equivalente a la expectativa de vida promedio. Sin embargo, la aparici�n en 1977 de una cepa HINI id�ntica desde el punto de vista serol�gico y de hibridaci�n de �cidos nucleicos a la cepa presente en 1950 sugiere que una nueva poblaci�n de individuos susceptibles puede acumularse en s�lo 25 a�os.
El genoma del virus de la influenza (tipos A y B) consta de ocho segmentos de ARN de cadena sencilla, cada uno de los cuales da origen a un ARN mensajero monocistr�nico. Cuando una c�lula es infectada en forma simult�nea por m�s de una cepa del virus de la influenza los nuevos fragmentos de ARN viral sintetizados pueden mezclarse al azar, dando origen a viriones h�bridos que son gen�ticamente estables. Se ha demostrado que estas cepas h�bridas pueden diseminarse en forma natural e infectar animales susceptibles. Cepas que pueden haberse originado por la combinaci�n gen�tica espont�nea entre cepas de virus humano y de virus de animal han sido aisladas en forma natural. Algunos autores sugieren que la recombinaci�n gen�tica espont�nea constituye el principal mecanismo por el cual surgen las nuevas cepas o subtipos del virus de la influenza tipo A.