El investigador Rotem Sorek, artífice del descubrimiento. Foto: Weizmann Institute of Science
Por primera vez, los científicos han encontrado virus que se comunican entre sí. Son como unos post breves que dejan en el ambiente para que otros virus puedan leerlos y decidir cómo proceder en un proceso infeccioso, según informa el Weizmann Institute of Science en un comunicado.
Más concretamente, los investigadores han descubierto que los virus secretan pequeñas moléculas que otros virus pueden recoger y leer. De esta manera, pueden coordinar su ataque, convirtiendo mensajes simples en una estrategia muy sofisticada.
Los virus utilizan para comunicarse una proteina que los investigadores han llamado arbitrium, que se desprende de la bacteria una vez que ha muerto. Cuando los niveles de arbitrium aumentan, lo que significa que muchas células de la bacteria han muerto, entonces los virus dejan de matar a las bacterias que quedan y quedan en estado latente en el genoma de la bacteria.
El descubrimiento se produjo por accidente, ya que los científicos estaban observando la comunicación entre bacterias infestadas por bacteriófagos, que son virus que infectan exclusivamente a las bacterias. Así fue como se dieron cuenta de que las moléculas pequeñas que encontraron habían sido enviadas por los propios bacteriófagos, y no por las bacterias.
Para comprobar esta comunicación, los investigadores cultivaron las bacterias y luego las infestaron con bacteriófagos. A continuación, separaron las bacterias y los bacteriófagos del cultivo, dejando únicamente las moléculas más pequeñas que habían sido liberadas en el medio.
Siguiente paso
El siguiente paso fue introducir el mismo tipo de bacterias en el cultivo residual de bacteriófagos, al que añadió nuevos virus. Descubrieron entonces que los nuevos virus bacteriófagos cambiaban de comportamiento. En vez de matar a las bacterias, únicamente deslizaron en ellas una parte de su genoma en las bacterias, y quedaron en estado de latencia.
La mayoría de las veces, los virus que atacan bacterias la invaden y se multiplican hasta que la célula explota y muere. Sin embargo, en ocasiones estos virus bacteriófagos, en vez de terminar con la bacteria, le insertan su propio genoma y quedan en estado latente hasta que un desencadenante los reactiva y reanudan el ataque.
Algo que había en el cultivo había inducido a los virus a cambiar de estrategia de ataque y descubrieron entonces que los nuevos virus habían percibido las señales químicas dejadas por sus predecesores bacteriófagos en el cultivo, destinadas a permitirles decidir si mataban a las células o sencillamente optaban por permanecer en estado de latencia.
Profundizando en su investigación, los científicos aislaron una de las moléculas que sirven de mensaje a los virus y descubrieron que se trataba de un péptido, un tipo de molécula formada por la unión de varios aminoácidos mediante enlaces peptídicos.
Asimismo identificaron el gen que codifica a este péptido y descubrieron que en presencia de altas concentraciones de este péptido, los bacteriófagos optan por no matar a la bacteria, expresando así una capacidad de decisión.
Más concretamente, los investigadores han descubierto que los virus secretan pequeñas moléculas que otros virus pueden recoger y leer. De esta manera, pueden coordinar su ataque, convirtiendo mensajes simples en una estrategia muy sofisticada.
Los virus utilizan para comunicarse una proteina que los investigadores han llamado arbitrium, que se desprende de la bacteria una vez que ha muerto. Cuando los niveles de arbitrium aumentan, lo que significa que muchas células de la bacteria han muerto, entonces los virus dejan de matar a las bacterias que quedan y quedan en estado latente en el genoma de la bacteria.
El descubrimiento se produjo por accidente, ya que los científicos estaban observando la comunicación entre bacterias infestadas por bacteriófagos, que son virus que infectan exclusivamente a las bacterias. Así fue como se dieron cuenta de que las moléculas pequeñas que encontraron habían sido enviadas por los propios bacteriófagos, y no por las bacterias.
Para comprobar esta comunicación, los investigadores cultivaron las bacterias y luego las infestaron con bacteriófagos. A continuación, separaron las bacterias y los bacteriófagos del cultivo, dejando únicamente las moléculas más pequeñas que habían sido liberadas en el medio.
Siguiente paso
El siguiente paso fue introducir el mismo tipo de bacterias en el cultivo residual de bacteriófagos, al que añadió nuevos virus. Descubrieron entonces que los nuevos virus bacteriófagos cambiaban de comportamiento. En vez de matar a las bacterias, únicamente deslizaron en ellas una parte de su genoma en las bacterias, y quedaron en estado de latencia.
La mayoría de las veces, los virus que atacan bacterias la invaden y se multiplican hasta que la célula explota y muere. Sin embargo, en ocasiones estos virus bacteriófagos, en vez de terminar con la bacteria, le insertan su propio genoma y quedan en estado latente hasta que un desencadenante los reactiva y reanudan el ataque.
Algo que había en el cultivo había inducido a los virus a cambiar de estrategia de ataque y descubrieron entonces que los nuevos virus habían percibido las señales químicas dejadas por sus predecesores bacteriófagos en el cultivo, destinadas a permitirles decidir si mataban a las células o sencillamente optaban por permanecer en estado de latencia.
Profundizando en su investigación, los científicos aislaron una de las moléculas que sirven de mensaje a los virus y descubrieron que se trataba de un péptido, un tipo de molécula formada por la unión de varios aminoácidos mediante enlaces peptídicos.
Asimismo identificaron el gen que codifica a este péptido y descubrieron que en presencia de altas concentraciones de este péptido, los bacteriófagos optan por no matar a la bacteria, expresando así una capacidad de decisión.
Posibles aplicaciones en la salud humana
Una vez identificada esta molécula de la comunicación en un bacteriófago, los investigadores encontraron moléculas similares en docenas de bacteriófagos, descubriendo que cada virus codifica una molécula de comunicación ligeramente diferente.
"Desciframos un código de comunicación específico de cada bacteriófago”, explican los científicos. Es como si cada especie de virus difunde una "frecuencia" molecular específica que pueda ser "leída" por los virus de su propia especie, pero no por otros bacteriófagos ", añaden.
Los científicos consideran que la latencia basada en la comunicación que se ha descubierto en bacteriófagos puede tener implicaciones más amplias con positivas repercusiones en la salud humana.
Es posible que los virus que infestan a las personas también se comuniquen entre sí y que tengan una estrategia similar a la descubierta en los bacteriófagos. Si esto es así, se podría aprender a interceptar estos mensajes y conseguir que los virus queden en estado de latencia, en vez de atacar al organismo humano.
Es la primera vez que se detecta la comunicación entre virus. Hasta ahora se sabía que las bacterias se comunican entre sí, mediante un mecanismo conocido como la percepción de quórum o autoinducción.
Se trata de un mecanismo de regulación de la expresión genética en respuesta a la densidad de población celular. Las células involucradas producen y excretan sustancias, llamadas autoinductores, que sirven de señal química para inducir la expresión genética colectiva. Es una forma de comunicación celular.
Una vez identificada esta molécula de la comunicación en un bacteriófago, los investigadores encontraron moléculas similares en docenas de bacteriófagos, descubriendo que cada virus codifica una molécula de comunicación ligeramente diferente.
"Desciframos un código de comunicación específico de cada bacteriófago”, explican los científicos. Es como si cada especie de virus difunde una "frecuencia" molecular específica que pueda ser "leída" por los virus de su propia especie, pero no por otros bacteriófagos ", añaden.
Los científicos consideran que la latencia basada en la comunicación que se ha descubierto en bacteriófagos puede tener implicaciones más amplias con positivas repercusiones en la salud humana.
Es posible que los virus que infestan a las personas también se comuniquen entre sí y que tengan una estrategia similar a la descubierta en los bacteriófagos. Si esto es así, se podría aprender a interceptar estos mensajes y conseguir que los virus queden en estado de latencia, en vez de atacar al organismo humano.
Es la primera vez que se detecta la comunicación entre virus. Hasta ahora se sabía que las bacterias se comunican entre sí, mediante un mecanismo conocido como la percepción de quórum o autoinducción.
Se trata de un mecanismo de regulación de la expresión genética en respuesta a la densidad de población celular. Las células involucradas producen y excretan sustancias, llamadas autoinductores, que sirven de señal química para inducir la expresión genética colectiva. Es una forma de comunicación celular.
Referencia
Communication between viruses guides lysis–lysogeny decisions. Zohar Erez et alia. Nature (2017) doi:10.1038/nature21049
Communication between viruses guides lysis–lysogeny decisions. Zohar Erez et alia. Nature (2017) doi:10.1038/nature21049