Una pequeña garrapata se arrastra sobre su piel, con un virus tan letal que mata a cuatro de cada diez personas que infecta. Sin embargo, esa misma marca no muestra signos de enfermedad en absoluto: se alimenta, se mueve y se reproduce como si nada estuviera mal.
Los científicos que estudian fiebre severa con el virus del síndrome de trombocitopenia (SFTSV) se han preguntado durante mucho tiempo por qué sucede esto. El patógeno, identificado por primera vez en China en 2009, causa fiebres altas, sangrado y insuficiencia orgánica en humanos, pero deja garrapatas completamente ilesas.
Junto a colegas, realicé investigaciones sobre cómo las garrapatas pueden transportar virus mortales sin enfermarse. Comprender estos mecanismos de resistencia podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevas formas de bloquear o debilitar las enfermedades transmitidas por garrapatas antes de derramarse en humanos o animales.
Los hallazgos se producen cuando el cambio climático empuja las garrapatas a nuevos territorios de todo el mundo. La garrapata asiática Longhorned que lleva SFTSV ha sido identificada en Australia, Nueva Zelanda y el este de los Estados Unidos, lo que plantea preocupaciones que la enfermedad podría propagarse a regiones que nunca antes lo habían visto.
A diferencia de los ratones, los humanos o incluso los mosquitos, las garrapatas representan un desafío científico único: la mayoría de las herramientas moleculares usan los investigadores para estudiar la infección simplemente no funcionan en las garrapatas.
En cambio, recurrimos al análisis de datos. Capturamos instantáneas moleculares detalladas de células de garrapatas infectadas, rastreando miles de genes y más de 17,000 proteínas simultáneamente. Esto permitió al equipo estudiar la respuesta celular de manera integral, en diferentes tiempos después de la infección.
Descubrimos que, si bien las células humanas responden a la invasión viral al montar respuestas inmunes agresivas, movilizando múltiples sistemas de defensa para combatir la infección, las células de la garrapata adoptan un enfoque fundamentalmente diferente.
Estrategia de supervivencia
Las garrapatas tienen sistemas inmunes, pero operan de manera muy diferente a la nuestra. Al igual que los humanos, las garrapatas tienen vías de señalización celular que ayudan a detectar y responder a la infección. Conocidas como Toll, IMD y Jak-Stat, estas vías coordinan las respuestas defensivas y desencadenan la producción de proteínas antimicrobianas. https://www.youtube.com/embed/tapcub7ev6c?wmode=transparent&start=0
Pero cuando se infectó con SFTSV, el sistema inmunitario de la garrapata mostró solo una actividad mínima. En lugar de lanzar respuestas defensivas a gran escala, estas vías se mantuvieron en gran medida silenciosas. El virus parece haber evolucionado formas de evitar activar las campanas de alarma inmunes de la garrapata.
En cambio, las células de la garrapata hicieron cambios importantes en sus sistemas de respuesta al estrés, su producción de ARN y proteínas, y las vías que controlan la muerte celular. (El ARN es una molécula que lleva instrucciones genéticas, como una copia de trabajo de ADN, utilizada por las células para hacer proteínas). En lugar de atacar el virus de frente, las células de la garrapata parecen tolerar la infección, reorganizando su maquinaria interna para controlar el daño mientras continúan funcionando.
Este enfoque tiene sentido evolutivo cuando considera las limitaciones que enfrentan estas pequeñas criaturas. El montaje de una respuesta inmune completa es energéticamente costosa: requiere muchos recursos y puede dañar los tejidos del anfitrión.
Para las garrapatas, que se alimentan solo unas pocas veces en su vida y viven de las reservas de energía limitadas, una respuesta más suave puede ser más sostenible. Y debido a que este virus probablemente ha estado infectando garrapatas durante millones de años, los dos han tenido tiempo de adaptarse entre sí.
En lugar de matar al huésped, el virus puede haber evolucionado para volar bajo el radar, mientras que la garrapata evolucionó formas de tolerarlo, permitiendo que tanto sobrevivan y se reproduzcan.
Guardianes antivirales inesperados
Identificamos dos proteínas clave que actúan como controladores de calidad de ARN molecular. Estas proteínas, llamadas UPF1 y DHX9, son tutores antiguos que se encuentran en todas las formas de vida complejas, desde plantas hasta humanos. Una de sus funciones normales implica monitorear y controlar la calidad del ARN, el mensajero molecular que transporta instrucciones genéticas alrededor de las células. Piense en ellos como correctores celulares, verificando constantemente que los mensajes genéticos son precisos y funcionales.
Mi equipo de investigación identificó por primera vez estas proteínas cuando aparecieron como socios celulares que interactúan directamente con proteínas virales dentro de las células infectadas. Este descubrimiento nos intrigó porque UPF1 y DHX9 fueron candidatos inesperados: no generalmente no están asociados con la defensa antiviral, sin embargo, parecían perfectamente posicionados para detectar o procesar ARN viral, probablemente porque estas proteínas normalmente escanean ARN para errores, haciéndolas bien adecuadas para detectar las estructuras inusuales a menudo encontradas en el material genético viral.
Para probar si estas proteínas luchan contra el virus, utilizamos técnicas genéticas para silenciar la expresión de UPF1 y DHX9 en las células de la garrapata, esencialmente eliminando estos guardianes moleculares. Encontramos que el crecimiento viral de SFTSV aumentó significativamente cuando estas proteínas estaban ausentes, lo que demuestra su función antiviral.
Esto sugiere que las garrapatas pueden haber evolucionado un tipo diferente de defensa inmune conocida como inmunidad no canónica. En lugar de atacar virus de frente utilizando sistemas inmunes tradicionales, las garrapatas parecen usar estrategias más sutiles. En este caso, sus proteínas de control de calidad de ARN actúan como monitores internos. Debido a que el ARN viral a menudo se ve diferente del ARN celular normal, estas proteínas pueden reconocerlo como inusual. Una vez detectados, pueden desencadenar sistemas de control interno que ralentizan o bloquean el virus para multiplicarse, lo que ayuda a la garrapata a mantenerse saludable sin una respuesta inmune completa. https://www.youtube.com/embed/yqpoxlgcmyg?wmode=transparent&start=0
Nuestra investigación tiene implicaciones importantes porque las proteínas UPF1 y DHX9 también existen en las células humanas. Comprender cómo funcionan en las garrapatas podría revelar nuevas formas de fortalecer las defensas antivirales humanas o desarrollar tratamientos que mejoren estos mecanismos naturales de control de calidad.
La investigación también abre posibilidades para usar estos mecanismos de tolerancia para detener la enfermedad, ya sea fortaleciendo defensas similares en humanos y animales, o atacándolos en garrapatas para romper la cadena de transmisión. Las estrategias futuras pueden implicar aumentar las proteínas antivirales en poblaciones de garrapatas salvajes o desarrollar tratamientos que sean específicamente de las interacciones de trick de virus.
Los enfoques tradicionales para el control de enfermedades están luchando por mantenerse al día, especialmente porque el cambio climático ayuda a que las garrapatas se expandan a nuevas regiones. Para evitar futuros brotes, necesitamos una comprensión más profunda de cómo las garrapatas y los virus que llevan, interactúan con humanos y animales.
Aprender cómo estas pequeñas criaturas toleran los patógenos mortales podrían ser clave para desarrollar nuevas herramientas que hacen que las personas y los animales sean menos vulnerables a estas enfermedades, o evitar que las garrapatas los pasen en primer lugar.
Marine J. Petit, Profesor de Virología, Sección de Virología, Instituto de Sostenibilidad, Universidad de Surrey
Crédito de la foto: 24K Production/Shutterstock
