No es coincidencia que algunos de los peores brotes de enfermedades virales en los últimos años - SARS, MERS, Ébola, Marburg y probablemente el virus recién llegado 2019-nCoV - se hayan originado en murciélagos.
Un nuevo estudio de la Universidad de California, Berkeley, encuentra que la respuesta inmune feroz de los murciélagos a los virus podría hacer que los virus se replicaran más rápido, de modo que cuando saltan a mamíferos con sistemas inmunes promedio, como los humanos, los virus causan estragos mortales.
Se ha demostrado que algunos murciélagos, incluidos los que se sabe que son la fuente original de infecciones humanas, albergan sistemas inmunes que están permanentemente preparados para montar defensas contra virus. La infección viral en estos murciélagos conduce a una respuesta rápida que bloquea el virusfuera de las células. Si bien esto puede proteger a los murciélagos de infectarse con altas cargas virales, alienta a estos virus a reproducirse más rápidamente dentro de un huésped antes de que se pueda montar una defensa.
Esto convierte a los murciélagos en un reservorio único de virus que se reproducen rápidamente y son altamente transmisibles. Si bien los murciélagos pueden tolerar virus como estos, cuando estos virus de murciélago se trasladan a animales que carecen de un sistema inmunitario de respuesta rápida, los virus abruman rápidamente a sus nuevos huéspedes,que conduce a altas tasas de mortalidad.
"Algunos murciélagos pueden montar esta respuesta antiviral robusta, pero también equilibrarla con una respuesta antiinflamatoria", dijo Cara Brook, becaria posdoctoral Miller en UC Berkeley y el primer autor del estudio. "Nuestro sistema inmunológico lo haría".generar inflamación generalizada si se intenta esta misma estrategia antiviral. Pero los murciélagos parecen especialmente adecuados para evitar la amenaza de la inmunopatología ".
Los investigadores señalan que la interrupción del hábitat de los murciélagos parece estresar a los animales y hace que eliminen aún más virus en su saliva, orina y heces que pueden infectar a otros animales.
"Las mayores amenazas ambientales para los murciélagos pueden aumentar la amenaza de zoonosis", dijo Brook, quien trabaja con un programa de monitoreo de murciélagos financiado por DARPA la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. Que actualmente está en marcha en Madagascar, Bangladesh, Ghana yAustralia. El proyecto, Bat One Health, explora el vínculo entre la pérdida del hábitat de los murciélagos y la propagación de virus de murciélagos en otros animales y humanos.
"La conclusión es que los murciélagos son potencialmente especiales cuando se trata de alojar virus", dijo Mike Boots, ecólogo de enfermedades y profesor de biología integradora de UC Berkeley. "No es aleatorio que muchos de estos virus provengan de murciélagosLos murciélagos ni siquiera están tan estrechamente relacionados con nosotros, por lo que no esperaríamos que alberguen muchos virus humanos. Pero este trabajo demuestra cómo los sistemas inmunes de los murciélagos podrían impulsar la virulencia que supera esto ".
El nuevo estudio de Brook, Boots y sus colegas fue publicado este mes en la revista eLife .
Boots y el colega de UC Berkeley Wayne Getz están entre los 23 coautores chinos y estadounidenses de un artículo publicado la semana pasada en la revista EcoHealth que defiende una mejor colaboración entre los científicos estadounidenses y chinos que se centran en la ecología de las enfermedades y las infecciones emergentes.
El vuelo vigoroso conduce a una vida útil más larga, y tal vez a la tolerancia viral
Como el único mamífero volador, los murciélagos elevan sus tasas metabólicas en vuelo a un nivel que duplica el alcanzado por roedores de tamaño similar cuando corren.
En general, la actividad física vigorosa y las altas tasas metabólicas conducen a un mayor daño tisular debido a una acumulación de moléculas reactivas, principalmente radicales libres. Pero para permitir el vuelo, los murciélagos parecen haber desarrollado mecanismos fisiológicos para eliminar eficazmente estas moléculas destructivas.
Esto tiene el beneficio secundario de eliminar eficazmente las moléculas dañinas producidas por la inflamación de cualquier causa, lo que puede explicar la esperanza de vida única de los murciélagos. Los animales más pequeños con un ritmo cardíaco y un metabolismo más rápidos generalmente tienen una vida útil más corta que los animales más grandes con latidos cardíacos más lentos y un metabolismo más lento, presumiblemente porque el alto metabolismo conduce a radicales libres más destructivos. Pero los murciélagos son únicos en tener una vida útil mucho más larga que otros mamíferos del mismo tamaño: algunos murciélagos pueden vivir 40 años, mientras que un roedor del mismo tamaño puede vivir dos años.
Esta disminución rápida de la inflamación también puede tener otro beneficio: reducir la inflamación relacionada con la respuesta inmune antiviral. Un truco clave de los sistemas inmunes de muchos murciélagos es la liberación de una molécula de señalización llamada interferón alfa que activa el cabello.células para "controlar las estaciones de batalla" antes de que un virus invada.
Brook tenía curiosidad por saber cómo la respuesta inmune rápida de los murciélagos afecta la evolución de los virus que albergan, por lo que realizó experimentos en células cultivadas de dos murciélagos y, como control, un mono. Un murciélago, el murciélago de la fruta egipcia Rousettus aegyptiacus, un huésped natural del virus de Marburg, requiere un ataque viral directo antes de transcribir su gen de interferón alfa para inundar el cuerpo con interferón. Esta técnica es un poco más lenta que la del zorro volador australiano Pteropus alecto, un reservorio del virus Hendra, que está preparado para combatir infecciones de virus con ARN de interferón alfa que se transcribe y está listo para convertirse en proteína. La línea celular del mono verde africano Vero no produce interferón en absoluto.
Cuando los virus que imitan el Ébola y Marburg lo desafiaron, las diferentes respuestas de estas líneas celulares fueron sorprendentes. Mientras que la línea celular del mono verde fue rápidamente abrumada y eliminada por los virus, un subconjunto de las células murciélago rousette se aisló con éxito de la infección viral, gracias a la advertencia temprana de interferón.
En las células australianas de zorro volador negro, la respuesta inmune fue aún más exitosa, ya que la infección viral se desaceleró sustancialmente por encima de la línea celular de rousette. Además, estas respuestas de interferón de murciélago parecieron permitir que las infecciones duraran más.
"Piense en los virus en una monocapa celular como un incendio que quema un bosque. Algunas de las comunidades - células - tienen mantas de emergencia, y el fuego se extiende sin dañarlas, pero al final del día todavía tienecarbones humeantes en el sistema: todavía hay algunas células virales ", dijo Brook. Las comunidades sobrevivientes de células pueden reproducirse, proporcionando nuevos objetivos para el virus y estableciendo una infección humeante que persiste durante toda la vida del murciélago.
Brook and Boots creó un modelo simple del sistema inmunitario de los murciélagos para recrear sus experimentos en una computadora.
"Esto sugiere que tener un sistema de interferón realmente robusto ayudaría a estos virus a persistir dentro del huésped", dijo Brook. "Cuando tienes una respuesta inmune más alta, obtienes estas células que están protegidas de la infección, por lo que el virus puede realmente aumentar.aumenta su tasa de replicación sin causar daño a su huésped. Pero cuando se extiende a algo parecido a un ser humano, no tenemos el mismo tipo de mecanismo antiviral, y podríamos experimentar mucha patología ".
Los investigadores notaron que muchos de los virus de murciélago saltan a los humanos a través de un intermediario animal. El SARS llegó a los humanos a través de la civeta de palma asiática; MERS a través de camellos; Ebola a través de gorilas y chimpancés; Nipah a través de cerdos; Hendra a través de caballos y Marburg a través de Áfricamonos verdes. Sin embargo, estos virus siguen siendo extremadamente virulentos y mortales al dar el salto final a los humanos.
Brook y Boots están diseñando un modelo más formal de evolución de la enfermedad dentro de los murciélagos para comprender mejor la propagación del virus en otros animales y humanos.
"Es realmente importante comprender la trayectoria de una infección para poder predecir la aparición, propagación y transmisión", dijo Brook.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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