Un reciente estudio llevado a cabo por el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), que es un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), ha revelado un fascinante mecanismo en el nemátodo Caenorhabditis elegans. Este organismo, infectado naturalmente por el virus Orsay, presenta infecciones latentes que pueden permanecer inactivas y reactivarse en diferentes etapas de su vida. Los hallazgos, publicados en la revista Nature Communications, demuestran que las infecciones iniciales generan una memoria inmunitaria, permitiendo al gusano defenderse contra reinfecciones, incluso por cepas distintas del virus.
El virus Orsay, un patógeno de ARN similar a otros como los causantes de la gripe aviar o la COVID-19, no afecta a los humanos; su único huésped conocido es el C. elegans. Este pequeño gusano se utiliza ampliamente como modelo experimental debido a su similitud genética con los seres humanos, compartiendo más del 80% de sus proteínas. Con este contexto, el equipo investigador se propuso desentrañar los mecanismos detrás de la persistencia viral y la respuesta inmunitaria ante este parásito natural.
Mecanismos de defensa en el nemátodo
Bajo la dirección del investigador Santiago F. Elena, el estudio revela que la respuesta inmunitaria del nemátodo frente al virus depende de un mecanismo conocido como interferencia por ARN. Este sistema es crucial para la defensa antiviral y consiste en la degradación del ARN mensajero (ARNm), lo que impide que un gen específico se traduzca en proteína. A través de este análisis, los investigadores observaron que los gusanos previamente infectados podían controlar la replicación viral tras una nueva exposición, sugiriendo así una respuesta inmunitaria inducida.
El trabajo también destaca que esta respuesta está regulada por dos vías principales. En primer lugar, hay una reprogramación generalizada del transcriptoma, que implica cambios en las cantidades de ARNm dentro de las células, alterando así su estructura y función. En segundo lugar, se producen modificaciones en pequeños ARN no mensajeros que juegan roles regulatorios durante situaciones estresantes como las infecciones virales. Según Elena, estos cambios son fundamentales para entender cómo se regula la expresión génica.
Efectos del envejecimiento en la inmunidad
En investigaciones previas realizadas en 2024, el I2SysBio ya había descrito cómo el nemátodo responde a una infección crónica del virus Orsay desde su nacimiento hasta alcanzar la madurez sexual. El nuevo estudio no solo confirma que el C. elegans puede "recordar" su respuesta inmunitaria ante el virus para enfrentar nuevas infecciones, sino que también señala que esta capacidad disminuye con la edad.
Este fenómeno se explica por el mecanismo de interferencia por ARN, donde pequeños ARNs interferentes (ARNi) generados a partir del primer virus ayudan a bloquear expresiones génicas relacionadas con posteriores infecciones virales. Esta forma ancestral de inmunidad es común tanto en plantas como en animales.
Nuevas perspectivas sobre la interacción huésped-virus
El investigador Santiago F. Elena subraya que “la inmunidad varía con la edad entre todos los seres vivos; los individuos mayores suelen ser resistentes a infecciones pasadas pero presentan respuestas menos efectivas ante nuevas”. Además, el estudio sugiere que podría haber una competencia entre las moléculas de ARN producidas endógenamente y aquellas introducidas por el virus durante una infección, lo cual podría influir en la eficacia del mecanismo de interferencia por ARN.
Los descubrimientos sobre este mecanismo evolutivamente conservado tienen implicaciones significativas para comprender cómo las interacciones entre huéspedes y virus pueden resultar en infecciones latentes o agudas. Esto es relevante para el desarrollo de nuevas terapias y estrategias para controlar epidemias futuras.
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