Archivo - Virus de Epstein-Barr, ilustración. - DR_MICROBE/ ISTOCK - Archivo
MADRID, 17 Jul. (EUROPA PRESS) -
Durante décadas, los investigadores se han centrado en averiguar qué ocurre dentro de una célula infectada antes de que esta se rompa y libere una nueva generación de virus. Para responder a esta pregunta, suelen medir dos características: el tiempo que tarda el virus en romper la célula y la cantidad de virus nuevos que se liberan.
Estas características se estiman como promedios poblacionales, lo que oculta diferencias potencialmente importantes entre las distintas células infectadas.
EL ENIGMA BIOLÓGICO QUE HA PERSISTIDO DURANTE MÁS DE 80 AÑOS
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por la universidad de maryland (estados unidos) ha desarrollado una nueva forma de descubrir diferencias ocultas en cómo los virus infectan y destruyen las células microbianas individuales, resolviendo así un enigma biológico que ha persistido durante más de 80 años, tal y como se publica en 'science advances'.
En este nuevo estudio los investigadores demostraron por primera vez que podían predecir con precisión la variación oculta entre células en los resultados de las infecciones utilizando mediciones celulares a nivel de población.
"Las infecciones individuales no se desarrollan de la misma manera", aporta el autor principal del artículo, Joshua Weitz, profesor de biología en la UMD y miembro del Instituto de Computación para la Salud de la Universidad de Maryland.
Cuantificar con éxito esa variación a nivel de una sola célula abre la puerta al desarrollo de modelos predictivos sobre cómo se pueden utilizar los virus terapéuticamente para combatir patógenos resistentes a los medicamentos y cómo los virus transforman la salud ambiental.
BACTERIÓFAGOS: LAS ENTIDADES BIOLÓGICAS MÁS ABUNDANTES DE LA TIERRA
Los investigadores utilizaron un marco de modelado matemático desarrollado durante la última década por el grupo de Weitz para analizar cómo se acumulan las poblaciones virales a lo largo de múltiples rondas de infección. Aprovechando señales sutiles en patrones a gran escala, el modelo dedujo lo que sucedía dentro de las células individuales, incluyendo la variación en el momento de la ruptura celular cuando se liberan nuevos virus.
En los experimentos se utilizaron bacteriófagos, también conocidos como fagos, que son virus que infectan bacterias. Aunque invisibles a simple vista, los fagos se encuentran entre las entidades biológicas más abundantes de la Tierra y desempeñan un papel crucial en la configuración de las poblaciones microbianas, el ciclo de nutrientes y la salud de los ecosistemas. Además, los fagos se evalúan y utilizan cada vez más con fines terapéuticos para combatir y eliminar infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos.
Los investigadores se centraron en un par de fagos y bacterias marinas: un tipo específico de fago que infecta bacterias abundantes en mar abierto que fijan carbono mediante la fotosíntesis. Las infecciones virales de estas cianobacterias afectan el ciclo del carbono a escala global, lo que las convierte en un elemento ecológicamente importante.
Los resultados demostraron que las predicciones del modelo matemático eran sorprendentemente precisas. Los investigadores descubrieron que el momento de la ruptura celular variaba sustancialmente de una célula infectada a otra en este par fago-bacteria.
Los investigadores también descubrieron una nueva y sorprendente relación entre el tiempo que un virus permanece dentro de una célula y la cantidad de descendencia que produce.
Aunque estudios anteriores sobre infecciones virales controladas sintéticamente proponían que la producción de virus se estabilizaría rápidamente a medida que progresaran las infecciones, Weitz señala que su equipo no observó que eso sucediera.
Este nuevo estudio demuestra que gran parte de esa variación puede explicarse por las diferencias en el tiempo que tarda un virus en romper la célula, lo que sugiere que la cronología viral, tanto su promedio como su variabilidad, puede estar determinada por la evolución.
Además de contribuir al avance de los principios de la virología, estos hallazgos proporcionan una nueva e importante herramienta cuantitativa para estudiar y predecir la propagación de infecciones virales en sistemas donde las mediciones directas a nivel de célula individual son difíciles o imposibles.
