Un estudio del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio) revela que el virus Orsay, que infecta al nemátodo Caenorhabditis elegans, provoca infecciones latentes que generan una memoria inmunitaria. Esta respuesta permite al organismo defenderse ante reinfecciones, incluso con diferentes cepas del virus. La investigación muestra que la defensa se basa en un mecanismo de interferencia por ARN, que degrada el ARN mensajero y regula la expresión génica. Además, se observa que la eficacia de esta respuesta disminuye con la edad. Estos hallazgos son relevantes para entender las interacciones entre virus y hospedadores y pueden influir en el desarrollo de nuevas terapias.
Un reciente estudio llevado a cabo por el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), un centro conjunto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), ha revelado un mecanismo fascinante en el nemátodo Caenorhabditis elegans. Este organismo, que es naturalmente infectado por el virus Orsay, presenta infecciones latentes que pueden permanecer inactivas y reactivarse a lo largo de su vida. Los hallazgos, publicados en la revista Nature Communications, evidencian cómo las infecciones iniciales generan una memoria inmunitaria, permitiendo al gusano defenderse contra reinfecciones, incluso si estas provienen de cepas diferentes del virus.
El virus Orsay, un patógeno de ARN, no representa una amenaza para los humanos, ya que su único huésped conocido es C. elegans. Este gusano se utiliza frecuentemente 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 del nemátodo ante su parásito natural.
Bajo la dirección del investigador Santiago F. Elena, el estudio ha demostrado que la respuesta inmunitaria del nemátodo frente al virus depende de un proceso denominado interferencia por ARN. Este mecanismo es crucial para la defensa antiviral y consiste en la degradación del ARN mensajero (ARNm), que transporta información genética necesaria para la síntesis proteica. Al degradar específicamente el ARNm, se logra apagar ciertos genes, evitando así que se traduzcan en proteínas. A través de este análisis, los investigadores observaron que los gusanos previamente infectados podían controlar la replicación viral tras una segunda exposición, sugiriendo una respuesta inmunitaria adquirida.
El estudio también indica que esta respuesta está regulada por dos vías distintas. En primer lugar, se produce una reprogramación generalizada del transcriptoma —el conjunto total de ARNm presente en cada célula— lo cual altera las cantidades de ARNm e impacta en la estructura y función celular. En segundo lugar, hay cambios en pequeños ARN no mensajeros que desempeñan funciones regulatorias durante situaciones de estrés como las infecciones virales. “Estos cambios en los ARN no codificantes son fundamentales para regular la expresión génica”, explica Elena.
En investigaciones previas realizadas por I2SysBio en 2024, se describió detalladamente cómo C. elegans responde a una infección crónica por el virus Orsay desde su nacimiento hasta alcanzar la madurez sexual. El nuevo estudio no solo confirma que el nemátodo puede recordar su respuesta inmunitaria ante el virus para enfrentar nuevas infecciones, sino que también revela que esta capacidad disminuye con la edad.
Este fenómeno se atribuye al mecanismo de interferencia por ARN, que genera pequeños ARNs interferentes a partir del genoma del primer virus infectante. Estos ARNs son amplificados y utilizados como guía para bloquear la expresión génica de virus genéticamente relacionados que puedan infectar posteriormente al organismo. Esta forma ancestral de inmunidad es observable tanto en plantas como en animales.
“La inmunidad varía a lo largo de la vida en todos los seres vivos; los individuos más ancianos suelen ser resistentes a infecciones pasadas pero presentan respuestas menos efectivas ante nuevas”, comenta Elena.
El estudio también plantea que podría existir 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 y afectar así la respuesta inmunitaria del nemátodo. Esta conclusión abre nuevas líneas de investigación sobre cómo los virus interfieren con las defensas naturales del hospedador.
“Descubrir un mecanismo evolutivamente conservado permite entender cómo las interacciones entre huéspedes y virus pueden resultar en infecciones latentes o agudas, lo cual tiene implicaciones significativas para el desarrollo de nuevas terapias y el control de epidemias”, concluye Santiago F. Elena.
Se estudió el virus Orsay, que infecta de forma natural al nemátodo Caenorhabditis elegans.
El estudio muestra que las infecciones iniciales producen una memoria inmunitaria que permite al organismo protegerse frente a reinfecciones, incluso cuando provienen de diferentes cepas del virus.
La respuesta inmunitaria depende de un mecanismo llamado interferencia por ARN, que consiste en la degradación del ARN mensajero para impedir que los genes se traduzcan en proteínas.
La intensidad de la respuesta adquirida disminuye con la edad, lo que significa que los individuos más viejos son resistentes a infecciones pasadas pero tienen peores respuestas a nuevas infecciones.
Descubrir un mecanismo evolutivamente conservado ayuda a entender por qué la interacción entre un huésped y sus virus puede resultar en infecciones latentes o agudas, lo cual tiene implicaciones para el diseño de nuevas terapias y el control de epidemias.