Artículo: Invertir en ciencia es la mejor respuesta a la emergencia

8/04/2020

Artículo: Invertir en ciencia es la mejor respuesta a la emergencia

Hay muchas lecciones que se pueden sacar de la emergencia creada por la aparición del Covid-19. Pero, además, hay muchas cosas que ya sabemos y que no debemos olvidar.

Artículo escrito por:
Doctor Juan Kuznar – Virólogo
Decano de la Facultad de Ciencias – Universidad de Valparaíso.

Doctor Juan Carlos Sáez – Neurobiólogo
Miembro del Centro Interdisciplinario de Neurociencia de la Universidad de Valparaíso (CINV)
Miembro Academia de Ciencias de los Estados Unidos


Comencemos con el hecho que los virus poseen una suerte de sabiduría ancestral, son más antiguos probablemente que la primera célula primitiva incluso precursora de la más simple de las bacterias actuales. Durante todo ese tiempo los virus se han diversificado y han experimentado diferentes estrategias para infectar formas de vida autónomas.

Hay dos esferas del manejo de un virus que deben tener una conexión muy frecuente y fluida. Por un lado, la angustiosa presión de solucionar un problema de salud que afecta todos los ámbitos de la cotidianeidad de la vida en la que, en primera línea, están los esforzados profesionales de la salud y, por otro lado, el de la investigación científica que nos permite incorporar objetividad en la búsqueda de posibles soluciones.

En la práctica, esto implica que las observaciones que efectúa el personal sanitario son clave para abrir nuevas perspectivas a considerar durante la investigación que busca conocer cómo el virus actúa. Por ejemplo, la pérdida del sentido del olfato (anosmia) y del sabor (hipogeusia), que manifiestan algunos pacientes, puede ser debida a la congestión natural producto de la infección de las células que recubre el interior de las vías respiratorias superiores y boca, cosa que es común a muchos resfriados comunes. Pero, además, puede ser una señal que informe que el virus interactúa con los terminales nerviosos que llevan señales al interior del cerebro y esto podría estar vinculado a efectos más graves.

Hasta hoy, los científicos han identificado proteínas o receptores que están presentes en la superficie de las células del sistema respiratorio y el virus se une a ellas. Pero se desconoce si además las proteínas o receptores que se encuentran en la superficie de las células pulmonares también se encuentran en células del sistema nervioso que detectan el gusto y el olfato. Muy recientemente se ha publicado evidencia preliminar respecto del hecho que las neuronas del olfato no expresan proteínas receptoras para el virus, pero sí lo hacen células vecinas y células madres que dan origen a dichas neuronas. Por lo tanto, hay que estar alerta ante condiciones que puedan hacer variar el escenario actual.

Se ha establecido sobradamente que cuando se conoce a fondo cómo funcionan los virus en general hay más posibilidad de diseñar drogas antivirales. El problema es que los virus tienen estrategias de infección muy diferentes entre sí, por lo cual no hay soluciones únicas. Además, como si fuera poco, los virus son extraordinarios parásitos, por lo cual tienen muy pocas cosas propias. Lo que hacen, principalmente, es usar muy eficientemente la estructura y bioquímica de nuestras células.

Es lógico pensar que para vencer al enemigo invisible una buena estrategia es conocerlo a fondo y luego diseñar una forma de ataque que resulte efectiva. De esto podríamos deducir que debemos conocer completamente su material genético (ARN en el caso de los coronavirus) y la composición y estructura molecular de todo aquello que es exclusivo del virus.

Al igual que todos los seres vivos, los virus mutan y evolucionan. Pero, a diferencia de lo que para formas de vida complejas es una desventaja, para los virus cometer errores en la replicación (multiplicación) es una ventaja que les permite diversificar su estrategia invasiva. De hecho, los corona virus se multiplican muy rápido y no cuentan con un mecanismo (enzima) que repare los errores que ocurren al reproducirse, por lo cual éstos permanecen dando origen frecuentemente a mutaciones.

Es así como en un día, en un individuo enfermo ya puede haber cientos de variantes del virus, lo que se traduce en que el enemigo ya no es el mismo. Aquí viene algo que podría ser de importancia en el plan de ataque: hay partes del virus que manifiestan muchas menos mutaciones, pues si éstas ocurren podría dificultar seriamente su supervivencia. Por ejemplo, una zona de una molécula requerida en forma estricta para infectar la célula hospedadora. Vacunas y antivirales dirigidos a esos sitios podrían ser muy eficientes. La enseñanza que hay tras esto es que la cooperación a todos los niveles y de todas las disciplinas es crucial. El matemático que modela, el biólogo computacional y el bioinformático que predicen los sitios invariables y posibles drogas o anticuerpos que se les unan, el biofísico y el bioquímico que investigan la biología molecular de la interacción virus–célula,  el inmunólogo que estudia si hay una respuesta inmune rápida o lenta y el clínico que diseña los ensayos en humanos. Y muchos más, por ejemplo, los que diseñan políticas sanitarias acorde a las circunstancias.

Como bien se han percatado, hay muchísima actividad en los medios respecto de este virus en particular, pues esta es una situación inédita. Nunca en la historia de la humanidad ha sucedido que podamos seguir día a día lo que ocurre en cualquier lugar del mundo, aunque cosas parecidas -nos referimos a epidemias (condición que afecta un gran número de personas dentro de un grupo, por ejemplo un país)- han ocurrido frecuentemente a lo largo de toda la historia de la humanidad.

Lo nuevo es que somos muchos y nos movemos mucho de un lado a otro, especialmente por la globalización, las mejores posibilidades de transportes accesibles y también influye el gran número de habitantes en el planeta (las pandemias afectan a muchos países). Pero, por el lado positivo, sabemos mucho y tenemos una tremenda capacidad científica, médica y tecnológica. Las enfermedades se transmiten más fácilmente, pero tenemos muchos más recursos.

Por un lado, compuestos antivirales clásicos bloquean el proceso de replicación que también afecta el ADN de las células humanas y han sido útiles principalmente en el tratamiento de infecciones con virus Herpes. Por otro lado, los anticuerpos han salvado a la humanidad del ataque de varios virus como la rabia, la poliomielitis y el sarampión. La velocidad con que se diseñan y preparan vacunas es cada vez mayor, como también las estrategias para prepararlas. Unos treinta años atrás, estar infectado con el virus del SIDA era una condena a muerte, hoy no. Cabe mencionar que el virus del SIDA, como el coronavirus, es un virus cuyo material genético es ARN y pese a que no muta tan frecuente como el coronavirus, la terapia actual más efectiva no se basa en anticuerpos sino en compuestos químicos pequeños diseñados expresamente para ese virus y sus peculiaridades.

Debe considerase que en el caso del Covid-19 se puede limitar su impacto evitando su ingreso a la célula, lo cual impide que se reproduzca o multiplique, pudiendo ser eliminado más eficientemente por nuestra primera línea defensiva general (el sistema inmune innato o inespecífico), evitando así  una potente respuesta inflamatoria que culmina con la muerte orgánica. Esto sí afecta uno o más órganos vitales, como ocurre con los pulmones en el caso del Covid-19.

Las células complejas, como las de los humanos, han desarrollado diversas y variadas formas para interactuar armónicamente entre ellas, para constituir órganos, y desde luego, un organismo funcional completo como lo somos nosotros. En efecto, cada célula debe interactuar con otras, cercanas o lejanas, a través de mecanismos de señalización molecular que funcionan básicamente de modo que un receptor en la superficie de un tipo de célula interactúa con una molécula externa que la estimula de una forma u otra para coordinar acciones, entre ellas, activar a la célula receptora para dejar entrar algo que le será útil. Aquí surge otro elemento clave para intentar evitar que los virus entren en las células.

Los virus, al interaccionar con estos mecanismos, han desarrollado cambios en su estructura que simulan ser algo que la ingenua célula necesita. Es lo que sucede cuando un ladrón consigue la llave de un sitio al cual intentará robar. De aquí se desprende, además, que muchas enfermedades producidas por virus afectan principalmente a ciertos órganos, porque allí abundan los receptores (chapa de la puerta) específicos para alguna molécula (llave), que tiene un determinado virus. Así se abre la puerta de entrada a la célula.

En la mayoría de los casos se conoce al menos un receptor en la superficie celular al que se une un virus determinado, por lo tanto una buena idea es estudiar las posibilidades de bloquear esta unión, pero sería un mecanismo específico para los virus que se unen a ese receptor.

Uno de estos mecanismos generales de ingreso de virus a las células es la endocitosis, proceso en que la célula internaliza parte de su barrera externa (la membrana) y también lo que se encuentra unido a su exterior, generando un organelo intracelular llamado endosoma temprano. Si conocemos estas variantes, en su dimensión molecular y celular, podemos entender por dónde pueden entrar los virus y buscar maneras de bloquear su ingreso a este nivel actuando directamente sobre elementos de la maquinaria celular. Así se ha demostrado ocurre con algunos virus, donde al bloquear receptores activados por la molécula extracelular ATP (también llamada señal de peligro) se evita el ingreso del virus. Por otro lado, bloqueando la vía de la membrana celular que permite la salida de ATP desde las células también se evita el ingreso viral como es el caso del virus del SIDA.

En el entendido que la endocitosis implica la internalización de grandes superficies de membrana, uno de los fármacos incluidos en estudios de efectividad para contrarrestar la infección por el Covid-19, que actualmente se está ensayando en Estados Unidos y Canadá, es la hidroxicloroquina. Este compuesto, además de su reconocido efecto sobre la acidez (pH) de los endosomas, bloquea la vía de liberación de ATP, evitando la formación de los endosomas, lo que corresponde a una etapa anterior al reconocido efecto de la hidroxicloroquina sobre el pH de los endosomas ubicados en el interior de las células y, por ende, no ocurre el ingreso del virus mediante endocitosis.

En unos meses más sabremos si este fármaco, que cuenta con la aprobación de la FDA (institución estadounidense que regula el uso de fármacos en humanos), es efectivo en pacientes infectados con Covid-19. Reportes informales han indicado que 78 pacientes de un total de 80 se han recuperado en el plazo de siete días. De ser confirmado con un número mayor de pacientes, estos compuestos podrían considerarse como una nueva generación de agentes antivirales.

Naturalmente esta es una visión general sobre algunos aspectos que permiten entender mejor las diferentes aproximaciones experimentales y clínicas para frenar los efectos del Covid-19. A fin de cuentas, lo que debiera ocurrir es que deberíamos llegar a una coexistencia más o menos pacífica entre el virus y nosotros. Ya sea porque desarrollaremos vacunas eficientes, algunos antivirales o sugerencias prácticas que surgen desde la experiencia de quienes han ensayado estrategias propias exitosas, detrás de las cuales, de seguro, habrá un componente científico que lo justifique.

 

Por último, un mensaje de optimismo: muy rápidamente surgen noticias positivas del ámbito científico y médico. Además de lo anteriormente mencionado, tenemos noticias de vacunas que ya se están ensayando y con buenos resultados.

La moraleja que nos debe quedar de esta experiencia colectiva es que hay que confiar en la ciencia, cada vez más comunitaria, inmersa en los problemas de la sociedad y cooperativa. Queda demostrado que invertir en ciencia es lo mejor que podemos hacer para emergencias como ésta. El llamado es que no sólo el estado invierta más, sino, además, el mundo privado. En definitiva, la sociedad será cada vez mejor, en lo económico, social y sustentable, mientras más a fondo comprendamos y cooperemos en conocer el origen de los problemas que surgen en todo ámbito de la convivencia humana.


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