MURCIÉLAGOS Y VIRUS: UNA RELACIÓN SIMBIÓTICA MILENARIA. II Patricio Berríos e. 2021

 MURCIÉLAGOS Y VIRUS: UNA RELACIÓN SIMBIÓTICA MILENARIA. II

Patricio Berríos Etchegaray

Médico Veterinario. Ph.D.

2021

La antigua relación simbiótica entre murciélagos y virus es un contacto muy útil pero que se ha tornado peligrosa al portar virus zoonóticos. Sin embargo, lejos de causarnos daño, los murciélagos han sido siempre nuestros aliados y son inofensivos. Los murciélagos no llegan a la puerta de nuestra casa a infectarnos de COVID-19. Tampoco a chuparnos la sangre o traernos una maldición. Ha sido el ser humano quien ha invadido y destruido sus hábitats y, en cualquier caso, quien los ha llevado hasta su mesa (Osiris Gaona y Beatriz Pascual, 2020).

Los murciélagos son reservorio de virus como el Ébola, Hendra, Marburg, Nipah, rabia y coronavirus

Murciélagos y COVID-19

La especie Rhinolophus affinis, popularmente conocidos como murciélagos de herradura, parece ser el foco más probable. Algunos investigadores no descartan que el virus apareciera en otros lugares cercanos a la provincia china de Yunnan, como Myanmar y Laos donde los murciélagos de herradura son comunes.

Estudios recientes que han analizado decenas de genomas de 3 cepas diferentes de SARS-CoV-2, sugieren que la aparición y evolución del SARS-CoV-2 fue debida a la combinación y la selección genética entre diferentes coronavirus de murciélago y de pangolín que dieron lugar a un nuevo coronavirus. La fabricación artificial del virus está descartada.

Hay 1.200 especies de murciélagos. No es sorprendente. El 60% de las enfermedades infecciosas y el 70% de las infecciones emergentes de los humanos son zoonóticas, de origen animal. Dos tercios proceden de animales salvajes.

La preponderancia de las zoonosis asociadas a murciélagos y roedores no hace otra cosa que reflejar la enorme cantidad de especies diferentes que existen de estos tipos de animales. Son los dos grupos de mamíferos con mayor representación. De las aproximadamente 5.500 especies conocidas de mamíferos, los roedores agrupan a unas 2.300 y los quirópteros en torno a 1.200. Entre ambos constituyen cerca del 60% de los mamíferos.

Una hipótesis denominada del “reservorio especial” sugiere que algunos taxones (grupos animales) que presentan rasgos fisiológicos o ecológicos singulares son más propensos a mantener virus zoonóticos o a transmitirlos a los humanos.

Otra hipótesis, bautizada como “riqueza del reservorio”, vincula el predominio de la zoonosis con los taxones amplios como consecuencia de la riqueza de especies. Los murciélagos cumplen las dos hipótesis: son un grupo de especies muy numeroso y diverso y presentan adaptaciones evolutivas singulares como ser el único mamífero con capacidad de vuelo activo.

Al parecer, las adaptaciones al vuelo de estos animales han tenido un efecto secundario en su sistema inmune. Ha progresado para permitir la convivencia del animal con muchos tipos de virus diferentes, sin que el murciélago muestre síntomas graves o desarrolle la enfermedad.

Además, un estudio reciente de la Universidad de California ha mostrado que la respuesta inmune de los murciélagos ante los virus es contundente. Los mantienen a raya pero, como consecuencia, provocan una reproducción más rápida de los virus y un aumento de la virulencia y de la infectividad que puede causar estragos cuando estos virus saltan desde el murciélago para infectar a otros animales con sistemas inmunes distintos como son los humanos.

Los murciélagos actúan como reservorio de una gran cantidad de diferentes y peligrosos virus como son el virus del Ébola, el virus del Marburg, el virus Hendra, el virus Cedar, el virus Nipah, el virus de la rabia, diversos hantavirus o varias especies de los famosos coronavirus entre otros. En los últimos años diferentes artículos de investigación han alertado sobre el peligro potencial que podrían representar nuevos coronavirus provenientes de murciélagos u otros animales.

La necesidad de una vigilancia más amplia fue la razón por la que se creó hace unos años el “Proyecto viroma global”, promovido por la USAID (Agencia de los EE.UU. para el Desarrollo Internacional). Su objetivo es identificar la diversidad de virus desconocidos que existen en la fauna silvestre del planeta. Un mejor conocimiento del viroma global puede ayudar en la lucha contra las enfermedades infecciosas emergentes. Algunos trabajos relacionados con esta iniciativa ya han detectado en murciélagos multitud de secuencias genéticas que podrían corresponder a cientos de nuevas especies de coronavirus.

El papel ecológico del murciélago

Sin embargo, los murciélagos no deben ser considerados una amenaza ya que tienen un impacto positivo en la naturaleza y su importancia ecológica es colosal. Son esenciales en el mantenimiento y regeneración de selvas y bosques. Actúan como polinizadores. Los que se alimentan de fruta son vitales para la dispersión de las semillas de los árboles.

Muchas especies controlan las poblaciones de insectos que son, también, portadores y transmisores de enfermedades humanas o se convierten en plagas que acaban con las cosechas, lo que repercute en utilizar menos cantidad de pesticidas y por tanto cuidar el medio ambiente. Los murciélagos también son presas de otros depredadores por lo que juegan un papel esencial en el equilibrio de los ecosistemas. Sin olvidar que algunas características de los murciélagos como las alas membranosas y la ecolocalización han inspirado avances tecnológicos en ingeniería.

Los murciélagos son animales que deben ser protegidos, cuidados y tratados con respeto, pero es necesario ser prudentes. Si nos topamos con algún ejemplar, tenemos que evitar la manipulación, sobre todo si no se poseen los medios o la experiencia adecuada ya que, al igual que ocurre con el resto de los animales silvestres, existe la posibilidad de que puedan transmitirnos algún tipo de enfermedad.

Con respecto al Covid -19 existe evidencia científica que indica que este nuevo coronavirus podría provenir de los murciélagos. Así lo sugieren los resultados de la investigación de Zhou y colaboradores (2020) publicados en la revista científica Nature. Cuando compararon el genoma del nuevo coronavirus con otros -ya conocidos- del mismo grupo, encontraron una similitud del 96% en sus genomas. Estos resultados sugieren que los murciélagos podrían ser también el reservorio natural del SARS-CoV-2.

El descubrimiento de virus almacenados en murciélagos fue el resultado de una investigación sobre el síndrome respiratorio agudo y grave (SARS) que reveló que el virus que causa esta infección procedía de estos animales; en este caso el virus pasó de este animal a las civetas, un animal exótico, y luego al hombre.

Los murciélagos son una fuente de gran cantidad de virus peligrosos. Y no solo los murciélagos, algunos autores estiman que en los mamíferos puede haber unos 320.000 virus distintos, la inmensa mayoría desconocidos (Raúl Rivas 2020)

Hasta el momento, se conocen más de 1.400 especies de murciélagos, éstos habitan en todos los lugares del mundo -excepto en los casquetes polares- y se conocen aproximadamente 66 virus aislados de diferentes especies de murciélagos. Así mismo, se ha encontrado evidencia de la infección de murciélagos por virus a nivel serológico, es decir, a través de su sangre.

Los murciélagos, cuyo nombre científico es quirópteros (Chiroptera), son un tipo de mamíferos cuyas extremidades superiores se desarrollaron como alas. No son roedores, son los únicos mamíferos voladores. Los murciélagos representan aproximadamente un 20% de todas las especies de mamíferos. Dentro de los mamíferos, son después de los roedores el grupo más numeroso.

Existe una larga historia de convivencia entre murciélagos, virus, bacterias y otros microorganismos.

Los murciélagos son portadores de numerosas enfermedades potencialmente reemergentes en el hombre y animales. En un estudio realizado en colaboración con los investigadores del IRD (1) y publicado en Nature communications, se reveló que los murciélagos constituyen una amenaza planetaria. Estos pequeños mamíferos voladores serían quienes transmiten varios agentes infecciosos a todo el reino animal, por lo que se les considera como reservorios de numerosos virus zoonóticos. Es sabido que los murciélagos son portadores de paramixovirus y son responsables del sarampión, de las paperas y de numerosas infecciones respiratorias, entre otras, siendo estas unas de las primeras causas de mortalidad infantil en el mundo. La existencia de semejante reservorio animal compromete la esperanza de erradicar algunas enfermedades humanas, como el sarampión. Otros virus, como los virus Hendra y Nipah que hacen estragos en Asia y en Australia, también fueron detectados en estado de latencia en África. Los investigadores identificaron 60 nuevas especies de paramixovirus. Pero sobre todo descubrieron que los murciélagos tienen formas genéticamente parecidas a los paramixovirus que se creían propios del hombre.

Se ha demostrado que los murciégalos son el hospedero natural de muchos virus zoonóticos que causan infecciones algunas muy graves en humanos: desde los recientes casos de filovirus Ébola y Marburg, hasta el virus de la rabia y otros Lyssavirus, coronavirus que causan síndromes agudos respiratorios como el SARS o el MERS, y muchos tipos de Paramyxovirus como los virus Nipah y Hendra.

A pesar de ser portadores de tanto virus, parece que los murciélagos son inmunes a su infección. ¿Por qué los murciélagos son portadores de virus? ¿por qué ellos mismos no se infectan y mueren por la acción de tanto virus?

Algunos investigadores piensan que los murciélagos tiene algo peculiar que les hace ser reservorio de tanto tipo distinto virus. Por ejemplo, se ha secuenciado el genoma de un par de especies de murciélagos y se ha encontrado que, a diferencia de otros mamíferos, los genes del sistema de detección y reparación de daños en el ADN está activo de forma constitutiva. Se especula que esto pueda estar relacionado con el tipo de vuelo de los murciélagos que consume mucha energía, requiere un metabolismo muy activo que genera mucho estrés que a su vez causa daño en el ADN de las células, que rápidamente es detectado y reparado. Esos sistemas suelen ser además la diana que utilizan muchos virus, por lo que tenerlos tan activos ha podido hacer a los murciélagos inmunes y capaces de ser portadores de virus sin sufrir ellos las consecuencias.

2.- Infección por el virus Nipah (VNi)

La infección por el virus Nipah (VNi) es una nueva zoonosis emergente que causa cuadros graves tanto en animales como en el ser humano. El hospedero natural del virus es el murciélago frutero de la familia Pteropodidae, género Pteropus.

El VNi se detectó por vez primera durante un brote de la enfermedad que se declaró en Kampung Sungai Nipah, Malasia, en 1998. En esta ocasión el hospedero intermediario fue el cerdo. Sin embargo, en brotes posteriores de VNi no hubo hospederos intermediarios. En Bangladesh, en 2004, las personas afectadas contrajeron la infección tras consumir savia de palma datilera contaminada por murciélagos fruteros infectados. También se ha documentado la transmisión entre personas, incluso en un entorno hospitalario en la India.

En el hombre la infección por VNi se asocia a un espectro de manifestaciones clínicas que van desde un proceso asintomático hasta un síndrome respiratorio agudo o una encefalitis mortal. El VNi también puede afectar a los cerdos y otros animales domésticos. No hay ninguna vacuna para el hombre o los animales.

El reservorio o almacén donde se esconde el virus Ébola en la naturaleza probablemente sean los murciélagos frugívoros, que se alimentan de fruta, como las especies Hypsignathus monstrosus, Epomops franqueti y Myonycteris torquata. Aunque en realidad todavía no se ha aislado el virus en ellos, sí que se han detectado anticuerpos contra el virus y ARN genómico del virus.

Referencias

Badrane H, Tordo N. Host switching in Lyssavirus history from the Chiroptera to the Carnivora orders. J Virol. 2001;75(17):8096–8104. doi:10.1128/jvi.75.17.8096-8104.2001

Bat Conservation International (BCI). 2020. General News, BCI's FAQ on Bats, Coronaviruses, and Zoonotic Disease. Recuperado de www.batcon.org

, última actualización: 18 de marzo del 2020.

Calisher CH, Childs JE, Field HE, Holmes KV, Schountz T. Bats: important reservoir hosts of emerging viruses. Clin Microbiol Rev. 2006;19(3):531–545. doi:10.1128/CMR.00017-06

Ceballos, G., Arroyo-Cabrales, J., Medellín, R. A., y Domínguez-Castellanos, Y. 2005. Lista actualizada de los mamíferos de México. Revista Mexicana de Mastozoología, 9, 21-71.

Kuno, G. (2001), Persistence of arboviruses and antiviral antibodies in vertebrate hosts: its occurrence and impacts†. Rev. Med. Virol., 11: 165-190. doi:10.1002/rmv.314

OMS. 2020a. Brote de enfermedad por coronavirus (COVID-19). Preguntas y respuestas. Organización Mundial de la Salud. Consultado en línea el 25 de marzo de 2020: https://www.who.int/.../advice-for-public/q-a-coronaviruses

OMS. 2020b. Alocución de aperture del Director General de la OMS en la rueda de prensa sobre la COVID-19 celebrada el 23 de marzo de 2020. https://www.who.int/.../who-director-general-s-opening...

OMS. 2020c. Coronavirus disease (COVID-19) Pandemic. Coronavirus disease (COVID-19) outbreak situation. Consultado el 24 de marzo de 2020: https://www.who.int/emerg.../diseases/novel-coronavirus-2019

Simmons, N. B. 2005. Order chiroptera. En D. E. Wilson y D. M. Reeder (Eds.), Mammal species of the world: a taxonomic and geographic reference (pp. 312-529). JHU Press.

3.- Influenza en murciélagos

La influenza en murciélagos fue descubierta en "pequeños murciélagos de hombros amarillos" en Guatemala, durante un estudio realizado por expertos de los CDC y la Universidad del Valle en 2009 y 2010 en Guatemala (1). Desde entonces, los virus de la influenza en murciélagos han sido detectados en otras especies de murciélagos en América Central y América del Sur. Las investigaciones de laboratorio realizadas en los CDC y otros lugares sugieren que estos virus tendrían que someterse a cambios significativos para poder diseminarse fácilmente entre los seres humanos e infectarlos. Las especies de murciélagos que en este momento se conoce que transportan la influenza en murciélagos no son oriundas de los Estados Unidos continentales pero son comunes en América Central y América del Sur.

¿Representa la influenza en murciélagos una amenaza para la salud humana?

Investigaciones preliminares de laboratorio en los CDC sugieren que las células humanas no resisten el crecimiento de los virus de influenza en murciélagos en el tubo de ensayo. Esto sugiere que los virus de influenza en murciélagos no pueden crecer o duplicarse en los seres humanos y tendrían que sufrir cambios significativos para poder diseminarse fácilmente entre los seres humanos e infectarlos. Sin embargo, pruebas del genoma de los virus de influenza en murciélagos plantean que sus genes internos son compatibles con los virus de influenza en seres humanos, por lo que los científicos de los CDC no pueden descartar la posibilidad de que estos virus puedan llegar a infectar a los seres humanos

¿Cómo podrían los virus de la influenza en murciélagos diseminarse entre los seres humanos e infectarlos?

Los genes internos de los virus de influenza en murciélagos son compatibles con los virus de la influenza humana, por lo tanto, es posible que estos virus puedan intercambiar información genética con los virus de la influenza humana a través de un proceso llamado "realineamiento". El realineamiento se produce cuando dos o más virus de influenza infectan una célula única, que permite a los virus intercambiar información genética. El realineamiento a veces puede llevar a la aparición de nuevos virus de la influenza capaces de infectar a los seres humanos.

Sin embargo, aún no se conocen las condiciones necesarias para el realineamiento entre los virus de influenza humana y los virus de influenza en murciélagos. Otro animal (como por ejemplo: cerdos, caballos, perros o focas) tendría que actuar como "puente", lo que significa que este animal tendría que ser infectado con este nuevo virus de influenza en murciélagos y el virus de influenza humana para que ocurra el realineamiento. Desde que se descubrió la influenza en murciélagos, se ha realizado al menos un estudio para evaluar la posibilidad de que ocurran realineamientos entre los virus de la influenza en murciélagos y otros virus de la influenza (3). Hasta el momento, los resultados de estos estudios siguen indicando que es muy poco probable que los virus de la influenza en murciélagos se realin en con otros virus de la influenza para crear virus nuevos potencialmente más peligrosos o infecciosos. En su forma actual, los virus de la influenza en murciélagos parecen no representar ninguna amenaza para la salud humana.

¿Por qué es importante para la salud pública el descubrimiento de la influenza en murciélagos?

El descubrimiento de la influenza en murciélagos es importante para la salud pública porque los murciélagos representan una nueva especie animal que puede actuar como una fuente de virus de influenza. Los virus de influenza ya son conocidos por causar enfermedades y diseminarse entre otros animales, incluyendo aves domésticas y silvestres, cerdos, caballos y perros, con brotes esporádicos entre focas, ballenas, hurones y gatos. Los CDC y expertos en enfermedades de todo el mundo controlan los virus de influenza que circulan en los animales porque las pandemias anteriores del siglo 20, así como la pandemia de influenza H1N1 2009, fueron causadas por virus de influenza en animales que tenían la capacidad de infectar y diseminarse fácilmente entre los seres humanos.

El descubrimiento de la influenza en murciélagos ha aclarado la evolución de los virus de influenza A, B y C. Es posible que muchos de los genes internos de los virus de influenza en murciélagos sean descendientes de familias de virus de influenza que alguna vez circularon más ampliamente en siglos anteriores, y que ahora están extintas, o aún por descubrir. Las comparaciones establecidas entre los diferentes virus de la influenza en murciélagos detectados por medio de un proceso llamado análisis filogenético en América Central y América del Sur han demostrado que existe una diversidad genética considerable entre estos virus de la influenza en murciélagos. Esta diversidad es tan amplia que algunos investigadores de la influenza concluyeron que los virus de la influenza en murciélagos encontrados en las poblaciones de murciélagos en América Central y América del Sur pueden presentar una diversidad genética tan grande en algunos segmentos de genes que aquellos encontrados en los virus de la influenza de todas las otras especies de mamíferos y aves juntas. Esto indica que estos virus han estado evolucionando en los murciélagos durante un largo tiempo, posiblemente durante siglos (2).

Los virus de la influenza en murciélagos descubiertos en América Central y América del Sur son muy diferentes de otros virus de la influenza detectados en seres humanos y animales. Todos los virus de influenza A tienen proteínas de superficie hemaglutinina (HA), y hasta el descubrimiento de estos virus, solo se sabía de la existencia de 16 tipos diferentes (o "subtipos") de proteínas HA en la naturaleza. Los nuevos virus de la influenza en murciélagos son tan diferentes de los subtipos preexistentes que los científicos de los CDC los han clasificado como nuevos subtipos, denominados "H17" y "H18" (1,2). El otro gen que codifica la proteína de superficie del virus, neuraminidasa (NA), también es extraordinariamente diferente de los virus de influenza conocidos. Es posible que este gen provenga de antiguos virus de influenza en murciélagos que están extintos o aún por descubrir. Los científicos de los CDC han propuesto nuevas designaciones para los subtipos de NA encontrados en murciélagos: "N10" y "N11."

Los científicos creen que las proteínas de superficie HA y NA de los virus de la influenza en murciélagos funcionan de manera diferente de como lo hacen estas proteínas en los virus de la influenza en seres humanos, en otros mamíferos y aves. Por ejemplo, las proteínas de superficie HA en los seres humanos participan en la infección al permitir que un virus de la influenza se adhiera y logre ingresar a las células de las vías respiratorias de los seres humanos. Asimismo, las proteínas de superficie NA que se encuentran en los virus de la influenza y que infectan a los seres humanos, las aves y otros mamíferos también participan en la infección al permitir que un virus de la influenza se escape de una célula infectada e infecte a otra célula sana. Sin embargo, las proteínas HA y NA encontradas en los virus de la influenza en murciélagos en América Central y América del Sur no ejecutan estas funciones de la misma manera, según un análisis de sus estructuras de cristales. Los investigadores concluyeron que estas proteínas de superficie deben contar con un mecanismo de acción diferente en los murciélagos. Por lo tanto, siguen siendo una incógnita los medios por los que estos virus de la influenza en murciélagos entran o salen de las células para infectar estos mamíferos.

El descubrimiento del virus de influenza en murciélagos fue posible por el trabajo de campo realizado por el Centro de Regional de Detección Global de la Enfermedad (GDD) de los CDC en Guatemala, en colaboración con el Programa de Descubrimiento de microbios patógenos, de los CDC; el Programa sobre la Rabia, de los CDC, y la Universidad del Valle de Guatemala.

Se capturaron un total de 316 murciélagos sanos de 21 especies diferentes en ocho localidades en el sur de Guatemala durante dos años consecutivos, 2009 y 2010. Como parte del estudio, se recogieron 180 murciélagos en mayo de 2009 y 136 murciélagos en septiembre de 2010. Con la ayuda del Centro Regional de GDD en Guatemala y la Universidad del Valle, el programa sobre la Rabia de los CDC de la Oficina de enfermedades infecciosas y GDD de los CDC marchó a la vanguardia en el hisopado de los murciélagos. Se recogieron muestras rectales y tejidos de cada uno de los murciélagos.

El Programa de descubrimiento de microbios patógenos de la División de Enfermedades Virales de los CDC analizó los hisopados que dieron negativo para la rabia con el objetivo de detectar otros virus patógenos. Las pruebas iniciales para la detección del virus llevadas a cabo por el Programa de Descubrimiento de microbios patógenos determinó que tres de los 316 murciélagos dieron positivo para la influenza. Todos eran de una sola especie conocida como murciélagos de hombro amarillo de tamaño pequeño.

El Programa de descubrimiento de microbios patógenos de los CDC pudo identificar y secuenciar el genoma completo del nuevo virus utilizando instrumentos de secuenciación de alto rendimiento en el laboratorio (específicamente secuenciación 454 Pyro y Illumina GAIIx) en los laboratorios de los CDC en su sede de Atlanta y en la unidad de secuenciación de la Universidad de Emory, respectivamente.

Referencias

Suxiang Tong et al. "A distinct lineage of influenza A virus from bats." PNAS 2012.Externo

Suxiang Tong et al. "New World Bats Harbor Diverse Influenza A Viruses." PLOS Pathogens. 2013.Externo

M Juozapaitis et al. "An infectious bat-derived chimeric influenza virus harbouring the entry machinery of an influenza A virus." Nature Communications. 2014. 5:4448