Birusak ez dira beti etsai

“Azido nukleiko zati bat, albiste txarrez inguratua”; horrelaxe definitu zituen birusak Peter Medawar Nobel saridunak. Ez da definiziorik zehatzena, baina ederki adierazten du birusez dugun ikuspegia, edo urte askoan izan duguna. “Lehen begiratuan ez ditugu oso begi onez ikusten: gaixotasunak sortzen dituzte, batzuk oso larriak, minbizien % 15a birusek eragina izan daiteke, eta abar”, dio Ignacio Lopez-Goñi Nafarroako Unibertsitateko mikrobiologoak. “Baina, birusen munduan gehiago sakondu ahala, konturatzen zara mundu liluragarria dela. Birusak, seguru asko, uste genuena baino askoz hobeak dira”.

“Pentsatu behar dugu munduan birus-kopuru itzela dagoela, 10 ³¹ inguru kalkulatzen da, eta milioika eta milioika horietatik gutxi batzuk baino ez direla patogenoak”, arrazoitu du EHUko Miren Basaras Ibarzabalek, mikrobiologoa hura ere. “Beraz, asko hipotetikoki onuragarriak izan daitezke. Baina, oraindik, gehienek zer egiten duten ez dakigu”.

Gero eta argiago dagoena da biziaren eboluzioan paper garrantzitsua izan dutela birusek. Izan ere, “zelulen artean informazio genetikoa trukatzeko gaitasuna duten sistemak dira birusak”, dio Lopez-Goñik. “Askotan eztabaidatzen da birusak izaki bizidunak ote diren, eta nik ere ez dakit horri erantzuten; baina, seguruenik, biziaren sorrerako lehen uneetatik hor egon ziren birusak, eta dibertsitate genetikoa handitzeko balio izan dute. Eboluzioaren motorra dira birusak”.

Eboluzioaren akuilu

Horren arrasto ugari dago gure genoman bertan. Erretrobirus endogeno deitzen zaien birus-antzeko sekuentziaz josita dugu genoma. Inoiz birus izandakoen DNA-zatiak direla jotzen da. Hala, gure genomaren % 8 birusetatik eratorria izan liteke. Dagoeneko galduta dute, oro har, birusak sortzeko gaitasuna, baina bestelako funtzio asko izan ditzakete. Batzuek beste birus batzuekiko erresistentzia ematen digute, eta beste asko gure geneen erregulatzaileak dira.

Gero eta datu gehiagok erakusten dute oso litekeena dela halako birus bati esker garatu izana ugaztunontzat hain garrantzitsua izan den karena. Enbrioia umetokian ezartzean, enbrioiaren zelula batzuk karena sortzen hasten dira. Zelula horien artean, umetokia zuzenean ukitzen dutenek sinzitina izeneko proteina sortzen dute. Hura ezinbestekoa da amaren ehunen eta enbrioiarenen arteko lotura edo muga behar bezala garatzeko. Bada, sinzitinaren genea, birusen env genearen ia berdina da. Birusek zelula ostalariaren mintzarekin fusionatzeko erabiltzen dute gene horrek kodetzen duen proteina.

Fagoak bakterio bat erasotzen. ARG.: Graham Beards/CC-BY-SA.

Berriki, beste ikerketa batek erakutsi du immunitate-sistemaren eboluzioan ere gako izan daitezkeela halako erretrobirus endogenoak. Eta antzeko adibideak etengabe ari dira ateratzen. Adibidez, urte hasieran bi ikerketa-taldek argitaratu zuten neuronatik neuronara informazioa bidaltzeko erabiltzen diren mikrobesikula batzuk birusen oso antzekoak direla, izatez. Mikrobesikula horiek Arc proteina daramate barruan, eta ikusi dute saguetan neuronen arteko konexioak sortzea eragiten duela, eta epe luzeko memorian eragina duela. Bada, Arc genea birusek kapsidea sortzeko erabiltzen duten gag genearen oso antzekoa da.

Birusak lagun

Argi dago, neurri batean, birusei esker garela garena. “Ikusten ari gara, halaber, birusek zuzenean gaitasun batzuk ematen dizkiotela ostalariari. Adibidez, bakterioetan aspalditik dakigu birusei esker sortzen dituztela toxina batzuk. Eta antzeko adibideak ari dira aurkitzen landare eta animalietan ere”, azaldu du Lopez-Goñik.

Ignacio Lopez Goñi. Mikrobiologia eta birologiako irakaslea Nafarroako Unibertsitatean, eta microBIO blogaren egilea.

Landare gutxi dira gai Yellowstoneko geiserren inguruko lur beroetan hazteko. Dichanthelium lanuginosum belarra, ordea, ohikoa da eremu horietan. Belar hori onddo batek kolonizatzen du, eta, aldi berean, onddoa, birus batek infektatzen. Bada, hiruren arteko sinbiosia derrigorrezkoa da belarra 50 ºC inguruko lurretan bizitzeko. Eta laborategian birusak infektatutako onddo horren eta tomateen eta beste hainbat landareen arteko sinbiosiak sortuta, ikusi dute lur oso berotan (60 ºC-raino) bizitzeko gaitasuna eskuratzen dutela.

Gure sagarrondoen etsairik handienetako batek ere, zorri hauskarak (Dysaphis plantaginea), birus bat du lagun. Birusak infektatzean zorriek hegoak garatzen dituzte. Zorri hegodunak txikiagoak dira eta infektatu gabekoek baino ugalkortasun txikiagoa dute, baina hedatzeko gaitasun handiagoa. Birusa landarearen bidez pasatzen da zorri batetik bestera. Landarearen zeluletan ugaldu ezin duenez, oso birus gutxi egongo da landarean, eta zorri hego gabeak abiada bizian ugarituko dira. Ugaritu ahala, ordea, handitu egiten da zorriak landarean dauden birusekin infektatzeko aukera. Hala, landarean zorri gehiegi dagoenean, berriz ere zorri hegodunak sortuko dira, eta beste adar edo landare baten bila joan ahal izango dira.

Birusak ere mikrobioma

Gizakiok ere sekulako birus-pila dugu. Gure hesteak, esaterako, birusez beteta daude. “Orain asko ari da ikertzen mikrobioma, eta badakigu bakterioek paper garrantzitsua dutela; baina, badirudi mikrobioma horren barruan biroma ere oso garrantzitsua dela” azaldu du Basarasek. “Adibidez, ikusi da biromaren oreka galtzen bada hesteetako hantura-gaixotasunak agertzen direla”.

Miren Basaras Ibarzabal. Mikrobiologiako irakaslea Euskal Herriko Unibertsitatean.

Hesteetan ditugun birusetako asko fagoak dira, bakteriofagoak, alegia, bakterioen birusak; eta litekeena da hesteetako bakterioen populazioak erregulatzen laguntzea, eta baita gure digestiorako garrantzitsuak diren bakterioen hainbat gene erregulatzea ere. “Ikusi da, baita ere, fago batzuek erantzun immunea modulatu edo estimulatu dezaketela, adibidez, antigorputzak sortzen lagunduz”, dio Basarasek.

Hesteez gain, oro har, gorputzeko mukosak oso aberatsak dira fagotan. Gure hortzoietako mukosatan, adibidez, hortzoien azalean baino 40 aldiz birus gehiago dago. Bakterio inbaditzaileen aurkako lehen defentsa-lerroa da mukosa sudurrean, ahoan, begietan, digestio-hodi osoan, eta baita biriketan ere. Giza biriketako ehunak laborategian hazita ikusi zuten defentsa-lerro horretan ezinbestekoak direla birusak. Ehun normala, eta mukosa sortzeko geneak isilduta zituen ehuna (mukosarik gabea) hazi zituzten, eta bakterioak gehitu zituztenean, ikusi zuten berdin hiltzen zirela bi ehunetako zelulak, mukosak ez zuela ezer egiten. Gero, ordea, bakterioen aurkako fagoak gehitu zituzten bakterioen aurretik, eta kasu horretan sekulakoa izan zen mukosak emandako abantaila. Gainera, ikusi dute fagoek antigorputzen gisako molekulak dituztela, mukosako molekulei heltzeko. Horrek mukosaren eta fagoen koeboluzioa iradokitzen du.

Mukosak oso ohikoak dira animalietan, eta aztertu dituzten animalia-espezie guztien mukosatan fago-kopuru handia aurkitu dute. Animalien eta birusen arteko sinbiosiaren adibide polita dira.

Fagoak baino gehiago

Baina, fagoez gain, bestelako birusek ere onurak ekar ditzaketela dirudi. Saguetan ikusi da hesteetako bakterioak kaltetuak direnean (antibiotikoak hartzeagatik, adibidez), norobirusek haien funtzio onuragarriak betetzen dituztela, eta, besteak beste, hestearen egitura normala eta immunitate-sistema mantentzen laguntzen dutela. Saguetan ikusi da, halaber, beste patogeno batzuei aurre egiten laguntzen dutela birus batzuek. Gamma-herpesbirusak Listeria monocytogenes eta Yersinia pestis bakterioekiko erresistentzia handitzen du. Eta immunitate-sisteman oso garrantzitsuak diren NK linfozitoek herpesbirus latenteei esker eskuratzen dituzte birusez infektatutako zelulak eta tumore-zelulak hiltzeko erabiltzen dituzten arma toxikoak.

Birusek ostalariaren mintzarekin fusionatzeko erabiltzen duten genearen ia berdina dugu ugaztun karendunok. Gene horri esker sortzen dugu karena. ARG.: Fred Murphy, Sylvia Whitefield/USCDCP.

Bestalde, koinfekzioen efektuak ere interesgarriak izan daitezke, Lopez-Goñik azaldu duenez: “Batzuetan birus baten infekzioa duzunean, bigarren birus batek okertu ditzake gauzak, baina baita alderantziz ere. Birus batzuek, beste birusekiko infekzioetatik babestu dezakete, immunitate-sisteman eraginez”.

GBV-C birusak immunitate-sistema zertxobait moteltzen duen arren, ez du gaitzik eragiten. Aitzitik, abantaila ere izan daiteke, GIBaren infekzioa ere nabarmen moteltzen baitu. Eta, datu gutxiago dauden arren, badirudi ebolaren kasuan ere hala gertatzen dela. “Horrelako kontuak pixkanaka ikasten joan behar dugu”, dio Lopez-Goñik.

Bakterioekin ikasi dugu, asko patogenoak diren arren, beste asko eta asko onuragarriak direla, baita funtsezkoak ere, gure osasunerako. Eta badirudi bide bera daramagula birusekin, motelago bada ere. “Bakterioak ikertzeko errazagoak dira, eta ondorioz askoz gehiago ikertu dira. Arazo nagusia birusak detektatzeko zailtasuna da. Bakterio guztiek badute genoman gune apropos bat sekuentziazio-teknikekin erraz detektatzeko: 16S-rRNA gunea. Birusetan ez dago halakorik. Asko hobetu da, asko garatu dira diagnosirako teknikak, baina gehiago sakondu beharra dago. Gero eta gehiago dakigu, baina asko falta zaigu”.

“Azken urteetan asko ari da aldatzen hau, eta ditugun teknologia berriekin, birusak orain arte ez zuten protagonismoa hartzen ari dira” dio Lopez-Goñik. Asko dago, beraz, ikertzeko eta aurkitzeko. Baina Basarasek dioen moduan, “pentsatu behar dugu hainbat mikroorganismoz osatuak gaudela, bakterioez eta birusez, eta denek dutela paper bat”. Bai, itxura guztien arabera, birusak ere bagara.

Birusak etxekotzea

Birusak, berez dituzten ezaugarriengatik, oso interesgarriak dira hainbat erabileratarako. Adibidez, bakterio-infekzioei aurre egiteko tratamendu egokia izan litezke fagoak. Ez da kontu berria: duela ehun urte, Felix D’Herellek, fagoei izena eman zienak, disenteria eta kolera sendatzeko erabili zituen. Eta fagoterapia oso erabilia izan zen 1930eko hamarkadan. Baina gero antibiotikoak agertu ziren, eta, haien arrakastarekin, fagoak ahaztuta gelditu ziren, Errusia inguruan izan ezik. “Orain, ikusita arazoak daudela antibiotikoen erresistentziarekin, talde garrantzitsu batzuk hasi dira AEBn, Kanadan eta abarretan, bide hori ikertzen”, azaldu du Miren Basarasek. “Fagoterapiak hainbat arazo eta muga ditu, baina ikerketa-bide interesgarri bat dago hor”, dio Ignacio Lopez-Goñik. “Gainera, fagoak zuzenean erabiltzeaz gain, haiek bakterioen aurka nola egiten duten ere ikertu daiteke”.

Birusak gure beharretarako eraldatzea ere nahiko erraza da. “Birusek naturalki informazio genetiko sartzen dute zelula batean. Bada, informazio hori manipulatu dezakegu, guk nahi duguna sartzeko”, dio Lopez-Goñik. Horixe egiten da, hain zuzen ere, organismoak genetikoki eraldatzeko, zelula ama induzituak sortzeko, CRISPR teknikaren bidez genoma editatzeko, eta, oro har, geneterapiarako. “Geneterapiarako adenobirusen antzekoak erabili ohi dira, ezaugarri egokiak dituztelako. Ikerketa asko egiten ari dira bide horretatik, birusen bidez gene akastunak zuzentzeko. AEBn badaude dagoeneko hainbat protokolo onartuak hemofilia tratatzeko, eta lortzen ari diren emaitzak itxaropentsuak dira”, azaldu du Basarasek.

Herpes simplex birusak. Birus horiek dira tumoreen aurka probatzen ari direnetako batzuk. ARG.: Fred Murphy, Sylvia Whitefield/USCDCP.

Eta tumoreen aurka egiteko ere gero eta proba gehiago ari dira egiten birusekin. Birus onkolitikoek tumore-zelulak ezagutu ditzakete eta zuzenean suntsitu. Edo erabil daitezke immunitate-sistemari laguntzeko tumoreari aurre egiten. “Bestelako tratamenduei gaizki erantzuten dieten minbizi batzuekin ari dira probatzen. Asko dago ikertzeko, baina nahiko bide itxaropentsua da” dio Lopez-Goñik.

Nanoteknologian ere erabilgarriak izan daitezke. Adibidez, birusen automihiztaketarako gaitasuna baliatu daiteke nanoegiturak sortzeko. “Kapsideko proteinak modu espontaneoan elkartzen dira ahalik eta egitura egonkorrenak osatzeko”, azaldu du López-Goñik. Hala, tabakoaren mosaikoaren birusa erabiltzen da nanohodiak eraikitzeko. Eta ildo horretatik, birusak eraldatuz material berriak ere sor daitezke. Gainera, “birusetatik asko ikas dezakegu egitura egonkorrak osatzeko elementuen antolaketaz —gehitu du Lopez-Goñik—, hainbat aplikaziotarako: nanoteknologiarako, diseinurako, eta baita arkitekturarako ere”.