Un viatge al·lucinant al fons dels virus

Una càpsula de 100 nanòmetres de diàmetre plena de gens s’ha cobrat la vida de més de dos milions de persones i ha transformat el món. Els científics es miren els virus amb desconcert

CARL ZIMMER
7 min
Un viatge al·lucinant al fons  dels virus

D’ençà del descobriment del SARS-CoV-2 el gener de l’any passat, científics d’arreu del món l’estudien amb deteniment per mirar d’entendre com una cosa tan minúscula ha pogut causar tants estralls. Han cartografiat les proteïnes de les espícules amb què s’aferra a les cèl·lules i han desemmascarat els trucs que empra contra el nostre sistema immunitari, però encara hi ha grans interrogants que no tenen resposta. Per damunt d’ells, plana la pregunta més transcendental de totes: ¿és viu el coronavirus?

Des de fa un segle, els científics es plantegen si aquests patògens són éssers vius. El mes passat, en una publicació a la revista científica Frontiers in Microbiology, dos microbiòlegs de l’University College de Cork, Hugh Harris i Colin Hill, van presentar una recapitulació d’aquest debat. Els dos científics no hi entreveuen un final. “A la comunitat científica mai no hi haurà una unanimitat total en relació amb la condició d’éssers vius dels virus”, declaren.

La qüestió és difícil de dirimir perquè els científics no es posen d’acord a l’hora de definir què vol dir estar viu. Per bé que la vida pugui semblar una de les propietats més evidents de l’Univers, resulta extremadament difícil traçar línies precises que la separin de la resta de l’existència. Segons algunes definicions, fa de mal dir si un conill és viu.

La naturalesa insòlita dels virus va sortir a la llum en un moment en què els científics es replantejaven la definició de vida en el context del nou llenguatge de la bioquímica. Els virus no encaixaven en les seves definicions. Es multiplicaven, però no ho feien alimentant-se ni creixent, ni tan sols reproduint-se. Senzillament, envaïen cèl·lules i les obligaven a fer tota la feina de producció de nous virus.

Una de les definicions més populars de vida va sorgir d’una reunió de científics organitzada per la NASA el 1992. Aquest grup va convenir que el metabolisme és essencial, però principalment perquè aporta el material i l’energia que necessiten els organismes per copiar els seus gens i transmetre’ls a la generació següent. A l’acabar de sopar, els científics que assistien a la reunió van resumir en poques paraules les seves idees: “La vida és un sistema químic autosostingut capaç d’experimentar una evolució darwiniana”.

En qüestions d’evolució, els virus són velocistes imbatibles. Muten amb molta més freqüència que les formes de vida cel·lulars, la qual cosa els permet evolucionar molt més de pressa. Els virus que infecten els animals han adquirit la capacitat d’infectar la nostra espècie. El VIH va sorgir de virus que afectaven els primats, la grip ve de les aus i els SARS-CoV-2 -diguin el que diguin els conspiracionistes- prové de virus que infecten els ratpenats. Tot just en els últims dos mesos, l’evolució ha rejovenit la pandèmia. Les variants del SARS-CoV-2 adquireixen mutacions que els confereixen un avantatge competitiu.

Tanmateix, l’evolució dels virus tan sols encaixa amb una part de la definició de vida de la NASA. Els virus, per ser éssers vius, també haurien de ser sistemes químics autosostinguts, un requisit que clarament no compleixen. “Segons la definició amb què treballem, els virus no passarien el tall”, comenta el Dr. Joyce en una entrevista a Astrobiology Magazine.

No es pot afirmar que un conill és viu

Ara bé, hi ha moltes altres coses a banda dels virus que no passen el tall. En una conferència impartida el 1947, Albert Szent-Györgyi, un bioquímic hongarès, va assenyalar que ni tan sols un conill no supera la prova. “Un conill no es podria reproduir per si sol en cap cas”, va dir al públic Szent-Györgyi. “Si la vida es caracteritza per l’autoreproducció, no es pot en absolut afirmar que un conill sigui viu”. Szent-Györgyi ni tan sols creia que es pogués definir la vida. “El substantiu vida no té sentit -sostenia-, atès que no existeix tal cosa”.

Potser respondreu que un sol conill sí que és viu, perquè pertany a una espècie que s’autoreprodueix. En tal cas, us podria interessar conèixer el Poecilia formosa, una espècie de peix que habita al sud-oest dels Estats Units i el nord-est de Mèxic i que va sorgir fa uns 280.000 anys. Tots els Poecilia formosa són femella i només tenen filles que, en realitat, són clons d’elles mateixes.

Però aquest peix no ha pas abandonat tots els seus costums ancestrals. Perquè els seus ous es puguin desenvolupar, els Poecilia formosa se solen aparellar amb un mascle d’una de les espècies de les quals van sorgir. Quan l’esperma de les seves parelles s’introdueix als ous, els Poecilia formosa els destrueixen amb enzims. Els peixos no necessiten els gens dels mascles, sinó només un element desencadenant que posi en marxa la reproducció.

Per això, els Poecilia formosa, com els conills i els virus, compliquen l’existència als que delimiten la vida traçant fronteres nítides. Un sol Poecilia formosa no es pot reproduir. Però és que dos Poecilia formosa tampoc no poden. De fet, tota la població de l’espècie és incapaç de produir les seves pròpies cries. Són paràsits sexuals que depenen d’altres espècies per a la seva reproducció. Si la definició de vida implica que una espècie sigui capaç d’autoreproduir-se, aquests peixos aparentment normals i corrents no hi encaixarien.

La “virocèl·lula”

En els últims anys Patrick Forterre, un científic francès, ha revitalitzat el debat sobre els virus esgrimint que es parteix d’una concepció equivocada. Els científics que asseguren que els virus no són éssers vius se’ls imaginen flotant aïllats, com una carcassa que conté un conjunt inert de gens. Però això només és una part del cicle dels virus. Quan infecten una cèl·lula, en reorganitzen de dalt a baix el laberint de reaccions químiques per tal que deixi de mantenir-se en vida a si mateixa i passi a produir virus. La cèl·lula esdevé una nova forma de vida amb un nou objectiu controlada per un nou conjunt de gens. El Dr. Forterre l’anomena una virocèl·lula. En aquesta fase, el virus és tan viu com la cèl·lula a la qual ataca. “Si el somni d’una cèl·lula és produir dues cèl·lules, el somni d’una virocèl·lula és produir un centenar o més de noves virocèl·lules”, va escriure el 2011.

El Dr. Forterre no va convèncer gaires dels seus col·legues. Purificación López García i David Moreira en rebaten els arguments afirmant que són “aliens a la lògica”. D’altres no han donat credibilitat a la virocèl·lula perquè la consideren una mera llicència poètica. Els virus no poden viure, de la mateixa manera que no poden somiar. Quan el Comitè Internacional per a la Taxonomia dels Virus va establir un sistema de classificació modern, va declarar que “els virus no són organismes vius”.

Tot i això, no deixa de ser estrany que es pugui expulsar els virus de la casa de la vida i deixar-los pul·lulant davant de la porta. Són molts els que s’hi amunteguen. Hi ha més virus en un litre d’aigua de mar que éssers humans en tot el planeta. Si poguéssim comptar tots els virus de la Terra, obtindríem una xifra superior a la suma de totes les formes de vida cel·lulars juntes, potser per un factor de 10. Segons diuen, el biòleg J.B.S. Haldane va afirmar que Déu té una predilecció desmesurada pels escarabats. Si fos així, Déu tindria una obsessió amb els virus.

Diversitat viral

La diversitat dels virus és colossal. Es calcula que al món hi podria haver bilions d’espècies de virus. Quan els viròlegs descobreixen nous virus, solen formar part d’un gran llinatge totalment desconegut fins llavors. Els ornitòlegs i els aficionats a l’observació d’aus viuen amb un esclat justificat de joia el descobriment d’una nova espècie. Imagineu-vos com seria descobrir de cop tota la classe de les aus. Doncs això és el que experimenten els viròlegs.

¿Com podem desterrar tota aquesta diversitat biològica fora dels confins de la vida? Desterrar-ne els virus implica deixar de banda també el poder que exerceixen sobre els seus hostes. El SARS-CoV-2 s’ha cobrat milions de vides, ha sembrat el caos en l’economia i ha afectat els ecosistemes i l’atmosfera de tot el planeta. Virus diferents causen estralls a altres espècies dia rere dia. Al mar, els virus bacteriòfags infecten 100.000 milions de bilions d’hostes microbians per segon. Maten entre el 15 i el 40 per cent de bacteris dels oceans del món cada dia. Aquests bacteris esmicolats aboquen a mars i oceans milers de milions de tones de carboni que alimenten altres criatures marines.

Tot i això, els virus també poden establir relacions amistoses amb altres espècies. Si bé el SARS-CoV-2 causa la mort de milers de persones cada dia, val a dir que al nostre organisme hi ha bilions de bacteriòfags, fins i tot si gaudim d’un estat de salut òptim. Fins avui, els científics han identificat 21.000 espècies de virus bacteriòfags que habiten al nostre intestí, 12.000 de les quals es van descobrir en un sol estudi que tot just s’ha publicat aquest mes.

La majoria d’aquests virus residents infecten els bacteris, els fongs i altres organismes unicel·lulars que viuen al nostre interior. Alguns estudis apunten que els virus que tenim dintre nostre ajuden a mantenir l’equilibri de la vida que alberguem evitant que cap espècie es descontroli i ens faci emmalaltir. Si els virus són inerts, es podria dir que el que és inert està inseparablement lligat a la nostra naturalesa.

Els mamífers actuals existeixen gràcies als virus

Per més sorprenent que resulti, la nostra vida depèn de material genètic d’origen víric que ha format part dels genomes dels nostres ancestres durant milions d’anys. Fa més de 100 milions d’anys, un virus va envair el genoma dels nostres avantpassats llunyans primitius. A mesura que es transmetia d’una generació a la següent, l’ADN viral va anar mutant i va perdre la capacitat de fabricar nous virus. Però de tant en tant, encara era capaç de generar una còpia d’ell mateix, la qual es tornava a inserir al genoma del seu hoste. Aquestes còpies inofensives es van anar amuntegant i van continuar mutant encara més. Als nostres dies, els fragments dispersos d’aquests virus del Juràssic estan escampats pels genomes dels mamífers moderns com els cavalls, els porcs formiguers i nosaltres. Altres virus es van infiltrar més tard als genomes dels nostres ancestres i també es van reproduir. Avui dia, som portadors d’aproximadament cent mil fragments d’ADN viral, que representen un 8% del genoma humà. Un d’aquests virus va quedar incrustat al genoma dels nostres ancestres mamífers. Els mamífers van començar a emprar-ne un gen que tenia la capacitat de fusionar cèl·lules per produir proteïnes a la placenta. Una proteïna converteix la placenta en una capa de cèl·lules interconnectades capaç d’absorbir nutrients de les mares i transmetre’ls als embrions. Molts llinatges de mamífers han adquirit gens capaços de fusionar cèl·lules de diversos virus, nosaltres inclosos. S’han demostrat tan útils que els mamífers no podríem viure sense ells. Quan els científics modifiquen ratolins genèticament i els extreuen aquest gen d’origen viral, la placenta no es desenvolupa correctament i l’embrió mor.

Traducció d’Ignasi Vancells

stats