El idioma “virus” existe: cómo se comunican entre sí para infectar bacterias

Source: The Conversation – (in Spanish) – By Alberto Marina Moreno, Chair professor, Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV – CSIC)

Durante mucho tiempo, los virus han sido vistos como entes simples y egoístas: partículas inertes que solo “despiertan” al invadir una célula, a la que convierten en una fábrica de copias de sí mismos antes de destruirla. Esta visión es tan influyente que, a día de hoy, el consenso mayoritario es que los virus no pueden considerarse realmente seres vivos. Sin embargo, ciertas observaciones sobre el comportamiento de bacteriófagos o fagos, los virus que infectan bacterias, hacen que esa imagen pueda quedarse obsoleta.

Investigaciones recientes han demostrado que estos virus no actúan siempre de forma individual ni automática, sino que pueden comunicarse entre sí y tomar decisiones colectivas. Lo más sorprendente es que, en algunos casos, esa comunicación ocurre incluso entre virus que infectan bacterias de especies distintas.

Este hallazgo no solo tiene profundas implicaciones para la ecología microbiana, la evolución de los virus y el desarrollo de nuevas estrategias para combatir bacterias resistentes a antibióticos, sino que confiere capacidades “sociales” a estos entes biológicos.

Los organismos más abundantes del planeta

Aunque suelen pasar desapercibidos, los bacteriófagos son los organismos más abundantes de la Tierra. Se estima que existen alrededor de 10³¹ partículas virales en la biosfera, una cifra que supera en diez veces el número total de bacterias.

Cada día, infectan y destruyen enormes cantidades de bacterias en los océanos, los suelos y también en nuestro propio cuerpo. Cuando un fago infecta uno de estos microorganismos, puede seguir dos rutas principales: el ciclo lítico y el ciclo lisogénico.

En el ciclo lítico, el virus se replica rápidamente y acaba destruyendo la célula bacteriana, mientras libera nuevas partículas virales. En el ciclo lisogénico, en cambio, el genoma del fago se integra en el de la bacteria y permanece latente, replicándose discretamente junto con ella durante generaciones.

Durante décadas, se pensó que esta “elección” dependía únicamente del estado interno de la bacteria o del azar. Hoy sabemos que, al menos en algunos fagos, esa decisión puede ser influida por señales producidas por otros virus.

Un lenguaje químico entre virus

En 2017, un estudio mostró que algunos bacteriófagos utilizan un sistema de comunicación molecular para evaluar su entorno. Este sistema, denominado arbitrium (que en latín significa “decisión”), les permite saber cuántas infecciones han ocurrido recientemente en una población bacteriana.

El mecanismo es sorprendentemente sencillo. Cuando un fago infecta una bacteria, induce la producción de un pequeño péptido (proteína de entre 5 y 10 aminoácidos) que se libera al medio. A medida que más bacterias son infectadas, la concentración de ese péptido aumenta. Los fagos que llegan después “leen” esa señal química y, en función de su nivel, deciden si conviene seguir destruyendo bacterias o pasar a un estado latente.

En otras palabras, los fagos no actúan a ciegas: recogen información del entorno (más péptido implica que ha habido más infecciones y, por lo tanto, menos posibilidades de encontrar bacterias receptoras) y ajustan su comportamiento en consecuencia.

Virus con comportamientos colectivos

Lo que hace este fenómeno aún más fascinante es que la comunicación no siempre se limita a fagos idénticos como se propuso inicialmente. Investigaciones posteriores desarrolladas en nuestros laboratorios han mostrado que algunos péptidos de arbitrium pueden ser reconocidos por fagos emparentados, pero que infectan especies bacterianas distintas. Ello permite una forma de comunicación entre virus diferentes que comparten el mismo nicho ecológico.

Esto significa que un fago puede tomar decisiones basándose no solo en la presencia de sus propios “parientes”, sino también en la actividad de otros virus competidores o cooperadores. Así, en lugar de actuar como entidades aisladas, parecen formar parte de redes de comunicación viral que reflejan la presión global sobre una comunidad bacteriana.

Desde un punto de vista evolutivo, esta capacidad tiene todo el sentido. Si muchos virus (aunque no sean idénticos) están infectando bacterias cercanas, seguir destruyendo indiscriminadamente al huésped puede agotar el recurso disponible. Optar por la latencia puede ser, en ese contexto, una estrategia más eficiente de supervivencia a largo plazo.

Este tipo de comportamiento es idéntico a los sistemas de quorum sensing o –percepción de cuórum– que utilizan muchas bacterias y otros organismos para coordinar acciones en función de la densidad poblacional. Sin embargo, encontrar algo similar en virus resulta especialmente llamativo, ya que tradicionalmente se pensaba que carecían de la capacidad para “tomar decisiones”.

Una nueva mirada sobre los virus

Que los fagos intercambien información, incluso entre especies distintas, desafía la idea de los virus como simples programas genéticos que se ejecutan sin control. En su lugar, empezamos a verlos como agentes capaces de percibir su entorno, integrar señales y modular su estrategia replicativa más allá del individuo.

Es decir, lejos de ser meros actores pasivos, los bacteriófagos emergen como entidades con sorprendentes capacidades sociales que les permiten comunicarse, coordinarse y adaptarse colectivamente. Que puedan hacerlo incluso cruzando las fronteras entre especies añade una complejidad inesperada a nuestro entendimiento del mundo viral.

Este cambio de perspectiva nos recuerda algo fundamental: hasta en los sistemas aparentemente más simples de la biosfera, la comunicación importa. A veces, los organismos más silenciosos tienen las conversaciones más interesantes (y a veces, quienes menos esperamos que “hablen” tienen mucho que decir).

Implicaciones más allá del laboratorio

Estos descubrimientos no son solo una curiosidad científica. La comunicación entre fagos influye en la dinámica de las poblaciones bacterianas y, por tanto, en procesos ecológicos clave como los ciclos del carbono y del nitrógeno.

Además, tiene implicaciones importantes para la terapia con fagos, una alternativa prometedora frente a las bacterias resistentes a antibióticos. Comprender cómo y cuándo esos virus deciden destruir bacterias o permanecer latentes podría ayudar a diseñar tratamientos médicos o procesos biotecnológicos más predecibles y seguros.

Mientras, a los científicos nos obliga a replantearnos cómo entendemos la “inteligencia” y la toma de decisiones en sistemas biológicos aparentemente simples.

Alberto marina Moreno recibe fondos del Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2022-137201NB-I00), Generalitat Valencia (CIPROM/2023/30) y Comunidad Económica Europea (TalkingPhages-101118890) a través de convocatorias publicas competitivas. El es miembro de la Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular, de la Sociedad Española de Microbiología, la Red FAGOMA e INPEC.

– ref. El idioma “virus” existe: cómo se comunican entre sí para infectar bacterias – https://theconversation.com/el-idioma-virus-existe-como-se-comunican-entre-si-para-infectar-bacterias-284885

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