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sábado, 27 de marzo de 2021

Un irresistible olor a hembra

Disa forficaria. Foto


Unas extrañas orquídeas surafricanas engañan a escarabajos sexualmente excitados para que transporten su polen. La flor libera una sustancia química tan irresistible que los animales intentan aparearse con ella.

Durante décadas, la orquídea surafricana Disa forficaria era una de las flores más enigmáticas del mundo. Solo se conocía gracias a unas antiguas ilustraciones botánicas y a una fotografía borrosa tomada en 1966. Desde principios del siglo XIX se habían registrado tan solo once especímenes y hasta hace poco se daba por extinta. Por eso, el descubrimiento en 2016 de un solo ejemplar en la Reserva Natural Fernkloof de Sudáfrica causó sensación entre los botánicos de todo el mundo.

La reserva está situada en la Región Florística de El Cabo, reconocida como Patrimonio de la Humanidad por la Unesco por su asombrosa biodiversidad vegetal. Se sabía tan poco sobre esta orquídea de apenas un palmo de altura, que inmediatamente fue investigada cuidadosamente tanto para protegerla como para estudiar su biología y sus desconocidos patrones de floración y reproducción. Sus flores no producen néctar ni ninguna otra recompensa alimenticia y son visitadas exclusivamente por un escarabajo cornilargo, el cerambícido Chorothyse hessei. Si la orquídea no produce ninguna sustancia atractiva, ¿por qué se acercaban los insectos?


A diferencia de la mayoría de las plantas, en las flores de las orquídeas no se diferencian sépalos y pétalos, sino unas piezas llamadas tépalos, que rodean a las piezas sexuales, estambres (con los granos de polen dispuestos en masas llamadas polinias) y ovario. En esta orquídea, los tres tépalos exteriores son de color claro y rodean un conjunto de color púrpura oscuro, formado por el labelo y por un par de tépalos abultados cuyo extremo se extiende en un cuernecito púrpura erizado de pequeños pelitos transparentes. Inmediatamente debajo del labelo están el viscidio donde se insertan la base de las polinias, y la embocadura del ovario, donde se depositarán las polinias transportadas por el insecto desde otra flor.



Varias especies de orquídeas usan feromonas sexuales para atraer abejas y avispas con objeto de engañarlas para que realicen la polinización. Pero en este caso, el insecto era un escarabajo cornilargo macho. Las más de 350.000 especies descritas, hacen de los escarabajos (orden Coleoptera) el grupo más numeroso de animales de la Tierra pero, a pesar de esa extraordinaria diversidad y de que más de 400 especies de orquídeas sean capaces de atraer insectos con feromonas sexuales, hasta ahora no se conocía que ninguna de las más de 25.000 especies descritas de orquídeas fuera capaz de engañar a un escarabajo para que la polinizara utilizando semejantes artimañas sexuales. En un artículo publicado el pasado 25 de marzo, se describe cómo la pequeña pero fragante flor de la orquídea excita el deseo sexual de un escarabajo para satisfacer sus necesidades reproductivas.


Foto de Callan Cohen


El estudio de la biología reproductiva de la orquídea fue todo un desafío. La planta puede producir varios brotes a la vez, pero solo uno de ellos florece y la flor permanece abierta tan solo uno o dos días. Luego transcurren varios días sin flores antes de que florezca el siguiente brote. Además, la planta solo florece cada dos años. En total, los investigadores solo pudieron observar la polinización durante ocho días en marzo de 2016 y cuatro días en marzo de 2018.

Pero ese tiempo, junto con los análisis de laboratorio, fue suficiente para descubrir que Disa forficaria es una orquídea sexualmente tramposa cuya estrategia consiste en imitar las feromonas sexuales de los escarabajos. Cuando las verdaderas hembras de los escarabajos cornilargos están dispuestas a aparearse, emiten un potente olor que a nosotros nos pasa desapercibido, pero que resulta irresistible para los machos de la misma especie cuyas antenas detectan esas sustancias volátiles.

Y eso es exactamente lo que hace la orquídea. Cuando una flor se abre no pasa mucho tiempo antes de que un macho de Chorothyse hessei se pose sobre ella con una intención muy clara: aparearse. Una vez posado, su abdomen se agita frenéticamente en un movimiento que obviamente recuerda a una cópula. Cuando el escarabajo, agotado y frustrado, se marcha volando, lleva un paquete amarillo de polen pegado a su parte inferior: la prueba del éxito estratégico de la orquídea. Una muestra obtenida del extremo del labelo después de la visita de un escarabajo mostró que este había eyaculado esperma durante su coito fallido.

Esquema de la interacción reproductiva entre Disa forficariaChorothyse hessei. Modificada a partir de la imagen original.
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En los escarabajos cornilargos, el engaño de Disa forficaria parece ser tanto físico como químico. Cuando un escarabajo aterriza en la flor, la estructura interna de color púrpura del labelo encaja perfectamente debajo de él. Como puede verse en el vídeo de abajo y en la imagen que como Apéndice cierra esta entrada, el escarabajo muerde y acaricia los tépalos que tiene debajo de su abdomen, un comportamiento de apareamiento semejante al registrado en otros cerambícidos, mientras inserta su órgano copulador, el edeago, básicamente un pene, en una hendidura situada en el extremo peludo del labelo.



Toda la vida del escarabajo está dedicada a detectar la señal química de la feromona sexual femenina. Encontrarla es decisivo para perpetuar la especie. El escarabajo es tan sensible al aroma que probablemente casi no se percata de cualquier otra señal visual u olfativa que exista en su hábitat. Para identificar la sustancia química específica de la fragancia que captura la atención de los escarabajos, los investigadores pasaron el extracto que contenía la complicada mezcla de todos los químicos aromáticos de la flor por un cromatógrafo de gases, un aparato que permite separar los productos químicos implicados en cualquier mezcla.

Luego cortaron las antenas de tres escarabajos cornilargos anestesiados, conectaron las antenas a un aparato que mide su respuesta eléctrica y las expusieron a cada una de las sustancias químicas del extracto. A continuación, colocaron las diferentes sustancias en flores artificiales. La preferencia de los escarabajos era sorprendentemente nítida: siempre acudían en masa a una molécula que los investigadores han denominado "disalactona".

Los expertos sospechan que la estrategia de polinización de todas las orquídeas sexualmente engañosas es lo que les permite sobrevivir incluso cuando son extremadamente raras. Los humanos pueden tener dificultades para encontrarlas, pero los polinizadores tienen el equipo adecuado para rastrearlas.

Un escarabajo cornilago macho con las polinias de Disa forficaria adheridas a la parte inferior de su abdomen. Foto de Steve Johnson.

En 2019, el espécimen de D. forficaria utilizado en el estudio desapareció. Alguien, una persona o cualquier otro animal, había cavado un agujero en el lugar donde estaba la orquídea y con ello desapareció la única planta conocida de la especie. Pero en 2020, cuando se lamentaba su desaparición, la capacidad de la disalactona para atraer escarabajos quedó más que demostrada.

En Fernkloof se capturaron tres escarabajos con paquetes de polen de color amarillo brillante adheridos a la parte inferior de su abdomen. El análisis de ADN confirmó que el polen provenía de D. forficaria, toda una prueba de que la especie todavía existía en alguna parte en la que simplemente los humanos no han escudriñado. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

APÉNDICE




Estructura floral y polinizadores de Disa forficaria. (A) Flor sin polinizar. p, cuernecito de un tépalo interno; a, antera; ds, tépalo externo dorsal; v, viscidio; s, estigma; l, labelo; ls, tépalo externo lateral. (B) Extremo del labelo que muestra la hendidura. (C) Pelos en la hendidura en la punta del labelo. (D) Tépalo interno. (E) Pelos del tépalo interno . (F) Sensores en las antenas del escarabajo de cuernos largos Chorothyse hessei. (G y H) C. hessei muerde tépalos de D. forficaria y extiende la punta de su abdomen hacia la hendidura del labelo. (I y J) C. hessei con polinias de D. forficaria adherida al abdomen. (K) Flor de D. forficaria con las polinias (flecha) adheridas al estigma inmediatamente después de la visita de C. hessei. (L) C. hessei extendiendo su edeago (≈pene) hacia la hendidura del labelo. (M) Labelo antes de la visita del escarabajo. (N) El mismo labelo después de la visita de un escarabajo con esperma recién depositado (flecha). (O) Masa de esperma de C. hessei extraída del labelo. (P) Esperma de C. hessei. Barras de escala, 5 mm (A), 500 μm (B y D), 100 μm (C y P), 200 μm (E y O), 20 μm (F), 5 mm (G – K), 1 mm ( L – N). Imagen original.


sábado, 20 de marzo de 2021

Prímulas, heraldos de la primavera

Primula veris


El inicio de la primavera 2021 en el hemisferio norte se produjo oficialmente ayer sábado, 20 de marzo a las 10:37, hora peninsular española. Como siempre, la primavera fue anunciada por la floración de algunas plantas vernales.

El equinoccio de primavera marca el inicio de la nueva estación. Por convenio internacional, el inicio de las estaciones viene marcado por el instante en que la Tierra está en una determinada posición en su órbita alrededor del Sol. En primavera, los dos polos de la Tierra están a la misma distancia del Sol, y solamente una mitad exacta de la Tierra está iluminada. Además, cuando esto ocurre, la duración del día y la noche prácticamente coinciden, de donde proviene el término equinoccio (noche igual).

La primavera viene precedida por algunos anuncios florales, cuando la vegetación se despereza tras el reposo invernal y surgen las primeras flores de los heraldos primaverales, unos de los cuales son las prímulas o belloritas (“prímula” significa “primera”), unas hierbas perennes de pequeña estatura y discretos colores cuyas hojas rugosas se disponen en forma de roseta basal.

En los bosques españoles la más frecuente es la primavera, Primula veris, de cuya roseta basal emerge un tallo desprovisto de hojas (un escapo) que raramente alcanza un palmo de longitud, en cuyo extremo cabecean las flores doradas esperando a sus polinizadores. Su aspecto, que recuerda vagamente a un manojo de llaves, le ha valido apodos como «hierba de las llaves» o «hierba de San Pedro» en lengua inglesa (Our Lady’s Keys, Saint Peter’s keys). Para la tradición germánica, las primaveras son también manojos de llaves que abren las puertas del cielo, del paraíso o de otras geografías mágicas en fábulas y cuentos: son las Schlüsselblume o Himmelsschlüssel, las «flores que abren» la primavera.  

Su aspecto delicado y alegre las ha relacionado en algunos idiomas con las hadas y así lo reflejan nombres como fairy cups («copas de hadas»). En cambio, la coincidencia de su floración con el despertar musical de los cucos les ha hecho merecedoras del nombre de flor de cuco en varias lenguas y dialectos peninsulares.

Cada flor delicadamente aromática está envuelta por un largo cáliz acampanado, del que sobresale la corola de color amarillo brillante con sus cinco pétalos soldados en la base formando un tubo. Al fructificar, los ovarios de las flores se convierten en cápsulas casi cilíndricas, llenas de semillas.

Las primaveras son grandes aliadas del sistema respiratorio: tanto sus raíces como sus flores son ricas en principios activos (saponinas) de efecto expectorante y mucolítico, lo que significa que disuelven las mucosidades y ayudan a expulsarlas de las vías respiratorias superiores. Las infusiones de flores pueden tomarse en casos de tos, bronquitis o dolor de garganta.

Las primaveras son plantas comestibles y sus hojas se consumen en ensalada o hervidas en algunas zonas del norte peninsular. Las flores también pueden comerse tanto crudas como cocidas, así como escarcharse o emplearse para preparar infusiones e incluso vino de Primula. Además, al tratarse de unas hermosas flores, se han plantado (y trasplantado) como ornamentales en nuestros jardines o recogido como flores para confeccionar ramos; aunque las especies silvestres no abundan en los viveros actuales, han servido como progenitoras para desarrollar híbridos de colores más vivos, con un amplio uso ornamental como flores de temporada.  

Dos especies de Primula ocupan un lugar sobresaliente en la historia de la biología, pues se encuentran ligadas a Charles Darwin que escribió largo y tendido sobre las “primroses” (P. vulgaris) y las “cowslips” (P. veris). Lo que interesó sobremanera al padre de la teoría de la evolución es que en el género Primula se da un fenómeno conocido como heterostilia. Las flores de una misma especie no siempre tienen estambres y estilos de la misma longitud, sino que hay dos longitudes posibles: las flores con estambres cortos tienen el pistilo largo (lo que se conoce como “pin flower”) y viceversa (“thrum flower”).

La distilia en Primula vulgaris es una manifestación de la heterostilia. Las flores “pin” (A) presentan los filamentos de los estambres cortos y los pistilos largos. Las flores “thrum” (B) muestran, en cambio, pistilos cortos y filamentos estaminales largos. Referencias: 1.- pétalos, 2.-sépalos, 3.- anteras de los estambres y 4.- pistilo. Las únicas polinizaciones viables son las que se producen en cruzamientos pin x thrum o thrum x pin.

Para que una flor se fertilice con éxito, debe llegarle polen elaborado en su flor complementaria, porque un estilo largo sólo acepta polen generado en un estambre largo y viceversa. Eso hace imposible la autofecundación, como anotó Darwin al observar que únicamente se obtenía una producción abundante de semillas viables si cruzaba flores “pin” con “thrum”, un maravilloso fenómeno que narró en su obra Las distintas formas de las flores en plantas de la misma especie (1877). © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Una excelente orquídea para cultivadores novatos

 


Si te gustan las orquídeas y nunca las has cultivado, comienza con una orquídea mariposa (género Phalaenopsis). Son fáciles de cuidar y se pueden hacer florecer varias veces al año. Hay muchas especies e innumerables variedades de este género. Cualquiera de ellas te servirá.

Popular desde la época victoriana, esta orquídea con forma de mariposa es la flor que la mayoría de la gente tiene en mente cuando se les habla de "orquídea". Las Phalaenopsis son vistosas y crecen muy bien en ambientes domésticos. Estas son las respuestas a algunas preguntas típicas sobre cómo mantener una tu nueva orquídea mariposa sana y feliz.

¿Dónde debo ponerla?

La temperatura ideal para una Phalaenopsis oscila entre los 23 y 26 grados centígrados (eso es lo ideal, pero tolerará unos pocos grados por debajo y muchos más por encima). Necesita poca luz, por lo que colocarla cerca de una ventana orientada al este es lo mejor, aunque las ventanas orientadas al sur o al oeste también están bien siempre que estén sombreadas.

La mejor manera de determinar si tu orquídea recibe suficiente luz es mirando las hojas. En las orquídeas, lo que se busca es que las hojas sean de color verde oliva o ligeramente verde-amarillentas. Si las hojas toman un color verde oscuro eso significa que la planta no recibe suficiente luz; por el contrario, si las hojas adoptan tonos ligeramente rojos es que la planta recibe demasiada luz.

¿Y la humedad ambiental?

Aunque a las Phalaenopsis les gustan los ambientes húmedos (entre 50-80%), eso no quiere decir que tengan que cultivarse exclusivamente en las condiciones húmedas de un invernadero. Puede adaptarse bien en ambientes domésticos menos húmedos. Cuando la planta florezca, aumenta la humedad colocándola en una bandeja poco profunda con guijarros y agua. Por el contrario, si vives en un clima muy húmedo como el de muchas zonas costeras españolas, es conveniente usar un ventilador de techo para darle más circulación de aire.



¿Cuánta agua hay que darle?

El riego excesivo es el mayor pecado de los cultivadores novatos y el asesino más común de las orquídeas, pero también la mala práctica más fácil de solucionar. Primero y principal, ¡nunca uses agua demasiado fría! El golpe de frío dañará las raíces de la orquídea. Usa agua tibia o a temperatura ambiente. Riega la planta cuando el sustrato en el que crece esté seco; no riegues cuando no lo esté.

¿Cómo puedes saber si tu Phalaenopsis está sedienta? Pon los dedos en la mezcla de corteza o musgo en la que suele comercializarse la orquídea. Si está seca, dale un buen remojo colocándola debajo del grifo (¡ojo!, que el chorro no golpee con fuerza) y dejando que el agua corra por el fondo. Espera hasta que se seque antes de volver a regar.

Las raíces cambian a color verde fuerte cuando están mojadas. Las raíces firmes con una capa blanquecina indican que la orquídea goza de buena salud. Por el contrario, si las raíces están blandas u oscuras la orquídea está en un estado poco saludable. La orquídea necesitará agua cada 5-14 días, dependiendo de la temperatura y la insolación del lugar en el que crezca.

El riego excesivo o insuficiente mata a la mayoría de las plantas, así que observa qué pinta tiene tu orquídea cuando acabas de regarla y qué aspecto tienen una semana después de haberla regado.

La orquídea ha terminado de florecer, ¿y ahora qué?

Una vez que tu Phalaenopsis haya terminado de florecer, su espiga vieja se puede cortar de dos maneras. Se puede cortar hasta el nivel las hojas y florecerá nuevamente al cabo de varios meses, o se puede cortar hasta los dos nudos (las bandas marrones a lo largo de la espiga) situados inmediatamente debajo del lugar en el que creció por última vez, en cuyo caso debería florecer nuevamente en 8-12 semanas.

¡Suerte! 

sábado, 13 de marzo de 2021

La pandemia cumple un año: ¿Pueden las personas vacunadas contagiar el coronavirus?


El viernes 31 de enero de 2020 se confirmó el primer caso positivo por COVID-19 en España. El 11 de marzo, la OMS declaró oficialmente la pandemia. Un año después, una vez que avanza la campaña de vacunación, la cuestión de fondo es si alguien que haya sido vacunado y espera dos semanas hasta que su sistema inmunológico responda, puede echarse al mundo sin temor a contagiar o volver a contagiarse. Estas son las respuestas a cuatro preguntas relacionadas con esa cuestión.

¿Vacunarse impide completamente la infección?

No. Contagiarse es perfectamente posible después de vacunarse. Esa es la mala noticia. La buena es que las posibilidades de enfermar gravemente después de contagiarse tras ser vacunado son prácticamente nulas. Mucha gente piensa que las vacunas funcionan a nivel celular como una armadura impenetrable que el virus es incapaz de atravesar. Pero en la mayoría de los casos una persona vacunada está protegida contra enfermedades, pero no es invulnerable a las infecciones.

El sistema inmunológico de cada uno de nosotros no es exactamente igual, lo que significa que cuando una vacuna tiene una efectividad del 95 %, nueve personas y media de cada diez vacunadas no enfermarán. Ahora bien, los afortunados podrían quedar completamente protegidos frente a la infección o podrían resultar infectados, pero permanecerían prácticamente asintomáticos porque su sistema inmunológico eliminará el virus rápidamente. El resto puede infectarse y enfermar, pero es muy poco probable que necesite hospitalización.

En conclusión, la vacuna no evita que el 100 % de los que la reciben se infecte, pero siempre otorga al sistema inmunológico una gran ventaja sobre el coronavirus. Cualquiera que sea el resultado de vacunarse, ya sea una protección completa contra la infección o soportar algún malestar, en el caso de volver a entrar en contacto con el virus siempre será mejor que no haber recibido la vacuna.

¿Infección siempre significa transmisión?

La transmisión sucede cuando suficientes partículas virales de una persona infectada ingresan en el cuerpo de otra que no lo está. En teoría, cualquier persona infectada con el coronavirus podría transmitirlo. Pero la vacuna reduce la posibilidad de que esto suceda.

En general, aunque la vacuna no impide por completo la infección, reduce significativamente la cantidad de virus que emana desde la nariz o la boca y acorta el tiempo durante el cual se podrá compartir el virus. Esta es una excelente noticia. Una persona que expulsa menos virus tiene menos probabilidades de transmitirlo a otra.

Ese parece ser el caso de las vacunas contra el coronavirus. En un reciente estudio, investigadores israelíes buscaron signos de infección por coronavirus en 2.897 personas vacunadas. La mayoría no tenía virus detectable, pero las que estaban infectadas tenían una cuarta parte de la cantidad de virus que almacenaban otras personas sin vacunar a las que se les hizo la prueba en momentos similares después de la infección.

Menos concentración de coronavirus significa menos posibilidades de propagarlo y si la cantidad de virus en tu cuerpo es lo suficientemente baja, la probabilidad de que lo transmitas puede llegar a ser nula. Sin embargo, como los investigadores aún no saben dónde está ese límite para el SARS-CoV-2 y dado que las vacunas no brindan una protección absoluta contra la infección, epidemiólogos y virólogos recomiendan que continuemos usando mascarillas y manteniendo la distancia social incluso después de habernos vacunado.

¿Qué pasa con las nuevas variantes del coronavirus?

La aparición de nuevas variantes no debe sorprendernos: es pura consecuencia de la evolución natural. Los virus mutan constantemente. Una población de virus es una nube de mutantes con pequeñas diferencias genéticas. Se han detectado ya varios miles de mutantes de SARS-CoV-2, la mayoría sin ningún efecto. Ojo, la expansión depende mucho de la capacidad de detección de cada país: si no se busca, no se encuentra.

A medida que cercamos más al virus, este sigue evolucionando y se van seleccionando aquellas variantes que, originadas por mutación genómica, escapan al cerco. Se ha calculado que la frecuencia de mutación del SARS-CoV-2 es de una mutación cada quince días, aproximadamente. Esto supone que las variantes que ahora circulan pueden haber acumulado unas 22 mutaciones respecto a la secuencia original del primer aislamiento de Wuhan.

En los últimos meses se han encontrado tres nuevas variantes mutantes. La variante sudafricana se detectó por primera vez en Sudáfrica en octubre del 2020 y desde entonces se ha encontrado en al menos 26 países. Algunos estudios señalan que esta variante tiene una mayor transmisibilidad, lo que significa que una persona necesita inhalar menos virus para infectarse. Otra investigación reciente, cuyos resultados están aún por confirmar, sugiere que la vacuna de AstraZeneca-Universidad de Oxford no protege contra la enfermedad leve y moderada causada por esta variante. Las vacunas de Moderna y BioNTech/Pfizer también parecen ser ligeramente menos efectivas contra ella.

La variante brasileña se detectó a principios de año en Japón en cuatro viajeros procedentes de Brasil y ha aparecido en al menos siete países. No hay datos, de momento, sobre su transmisibilidad, virulencia o reacción con anticuerpos, aunque, según los primeros datos, parece ser más hábil para burlar al sistema inmunológico, lo que puede afectar la capacidad de los anticuerpos generados gracias a una infección natural previa o por vacunación para reconocer y neutralizar el virus.

La variante inglesa se detectó por primera vez en Reino Unido en septiembre de 2020. Desde entonces, se ha detectado en 62 países. Se ha sugerido que esta variante es más transmisible,  lo que significa que aumenta la cantidad de virus que una persona infectada arroja al exterior y, por lo tanto, favorece una transmisión más eficiente y rápida y, en consecuencia, que hay una probabilidad real de que sea más letal. No parece que afecte de momento a la reactividad con anticuerpos ni a las vacunas actuales.

Para esta última, las vacunas aún brindan más del 85 % de protección contra una manifestación grave de COVID-19. Pero cuando se contabilizan las manifestaciones leves y moderadas de la enfermedad brindan, en el mejor de los casos, solamente alrededor del 50-60 % de protección. Eso significa que al menos el 40 % de las personas vacunadas todavía tendrán suficiente virus en su cuerpo como para sufrir síntomas moderados.

 

La gráfica muestra el número de personas que han recibido al menos una dosis de la vacuna en España. 


¿Qué pasará con las futuras mutaciones?

Es muy probable que aparezcan próximamente nuevas variantes de SARS-CoV-2. De hecho, es muy probable que ya estén circulando nuevas variantes, pero aún no se han detectado mediante vigilancia genómica.

Si todo va bien, las vacunas reducirán muy pronto la tasa de enfermedades graves y mortales en todo el mundo. Sin duda, cualquier vacuna que reduzca la gravedad de la enfermedad también reduce, a nivel poblacional, la cantidad de virus que se emite al exterior. Pero debido a la aparición de nuevas variantes, las personas vacunadas todavía tienen el potencial de diseminar y transmitir el coronavirus a otras personas estén vacunadas o no.

No sabemos si las nuevas mutaciones harán que el virus sea más peligroso o se transmita fácilmente. Pero la evidencia de la evolución histórica de algunos virus conocidos del resfriado común humano puede dar alguna orientación. Los resfriados son causados en su mayoría por varios rinovirus. Estos han residido en la población humana durante muchos siglos y resurgen anualmente como epidemias estacionales. Sin embargo, a pesar de esto, no hay pruebas de empeoramientos patológicos. De hecho, otros cuatro coronavirus que también causan el resfriado común pudieron haber causado originalmente una enfermedad mucho más grave antes de volverse endémicos, estacionales y tolerables.

Esperamos o, mejor dicho, deseamos, que el COVID-19 tenga el mismo comportamiento, pero nadie puede afirmarlo. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Originalmente publicada en El Obrero el 8 de marzo de 2021.

domingo, 7 de marzo de 2021

Coronavirus, mutaciones y vacunas

 


El viernes 31 de enero de 2020 se confirmó el primer caso positivo por COVID-19 en España. Profundamente preocupada por los alarmantes niveles de propagación de la enfermedad, por su gravedad y por los niveles también alarmantes de inacción internacional, el 11 de marzo la OMS declaró oficialmente la pandemia.

En primavera, Manaos, una ciudad situada en el corazón de la Amazonía brasileña, fue duramente golpeada por la primera ola de la enfermedad. El 70 % de la población estaba infectada con SARS-CoV2. El lado positivo de la escalada masiva de Manaos, pensaron los expertos, era que un nivel tan alto de infección conferiría inmunidad colectiva o de rebaño, una defensa a nivel de población contra otro brote de la enfermedad. Se equivocaban.

En diciembre, otra gran ola del virus golpeó Manaos y, a medida que se incrementaban las infecciones, las hospitalizaciones y las muertes comenzaron a aumentar. La segunda ola fue tan dura como la primera. El aumento se debió la aparición de una nueva cepa del virus, enseguida bautizada como “variante brasileña”, que hizo pensar que podría haber encontrado formas de evadir las defensas contra el virus que las personas habían adquirido durante la primera ola de primavera.

La segunda ola de Manaos fue el inicio de una nueva carrera emprendida en todo el mundo para estudiar esta y otras cepas mutantes, ajustar las formulaciones de vacunas contra las nuevas variantes y desarrollar tratamientos específicos para responder a los nuevos linajes del coronavirus.

Pasado algo más de un año de la expansión de la pandemia, la gran preocupación son las mutaciones del coronavirus SARS-CoV2 que pueden estar asociadas con una mayor transmisión del virus y la gravedad de la enfermedad.  Los que siguen son unos conceptos básicos sobre estas mutaciones, que conviene tener en cuenta y comprender para para evitar un miedo innecesario.

Todos los organismos, incluidos los virus, tienen genomas que constituyen su herencia genética. Esos genomas están sometidos a mutaciones que ocurren continuamente de forma natural. Las tasas de mutación (la frecuencia con la que ocurre uno de estos cambios) varían entre los diferentes tipos de virus.

Los virus como el SARS-CoV-2 y el de la gripe tienden a mutar con rapidez a medida que se van replicando en el interior de sus huéspedes. Las secuenciaciones periódicas del SARS-CoV-2 apuntan a que cambia más lentamente que otros virus, y a pesar de que se han catalogado más de 12.000 mutaciones, la mayoría de ellas no tienen repercusión alguna en la capacidad del virus para diseminarse o para agravar su patología.

La aparición de nuevas variantes no debe sorprendernos, es pura consecuencia de la evolución natural. Entre los virólogos evolutivos prevalece la idea de que cualquier mutación que hubiese ayudado al virus a aumentar su difusión probablemente la habría adquirido antes, cuando el virus saltó a los humanos por primera vez para así mejorar la eficiencia en la transmisión. En un momento en el que prácticamente todos los habitantes del planeta son susceptibles, hay poca presión evolutiva para que el virus necesite diseminarse.

Muchas mutaciones en los genomas virales son “silenciosas”: no alteran la función del virus y no producen cambios en la gravedad de la enfermedad ni en las respuestas inmunitarias. De las que no son silenciosas, muchas son dañinas para las funciones del propio virus y terminan en virus no viables que no provocan una nueva generación vírica.

Ocasionalmente, una mutación le confiere al virus una mejor oportunidad de sobrevivir y reproducirse, lo que traerá como resultado un nuevo linaje. Una acumulación de mutaciones que altere significativamente las propiedades de un linaje de virus es una nueva variante. Las variantes del SARS-CoV-2 que se encuentran en el Reino Unido, Sudáfrica y Brasil, son los tres ejemplos conocidos porque todas tienen tasas de transmisión significativamente más altas que los linajes anteriores.

¿Serán las nuevas variantes más resistentes a las vacunas que salgan al mercado?

La respuesta no es sencilla porque la cuestión de la inmunidad es compleja.

Cuando el virus SARS-CoV-2 alcanza una célula humana, se adhiere a ella a través de una glicoproteína en forma de espícula (la proteína S) que se fija a la proteína receptora ACE2 humana situada en las superficies celulares. Las “cerraduras” ACE2 están presentes en prácticamente todos los tipos de células humanas, pero son especialmente comunes en las células mucosas de la nariz y la garganta. Míralo en este vídeo.


A continuación, el genoma viral ingresa en la célula y la secuestra para hacer múltiples copias de sí mismo y luego se propaga. Por ejemplo, las mutaciones que provocan cambios de dos aminoácidos en la proteína S de la variante surafricana hacen que el virus se ajuste de forma más eficaz a los receptores ACE2 humanos. Esto significa que esta y otras variantes similares se pueden propagar de manera más rápida y eficiente entre la población humana.

Las infecciones naturales conducen a amplias respuestas inmunitarias celulares y de anticuerpos que se dirigen a muchas partes del virus. Pero la mayoría de las vacunas contra el SARS-CoV-2 estimulan respuestas que, como misiles teledirigidos, se dirigen únicamente a la proteína S: esto ha generado la preocupación de que las nuevas variantes puedan escapar a estas respuestas inmunes tan selectivas. Prueba aparente de esto que la vacuna AstraZeneca, que fue la primera en llegar a Sudáfrica y que estaba programada para ser utilizada en trabajadores sanitarios de primera línea, tiene poca eficacia para prevenir la COVID-19 leve o moderada causada por la variante nativa.

Pero es tranquilizador saber que hay poca evidencia de que alguno de los cambios encontrados hasta ahora en la secuencia de la proteína S afecte a la eficacia de la mayoría de las otras vacunas. También es muy positivo saber que es posible rediseñar rápidamente vacunas para contrarrestar cualquier amenaza.

¿Qué pasará con las mutaciones futuras?

Es muy probable que aparezcan próximamente nuevas variantes de SARS-CoV-2. De hecho, es muy probable que ya estén circulando nuevas variantes en la población humana, pero aún no se han detectado mediante vigilancia genómica. La vigilancia es potente en algunos países, como el Reino Unido y Sudáfrica, pero es muy limitada en otros, incluida la mayoría de los países africanos.

Es fundamental incrementar la vigilancia y la secuenciación de los aislamientos del virus, para identificar qué variantes están circulando en cada país y poder hacer un seguimiento de los nuevos mutantes. Medidas como el cierre de fronteras con países concretos (o la cancelación de vuelos internacionales) difícilmente evitarán la extensión de estas variantes, que pueden surgir en cualquier momento y en cualquier lugar. Es necesario investigar qué efecto pueden tener estas variantes en la virulencia del virus y si se relacionan con una mayor gravedad de la enfermedad, o con un mayor número de reinfecciones.

Lo que resulta preocupante es que las proteínas S de los coronavirus que causan el resfriado común y de la gripe evolucionan para evitar las respuestas inmunitarias del huésped, lo que hace que las personas contraigan estos virus cada tres años aproximadamente. Eso significa que es posible que las vacunas contra el SARS-CoV-2 deban cambiarse con regularidad, al igual que se hace todos los años con las de la gripe.

No sabemos si las nuevas mutaciones harán que el virus sea más peligroso o se transmita fácilmente. Pero la evidencia de la historia de algunos virus conocidos del resfriado común humano puede orientarnos un poco. Los resfriados son causados en su mayoría por varios rinovirus que han estado entre nosotros desde hace siglos y resurgen anualmente como epidemias estacionales. A pesar de que lo hagan, no hay evidencia de un empeoramiento patológico. De hecho, otros cuatro coronavirus que también causan el resfriado común pudieron haber causado originalmente una enfermedad mucho más grave antes de volverse endémicos y estacionales.

Esperamos o, mejor dicho, deseamos, que el COVID-19 tenga el mismo comportamiento, pero nadie puede afirmarlo. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.