Un equip d’investigació del departament de Genètica de la Universitat de València, junt amb grups de Mèxic i dels Països Baixos, i un altre de la Universitat de Navarra, ha trobat evidències d’una interacció entre virus fins ara desconeguda. Un tipus de virus (iflavirus) parasita un altre (baculovirus), i utilitza les seues partícules com a mitjà de transport i actua per tant a la manera d’un autoestopista. El treball, d’aplicació en control de plagues i ecologia, s’ha publicat en la revista 'PeerJ' aquest mes de març.

La rellevància del descobriment apunta que aquesta interacció pot ser una eina eficaç per a millorar la supervivència de determinats microorganismes virals en l’ambient i provocar la infecció de nous hostes. La prevalença d’aquest tipus d’associació en la natura és desconeguda, encara que importants paràsits d’insectes pateixen d’infeccions de baculovirus i probablement d’iflavirus, incloent-hi molts cucs i plagues de cultius i boscos. L’associació entre l’iflavirus i el baculovirus també pot influir en la relació entre poblacions naturals de Lepidoptera (papallones i arnes).

Segons apunta Salvador Herrero, professor de Genètica de la Facultat de Ciències Biològiques de la Universitat de València i coordinador de l’estudi, “l’eficàcia de baculovirus, el qual actualment és emprat en el control biològic de plagues agrícoles, es pot veure influenciada per la presència d’aquest virus parasitari, al mateix temps també pot ser rellevant per a la dinàmica i ecologia d’aquests virus i els seus insectes hostatgers a la natura”. A més, la investigació apunta que aquest tipus d’interacció també es pot donar amb altres combinacions de virus, els quals podrien infectar altres organismes.

L’equip valencià està format per Salvador Herrero i Agata K. Jakubowska, investigadora del Departament de Genètica de la Universitat i de l’Estructura de Recerca Interdisciplinar en Biotecnologia i Biomedicina (ERI-BIOTECMED). En el treball indiquen que aquest virus parasitari d’ARN o àcid ribonucleic (substància present en diverses cèl·lules i que és l’únic material genètic de certs virus) pot completar el seu cicle de manera autònoma, però en determinades circumstàncies, com ara la infecció d’un hoste per un altre virus (per exemple un insecte), aquest el pot parasitar i aprofitar-se de la seua coberta proteica.

Partint del fet que la transmissió parasitària i la prevalença de la infecció defineixen l’èxit reproductiu dels virus i que aquest tipus d’interacció pot ocórrer també amb altres combinacions de virus, els avantatges d’aquesta unió a un dels virus són amplis, tal com s’explica en el treball publicat, Iflavirus increases its infectivity and physical stability in association with Baculovirus (“L’iflavirus incrementa la seua infecciositat i la seua estabilitat física associat amb el baculovirus”).

Els virus que parasiten uns altres (iflavirus) infecten insectes. Comprenen un genoma d’àcid nucleic i una coberta proteica. Aquestes partícules, de no més de 25 nanòmetres, s’ha observat que s’associen físicament amb les partícules de virus d’insectes grans amb ADN (àcid nucleic, amb les instruccions genètiques de l’organisme), anomenats baculovirus. Les partícules d’aquests estan cobertes per una estructura de proteïnes d’espessor, i formen el que es coneix com a cos d’oclusió, que permet als microorganismes sobreviure en un estat infecciós per llargs períodes de temps.

Els baculovirus normalment infecten erugues que mengen fullatge contaminat amb els seues cossos d’oclusió, i les maten, alhora que alliberen del seu cadàver milions de nous virus. Ho fan des de l’intestí de l’eruga, on fàcilment estableixen una infecció que es transmet amb els virus pel mecanisme de pares a fills. Aquest fet es produeix perquè els dos tipus de virus, comuns en insectes, difereixen en les seues estratègies de transmissió. Així, els baculovirus sovint maten els seus hostes i alliberen cossos d’oclusió per a la transmissió (horitzontal), mentre que els iflavirus no maten els hostes i es reprodueixen principalment en la transmissió vertical (pares a fills).

Protecció dels factors ambientals

Es podria resumir dient que els iflavirus infecten insectes i es transmeten de pares a fills, mentre que els baculovirus -coberts per un cos d’oclusió i que es transmeten horitzontalment- maten els seus hostes (insectes). En hostes infectats amb tots dos tipus de virus, els iflavirus es converteixen en autoestopistes del cos d’oclusió dels baculovirus per aconseguir la transmissió horitzontal. A més, aquest cos d’oclusió protegeix els iflavirus dels factors ambientals com ara la radiació solar i facilita l’equilibri viral ambiental.

Inici de la investigació

La investigació es va iniciar observant que quan el insectes s’infectaven amb el virus parasitat, mostraven un grans nivells d’infecció amb el virus parasitari. En analitzar l’inòcul inicial de baculovirus es va observar que també estava present el virus parasitari (iflavirus). A continuació, es van dur a terme una sèrie d’experiments per a confirmar aquesta associació. D’una banda es va observar amb tècniques de microscòpia la presència d’una sèrie de partícules a l’interior del virus parasitat que coincidien en grandària amb les del virus parasitat (figura adjunta).

Alhora, es va confirmar que quan el virus parasitari estava associat al parasitat, el primer era molt més resistent a la temperatura i la llum ultraviolada i per tant augmentava la seua persistència en camp (i en conseqüència, les seues oportunitats per a produir noves infeccions). També es va observar que la interacció augmentava la capacitat d’infecció del virus parasitari i disminuïa la del parasitat.

Mecanismes moleculars que regulen la relació entre insectes

Aquesta recerca s’ha desenvolupat en el Grup de Control Biotecnològic de Plagues de la ERI-Biotecmed de la Universitat de València. La recerca que dirigeix Salvador Herrero se centra en l’estudi dels mecanismes moleculars que regulen la interacció entre insectes i els seus patògens virals i bacterians per tal de millorar el seu ús per a un control racional de les plagues agrícoles.

Com a  investigador, Salvador Herrero ha desenvolupat la seua carrera en prestigiosos laboratoris als Països Baixos, Austràlia i Israel, i ha participat en nombrosos projectes tant nacionals com internacionals, relacionats amb l’ús de patògens d’insectes en el control de plagues.    

Article:

Iflavirus increases its infectivity and physical stability in association with baculovirus. Agata K. Jakubowska, Rosa Murillo, Arkaitz Carballo, Trevor Williams, Jan W. van Lent, Primitivo Caballero and Salvador Herrero. PeerJ 4:e1687; DOI 10.7717/peerj.1687

Imatges:

1.- Salvador Herrero, professor de Genètica de la Facultat de Ciències Biològiques i coordinador de l’estudi; i Agata K. Jakubowska, investigadora del Departament de Genètica i de l’Estructura de Recerca Interdisciplinar en Biotecnologia i Biomedicina (ERI-BIOTECMED).

2.- Partícula de baculovirus (cos d’oclusió) observada amb microscopi electrònic. Es poden observar els virions (partícules) de baculovirus, així com les hipotètiques partícules d’iflavirus.