Esta tesis doctoral, dirigida Santiago F. Elena, analiza las trayectorias evolutivas de los virus en respuesta a la mayor o menor susceptibilidad mostrada por sus huéspedes. Parte de los resultados de la investigación se han publicado en la revista Europhysics Letters. La tesis fue defendida el 26 de marzo de 2021.
Los virus de RNA se encuentran entre los patógenos emergentes más abundantes. Durante su ciclo de vida normal, los virus se mueven de un huésped a otro, a veces transmitidos por el aire o el agua, o mediante vectores. Dentro de un huésped individual, los virus se enfrentan a una diversidad de entornos celulares y de desafíos inmunitarios. Los virus maximizan su eficacia biológica darwiniana adaptándose rápidamente a todos estos factores. Podemos suponer que la interacción entre los genotipos del huésped y los genotipos del patógeno se mueve entre dos extremos. Por un lado, un genotipo de patógeno puede infectar todos los genotipos del huésped y existe un genotipo del huésped universalmente susceptible. En el extremo opuesto, la infección no es posible a menos que haya una identificación genética muy precisa entre el parásito y el huésped. Este enfoque ha revelado que las redes de infección tienen una estructura anidada característica causada por la existencia de virus generalistas que infectan a la mayoría de los huéspedes y huéspedes muy permisivos disponibles para la mayoría de los virus. En términos evolutivos, un huésped con susceptibilidad reducida a la infección por virus representa una selección fuerte sobre la población de virus. En ese caso, se impone una mortalidad de fondo al enjambre de mutantes, ya que la mayoría de los genotipos virales no pueden replicarse. En consecuencia, el tamaño efectivo de la población se reduce, la deriva genética se vuelve más importante y no necesariamente los alelos más aptos se fijan en la población. En huéspedes con mayor susceptibilidad, la situación corresponde a una selección débil, donde la mayoría de los genotipos virales son viables y contribuyen a la próxima generación. El tamaño efectivo de la población es grande y la selección es eficiente para identificar los genotipos más aptos.
El objetivo principal de la tesis “Evolución de virus en huéspedes con susceptibilidad variable: consecuencias en eficacia y virulencia” fue estudiar la respuesta evolutiva de los virus frente a un rango de susceptibilidades del huésped. Para ello se estudiaron los patrones de evolución y diversificación del virus del mosaico del nabo en una colección de genotipos de la planta modelo Arabidopsis thaliana que diferían en su susceptibilidad al virus: un tipo silvestre y diversos mutantes que tenían afectados genes de las rutas de resistencia y de defensa de la planta. La investigación muestra que la tasa de evolución viral depende de la susceptibilidad del huésped y que se generan genotipos virales generalistas o especialistas según el grado de resistencia o susceptibilidad de cada huésped local.
La tesis de Rebeca Navarro se ha llevado a cabo en el laboratorio de Virología Evolutiva y de Sistemas del I2SysBio bajo la supervisión de Santiago F. Elena Fito (Profesor de Investigación del CSIC, I2SysBio). El tribunal estuvo formado por Carmen Hernández Fort (IBMCP, CSIC-UPV), Ana Grande Pérez (Universidad de Málaga) y José M. Cuevas Torrijos (I2SysBio), que calificó la tesis como sobresaliente.
