Grup de C. elegans infectats visualitzats amb una lupa. La fluorescència verda correspon amb les cèl·lules infectades i permet distingir animals infectats de sans. / I2SysBio-CSIC-UV.

Un estudi de l’Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València (UV), mostra que el virus Orsay, que infecta de manera natural el nematode (cuc redó) Caenorhabditis elegans, estableix infeccions latents que es queden "adormides" i que es reactiven en diferents fases de la vida de l’animal. Els resultats, publicats en la revista Nature Communications, mostren com aquestes infeccions inicials produeixen una memòria immunitària que permet a l’organisme protegir enfront de reinfeccions, fins i tot quan provenen de diferents ceps del virus.

Orsay és un virus d’ARN que, malgrat les seues similituds amb altres patògens com els causants de la grip aviària o la COVID-19, no afecta els éssers humans, sinó que el seu únic hoste conegut és el nematode Caenorhabditis elegans. Es tracta d’un cuc molt utilitzat com a model experimental en investigació per la seua similitud genètica amb l’ésser humà, amb qui comparteix més del 80% de les seues proteïnes. Amb aquests elements inicials, l’equip investigador va fer un estudi per a comprendre els mecanismes de persistència viral, reactivació i resposta immunitària de C. elegans davant del seu paràsit natural.

El treball, liderat per l’investigador de l’I2SysBio Santiago F. Elena, mostra que la resposta immunitària de l’animal enfront del virus depèn d’un mecanisme anomenat interferència per ARN. Aquest sistema, clau per a la defensa antiviral d’aquesta mena de nematode, consisteix en la degradació de l’ARN missatger (ARNm), la molècula que transporta la informació genètica per a la síntesi de noves proteïnes. Aquest procés de degradació permet apagar els gens de manera específica, i així impedeix que el missatge d’un gen es traduïsca en una proteïna. A través de l’anàlisi d’aquest mecanisme, s’ha observat com els animals prèviament infectats eren capaços de contenir la replicació viral després d’una segona exposició, la qual cosa suggereix una resposta immunitària induïda.

A més, el treball assenyala que aquesta resposta immunitària està regulada per dues vies. D’una banda, mitjançant una reprogramació generalitzada del transcriptoma, el conjunt de totes les molècules d’ARNm en cada cèl·lula. Aquest procés suposa una alteració en les quantitats d’ARNm, de manera que s’altera l’estructura, el metabolisme i la funció de les cèl·lules. D’altra banda, està mediada per alteracions en el paisatge de xicotets ARN, no missatgers però amb funció reguladora en situacions d’estrès, com són les infeccions virals. “Quan parlem d’aquestes alteracions, ens referim a qualsevol canvi en els ARN no codificants xicotets, és a dir, en molècules curtes que no es tradueixen en proteïnes, però que exerceixen un paper clau en la regulació de l’expressió gènica”, aclareix Santiago F. Elena.

La resposta immunitària disminueix amb l’edat

En 2024, l’I2SysBio (CSIC-UV) ja va aconseguir descriure la resposta del nematode C. elegans davant d’una infecció crònica del virus d’Orsay des que naix fins que arriba a la maduresa sexual, amb la major resolució fins avui. Ara, el nou estudi no sols mostra com l’animal recorda la resposta immunitària davant del virus per a fer front a noves infeccions, fins i tot enfront de diferents ceps del virus, sinó que constata que la intensitat d’aquesta resposta adquirida va disminuint amb l’edat.

Aquest fenomen de protecció creuada s’explica per l’acció del mecanisme d’interferència per l’ARN. Aquest mecanisme es basa a generar xicotets ARN interferents (ARNi) a partir del genoma del primer virus que infecta, i que després una complexa maquinària cel·lular amplifica i utilitza com a guia per bloquejar l’expressió gènica d’un virus, relacionat genèticament amb el primer, que infectarà més tard. Aquest tipus d’immunitat, ancestral en termes evolutius, es troba tant en plantes com en animals.

L’estudi també suggereix que la lluita pels recursos i la maquinària cel·lular entre les molècules d’ARN produïdes pel mateix organisme (endògenes) i els ARN que el virus introdueix durant una infecció podria modular l’eficàcia del mecanisme d’interferència per ARN (RNAi), del qual depèn la resposta immunitària de C. elegans. Aquesta conclusió obri noves vies per a investigar com els virus interfereixen amb els mecanismes de defensa de l’hoste.

Referència: Castiglioni, V.G., Villena-Giménez, A., Herek, D., González-Sánchez, A., Toft, C., Gómez, G.G., Elena, S.F., "Latent infection of Caenorhabditis elegans by Orsay virus induces age-dependent immunity and cross-protection". Nature Communications. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-62522-2