Murciélagos y humanos: sistemas inmunes a prueba

por Efraín Rincón

La historia de las especies está representada en distintas carreras evolutivas por la supervivencia. En particular, la de los gérmenes y el sistema inmune de los animales vertebrados ha devenido en el desarrollo de mecanismos moleculares por llevar la delantera. Si hay alguien que pueda estar ganando esta carrera son los murciélagos. 

¿Si Batman se contagiara de COVID-19 qué tan duro le daría? De hecho, qué pasaría si se contagiara de otros coronavirus como el SARS o MERS. ¿O si se infecta de Ébola?

Sin miedo a spoilers, si  Bruce Wayne —o don Bruno Díaz— se contagiara con algún virus probablemente se enferme o, por lo menos,  algo le pase. Y todo porque, a fin de cuentas, la persona detrás de la máscara es un ser humano como nosotros, con un sistema inmune como el nuestro y que está expuesto a un montón de agentes y microorganismos que tendrán efectos en sus células.  Batman está más del lado humano que del de los murciélagos.

Los que sí parecen con “superpoderes” son ellos. Estos mamíferos voladores cargan una lista de habilidades como dispersar semillas de plantas y a la vez ayudar a reforestar bosques. Controlar plagas de mosquitos, como el murciélago café Myotis lucifugus que puede comer hasta mil mosquitos en una hora. O jugarla de jardineros al polinizar flores; cerca de quinientas especies de plantas dependen de los murciélagos. También tienen la capacidad de ubicarse gracias a sonidos que perciben, la ecolocalización. Y, ah, claro, son el único mamífero que pueda volar.  Todo esto los hace obreros y cuidadores perfectos para los ecosistemas que habitan.

Eso sí, hay una cualidad que ha hecho a los murciélagos estar en boga — y ojalá no en boca — de la gente durante los últimos meses. Estos animales, el grupo de mamíferos más diversos después de los roedores, son hospederos de varios virus que incluyen al de Nipah, Hendra, los virus relacionados con el síndrome respiratorio agudo grave SARS-CoV, MERS-CoV y probablemente el nuevo SARS-CoV-2, el responsable de la enfermedad COVID-19. Viven con estos virus sin enfermarse. Batman sí que quisiera tener un sistema inmune como el de un murciélago. 

Pero, ¿qué hace que un animal como este pueda vivir con tantos virus sin pasarla mal?

“Tal parece que  han logrado una respuesta efectiva pero no excesiva a los virus. Esto permite relaciones benignas de murciélagos con algunos virus que pueden ser letales para otras especies”, explica Marcela Orozco, veterinaria y doctora en Ciencias Biológicas de la Universidad de Buenos Aires, Argentina.

Estas respuestas a las que se refiere Orozco vienen, en parte, del sistema inmune. Una red de células que forman parte de tejidos y órganos que trabajan a la par para  proteger a un organismo de daños potenciales provocados por agentes externos como virus, bacterias y hongos o de daños internos como células que se vuelven cancerígenas.

Por ejemplo, la primera línea de defensa es nuestra inmunidad innata, con la que estamos equipados desde el nacimiento. La fiebre y los procesos de inflamación hacen parte de esta inmunidad y hay células involucradas, como los glóbulos blancos, patrullando y atentos a la amenaza. Pese a que es una respuesta no específica a los patógenos y dura poco tiempo tras presentarse la amenaza, “La inmunidad natural no es una cosa menor”, comenta el doctor Abraham Alí, Director Médico de la Fundación Neumológica Colombiana.

Los neutrófilos y macrófagos (“grandes comedores”) son células que, al mejor estilo de Pacman, engullen patógenos y a otras células que representan alarma. Otra de las células de este equipo son las “asesinas naturales”, que identifican células cancerígenas o infectadas por algún virus e inducen su muerte. Gran parte de la actividad de estas células protectoras está mediada por señales químicas, como las citoquinas, proteínas que regulan los procesos de inflamación y le dicen al resto de las células de defensa: “véngase para acá porque algo está pasando”, cuenta Alí, con una voz “microscópica”.

Además, en el caso de los vertebrados, como los humanos, tenemos una defensa más particular y específica. Es como una biblioteca que almacena “archivos” para saber quién ya la visitó. La inmunidad adquirida. “A todo lo que te expones, el cuerpo va creando una respuesta y a la vez una memoria. Esta permite que cuando te vuelva a agredir un germen, la reacción sea de un modo adecuado”, aclara Alí.

Esta inmunidad se basa en la identificación de antígenos, estructuras moleculares que son propias de los patógenos. Cuando un virus entra sin tocar la puerta, el cuerpo enciende sus alarmas. Algo extraño anda por ahí. Así, una cascada de señales activan células inmunes como los linfocitos B, guardianas que se encargan de producir anticuerpos: estructuras proteicas que reconocen a los antígenos de una manera específica.

La relación entre los anticuerpos y los antígenos es muy peculiar, como si fuera un único juego de llaves que sirve para abrir una única cerradura . Cuando los anticuerpos identifican y se unen a los antígenos, una parte de los linfocitos B se encarga de producir más anticuerpos específicos para “marcar” y seguir identificando a los patógenos o células infectadas. Mientras tanto, otra parte de estas células guardan esta información en su memoria. Esto es importante porque si el cuerpo se vuelve a infectar con el mismo patógeno, solo tiene que buscar en el archivo y así puede reaccionar más rápido. 

Descripción gráfica de un linfocito B que reconoce a un patógeno, en este caso una bacteria. Después de tener inreacción con los antígenos de la célula bacteriana, el linfocito B produce más anticuerpos. Tomado de Lumen, Microbiology

Bajo este principio es que funcionan las vacunas, unas suspensiones del patógeno muerto, debilitado o parte de él que no nos enferma, pero que sí activa nuestro sistema inmune para que se prepare y produzca anticuerpos. Utilizar el enemigo para vencer al enemigo.

Por otro lado se activan los linfocitos T, que entre sus tareas está matar a células infectadas. Aquí, por ejemplo, los macrógafos después de comerse un patógeno van en busca de los linfocitos T para terminar la labor. O, como diría la voz dramática del doctor Alí: "Oiga mire, este señor me está atacando. ¡Linfocito, haga algo!".

Las células se comunican usando un lenguaje meramente químico. El sistema inmune tiene la capacidad de sensar qué está bien, qué está mal y qué está como raro. Las células inmunes, como los neutrófilos, macrófagos, entre otras, tienen “receptores de reconocimiento de patógenos” (PRRs) que distinguen moléculas típicas de estos agentes. Además, las células propias que han sufrido cierto daño, como las tumorales, producen “patrones moleculares asociados al daño” (PAMPs), que son reconocidas por los PRRs.  Esta interacción molecular dispara una cadena de señales de citoquinas, como si fueran fichas de dominó,  que es específica para el tipo de patógeno detectado. El resultado es que se activan genes que están relacionados con procesos de inflamación.

Los vertebrados tienen distintos PRRs, entre los que están los tipo Toll (TLR). “Los receptores TLR son capaces de reconocer el ARN y ADN virales, y se encuentran altamente conservados en murciélagos. Varios de ellos (TLR 1–10 y 13) permiten reconocer una gran variedad de patógenos, incluidos virus, bacterias y hongos”, explica la doctora Orozco, también investigadora del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). 

En el sistema inmune hay una citoquina en particular: el interferón (IFN). “Proteínas capaces de ‘interferir’ con la replicación viral”, indica Orozco. Este es un punto importante. Mientras que en humanos la producción de interferones solo se da en respuesta a una infección, “algunas especies de murciélagos parecen tener una estrategia  ‘siempre activada’,  que les permite dar una respuesta mucho más rápida”, añade la investigadora. Esta es una “alerta temprana” para expresar interferones que no se ha encontrado en otras especies.

Una tormenta que no es perfecta 

Como se mencionó hace un rato, la respuesta inmune trae procesos de inflamación;  moléculas y células que migran a toda marcha hacia los sitios de infección para empezar a trabajar.  Cuando la infección no se puede controlar, el sistema inmune reacciona de manera exagerada y produce más y más citoquinas. Más de las necesarias. Así, la llegada de más células inmunes, como las blancas, lleva al cuerpo a la hiperinflamación. Esta condición puede dañar a tejidos, órganos y hasta la muerte.

Otra es la historia en los murciélagos,  “Capaces de suprimir los efectos patológicos de la inflamación excesiva inducida por virus”, dice Orozco. De un lado, se ha visto que algunas especies desarrollaron una manera para evitar que se exprese el factor de necrosis tumoral alfa (TNF alpha)  ”una citoquina inflamatoria clave”. Y, como si fuera poco, un estudio del 2018 encontró una mutación que reduce la actividad de proteína (STING) que estimula a otros genes para expresar interferones y así apaciguar la inflamación.

Cada vez son más las pistas que llevan a entender qué pasa cuando un coronavirus patógeno nos invade. La evidencia médica apunta a que los daños y síntomas clínicos ocasionados en pacientes por COVID-19 no son en su totalidad provocados por el este virus de manera directa, sino consecuencia de la respuesta inflamatoria cuando entra al organismo. Las respuestas exageradas de los sistemas inmunes, nuevamente, parecen ser las responsables, pues ciertos grupos de contagiados por este virus aparentemente sufren de un síndrome llamado “tormenta de citoquinas”.

En estas tormentas los niveles desmedidos de citoquinas reclutan tropas de células inmunes que, además, producen más de estas proteínas. Ahora, el organismo, sin poder regresar a un equilibrio, se enfrenta a más procesos de inflamación, problemas de coagulación y con ello es “traicionado” por sus propias líneas de defensa.

Sobre esto los murciélagos tienen otro punto a su favor: la posibilidad de volar. Durante el vuelo, su ritmo cardiaco es mayor a los 1.000 latidos por minuto y su temperatura corporal puede llegar a los 40 °C, aproximadamente. Mientras que para otro mamífero esto sería letal, para un murciélago hace parte de su actividad diaria. Los autores de un estudio del 2014 proponen que estos incrementos en la temperatura y el metabolismo “mejoran y facilitan” la activación de la respuesta inmune.

Por otro lado, volar les demanda un alto consumo de energía. Debido a eso, existe un exceso de moléculas pequeñas, pero muy reactivas, que pueden ser tóxicas para tejidos, células e incluso su ADN. Han encontrado evidencia que sugiere el desarrollo de adaptaciones que les permiten detectar y reparar daños en su información genética. Además, todo parece indicar que el “vuelo podría haber presentado una fuerte presión de selección genética para reducir la activación de los sensores de ADN dañado (PRRs)”, comenta la científica argentina. Esto quiere decir que la reducción de actividad de estos sensores también se refleja en la reducción de la inflamación y daños asociados a ella.

¿Virus graduados con honores?

Los murciélagos han evolucionado de tal manera que patógenos e incluso alteraciones celulares internas como el cáncer puedan ser controlados de manera armoniosa. Su relación con los virus va a tal punto que pueden albergarlos sin necesidad de matarlos y por eso son reservorios tan efectivos; se han identificado más de 130 tipos de virus en murciélagos, que incluyen más de 60 virus zoonóticos  peligrosos para seres humano.

Entonces, la presión que tienen los virus en un sistema de defensa tan complejo como el de estos mamíferos no es un detalle menor, pues tienen que luchar para enfrentarse a unos mecanismos que constantemente busca detectarlos y evitar su replicación a toda costa.

Cuando un virus, que “maduró” en la difícil universidad inmune de un murciélago, llega a una especie donde las respuestas de defensa no son tan rápidas, no es raro encontrar un sistema inmune sobrepasado por este patógeno. “Algunos estudios sugieren que el sistema inmunológico de los murciélagos podría impulsar la virulencia de algunos virus al obligarlos a replicarse velozmente para poder infectar y perpetuarse”, comenta la doctora Marcela Orozco. 

 El “tire y afloje” entre virus y murciélagos es solo un ejemplo de tantos en el curso de la naturaleza. Una carrera armamentista de la evolución por sobrevivir y reproducirse. Un balance que perdura en los ecosistemas hasta que es interrumpido por el sonido de las motosierras, de jaulas y de mercados de animales silvestres. Es el ser humano que abre pequeñas cajas de Pandora.

"La primera línea de defensa frente a cualquier enfermedad es el equilibrio y la conservación de la naturaleza", Hugo Mantilla-Meluk, curador de la colección de murciélagos de la Universidad del Quindío

 

Efraín Rincón es biólogo y periodista científico. Ha escrito para diferentes medios como Cerosetenta, Pesquisa Javeriana o el Toronto Star, sobre ciencia y medio ambiente. Es coproductor de Shots de Ciencia, una plataforma de divulgación científica.

Las ilustraciones son de Laura Giraldo. En IG como @lagiserna