Tenemos una misión muy especial. La tecnología futurística que usaremos hoy no es una máquina del tiempo. Hoy nos encogeremos para seguir de cerca a un virus que ha puesto en jaque a la humanidad. ¿Listo? Respira hondo.
Con el accionar de un botón enciendo el artefacto, que con un zumbido dispara un rayo que nos reduce a un tamaño tan pequeño que fácilmente alzamos vuelo con una brisa, hasta entonces imperceptible. Tenemos tan buena suerte que en ese momento alguien tose en la sala y nos vemos envueltos en partículas de saliva y surcamos el espacio a velocidad de vértigo. Nuestro traje es como el de un astronauta: estamos a salvo. Deja el asco: mira lo que va en la saliva. Cientos de pelotitas con púas. Coronavirus.
Un desdichado estaba caminando en la sala sin portar mascarilla, nos dirigimos a él. La inhalación genera una enorme turbulencia al forzar aire a pasar a mayor velocidad a través de la nariz. Esa turbulencia impacta la mayor parte de las partículas contra las paredes de la nariz y nasofaringe, donde abunda una mucosidad que sirve de filtro. Protege a los pulmones.
Quedamos adheridos en algún punto de la nariz, junto a varios virus. Algunos han sido inactivados por defensas naturales en la mucosa. Esto es inmunidad innata, es decir que siempre está presente. Otros ya venían defectuosos y no durarán mucho. Otros serán destruidos al invadir alguna célula. Por eso un solo virus no causa enfermedad, se necesita un inóculo grande. Entre más exposición a enfermos, mayor la concentración viral (por eso el personal de salud es tan vulnerable).
Pero hay uno cerca de nosotros que ha logrado establecer contacto con una célula de la pared de la nariz. Las púas (proteínas de espiga) son la llave con la que se establece una adherencia potente con la proteína ACE2. Bastan 5 minutos para ello. Esto activa una secuencia de cambios moleculares que llevan por dos caminos. El primero requiere una “tijera” llamada TMPRSS2 que corta parte de la espiga viral permitiendo una fusión perfecta. El segundo camino se llama endocitosis, y es “comerse” la partícula viral. Ambos llevan a lo mismo: los contenidos del virus entran en la célula. En media hora ha finalizado todo el proceso. Entremos nosotros a ver qué pasa.
Pasamos la grasa que forma parte de la membrana celular, y entramos a un mundo diferente. En medio del agua interna flotan estructuras y proteínas de diversas formas y funciones. Todo sostenido por un esqueleto proteico dándole forma. En el centro hay un globo grande que es el núcleo, el cofre que resguarda al preciado ADN humano. El código que rige la existencia entera de la célula. Pero hoy es una víctima más.
En medio de todo vemos al virus que ha empezado a destruir su envoltura proteica. Es como ver una figura hecha de legos desensamblarse poco a poco. Sale reluciente el código genético viral. Una muy larga cadena de ARN, de casi treinta mil pares de bases nitrogenadas.
Veremos el milagro de la ingeniería viral: de acuerdo con las rígidas leyes genéticas, una sola cadena de ARN debe ser leída y traducida a una sola cadena proteica. ¿Cómo hace el coronavirus para producir 27 proteínas diferentes, cada una con funciones particulares que son imprescindibles para la sobrevivencia?
Hay una secuencia grande del ARN que servirá para producir las primeras dos proteínas. Estas dos proteínas primordiales tienen segmentos que funcionan como cuchillos, o tijeras, que van recortándose entre sí, moldeándose, de tal forma que al finalizar su acción habrán producido varias proteínas no estructurales (NSP), fundamentales para promover la replicación viral y detener las defensas de la célula.
Pero un momento, ¿no acabo de decir que la regla es 1 ARN = 1 proteína? ¿Cómo salen dos mega proteínas del primer ARN? El virus es un tramposo. Todo segmento codificante tiene un mensaje de inicio y uno de finalización. Así la máquina que produce proteínas sabe dónde empezar y dónde parar. Pues resulta que cerca del código de “fin” del ARN del coronavirus hay una “secuencia deslizante” (slippery sequence) que hace que la máquina productora de proteínas se deslice. Es como cuando dejamos mojado un piso. Por si fuera poco, el virus se asegura que ese tropiezo funcione al colocar justo antes de esa secuencia un “pseudo nudo”, que traba a la pobre impresora de proteínas. Al obligarla a parar justo antes del piso mojado, se aumenta la probabilidad del deslizamiento: es más fácil que un carro se atasque y deslice en el lodo si arranca desde cero, que si lleva una velocidad constante.
Estas dos trampitas causan que alrededor del 50% de las veces que se lee el ARN haya deslizamiento, y por tanto no pueda leerse el código de “fin”. Al saltarlo, la productora de proteínas sigue produciendo hasta llegar a un segundo “fin”. Resultado: dos proteínas grandes llamadas ORF1a (sin deslizamiento) y ORF1ab (con deslizamiento).
Justo eso vemos sucediendo dentro de la célula, la cual continúa trabajando normalmente. Aún no han saltado las alarmas. Las dos mega proteínas virales inician su proceso de autodestrucción, generando las NSP que enumeré en mi columna anterior (“Autopsia de un asesino invisible”), por lo que las dejaremos realizar sus funciones sin interrupción.
Con esto finaliza el primer paso. Sin embargo, faltan las proteínas estructurales, accesorias y la generación de nuevos ARNs para equipar la siguiente generación de virus. Todo con un solo ARN inicial, como había mencionado.
La parte que no se usó para hacer las mega proteínas es la que servirá para esto. A partir de ella se genera un “modelo” usando las proteínas recién construidas (que forman el complejo de replicación viral). Este modelo sirve para dos procesos simultáneos:
1) Ese ARN se “fotocopia” para producir miles, millones, de copias que son idénticas al ARN inicial. En él están todos los genes del virus, por lo que se denomina ARN genómico. Este es el que irá dentro de los nuevos virus que serán ensamblados pronto.
2) Se “fotocopian” partes pequeñas del ARN para codificar un solo gen, y de él producir una proteína. Por eso se le conoce como ARN subgenómico. Esto se logra gracias a pequeños “túmulos” que tiene el ARN viral: al pasar sobre ellos la fotocopiadora, esta salta de manera aleatoria, y cada fotocopiada genera modelos diferentes. Las proteínas producidas así serán las estructurales y accesorias.
La célula se ha convertido en una fábrica que construye armas para el enemigo. ¿Cómo responderá ella? ¿Se ha dado cuenta que la están usando? ¿Cómo responden las células vecinas? Y lo más importante… ¿cómo reaccionará el sistema inmune, que es el ejército de nuestro cuerpo? Próximamente…
Médico, diplomado en Educación de la Afectividad (ICEF). Participante en el programa de residencia de pediatría en MetroHealth/Case Western University (Cleveland)