¿Los virus controlan nuestro comportamiento?

Todos hemos experimentado alguna vez las sensaciones que nos incapacitan parcialmente cuando estamos bajo los efectos de una infección vírica. Sólo hay que recordar la última vez que tuvimos un resfriado fuerte o una gripe: tos, dolores de cabeza, dolores musculares, vómitos, diarrea y fatiga general que te obligan a quedarte en cama. Pues bien, ¿cómo hace exactamente el –maldito- virus para provocarte todo eso?

Otra vez como viene siendo habitual en mis post, para entender esto hay que adoptar una perspectiva evolutiva: todo eso supone una ventaja evolutiva para el virus, por lo que poco a poco a lo largo de la su historia, se han ido fijando estos efectos, o por decirlo de otra manera, los virus que provocaban alguno de estos efectos conseguían replicarse mucho más y esto hizo que poco a poco se fuesen especializando y adquiriendo nuevas "habilidades" hasta llegar a nuestros días con toda esa maquinaria de "síntomas" que nos producen. Tu enfermedad hace que los virus pasen más fácilmente a individuos sanos –en este caso sobre todo la diarrea y los vómitos-.

Un artículo publicado en la revista PLoS Pathogens investiga los mecanismos moleculares detrás de los vómitos y diarreas producidos por rotavirus, un agente infeccioso que está detrás de la muerte de más de 600.000 niños cada año en países en vías de desarrollo -y de la hospitalización de muchos más- debido a la deshidratación severa provocada por vómitos y diarreas excesivas.

El vómito, como la mayoría de procesos fisiológicos, está controlado por el cerebro. En condiciones normales, el vómito es una reacción fisiológica de defensa que evita el envenenamiento debido a la ingesta de comida en mal estado. La presencia de sustancias potencialmente peligrosas en nuestro sistema digestivo dispara el proceso. La conexión cerebro-intestino se produce por sistema nervioso entérico o SNE. Estas neuronas están conectadas células endocrinas específicas sensoriales llamadas "células enterocromafines (células EC) que cubren el lumen del tracto intestinal y responden a la presencia de sustancias potencialmente dañinas secretando mensajeros químicos –como la serotonina (5-HT), que activan el SNE y terminan llevando la información al cerebro que decide inducir vómito y diarrea para librarnos de las sustancias peligrosas. Ahora bien, ¿cómo activa el rotavirus todo este proceso en su beneficio?

La hipótesis más plausible es que una vez que se ha ingerido el rotavirus este infecta a las células del intestino y hace que éstas liberen serotonina e induzcan el vómito/diarrea. En los experimentos en el laboratorio se observó que justo después de la entrada del virus en las células se producía en éstas una gran liberación de calcio, lo que activaba la secreción de serotonina. Esto implica que todo el proceso se activa antes de que comience la replicación vírica, por lo que tenía que ser algo que estuviese en la propia partícula vírica. Una vez analizadas las partículas víricas, los investigadores concluyeron que no había nada en éstas que activase el proceso. Después de varios experimentos, el grupo de investigación descubrió que era la proteína NSP4, una proteína secretada por las células infectadas por el rotavirus, la que disparaba la cascada de activación.

Estos resultados fueron comprobados posteriormente en un modelo de ratón. Los investigadores observaron que en la realidad, las células EC casi no se infectaban por el rotavirus, sino que este infectaba a las células normales del intestino (enterocitos) y en éstas se producía la liberación de la proteína NSP4 que luego inducía la liberación de calcio y secreción de serotonina en las células EC. Como consecuencia de esto, en los ratones se producía diarrea y se activaban regiones del cerebro asociadas con el mareo en humanos (los ratones no vomitan).

Con este trabajo, los investigadores demostraron de manera elegante y sencilla como el rotavirus induce el vómito y diarrea. Según su modelo, el rotavirus infecta las células epiteliales y endocrinas del intestino haciendo que estas sinteticen y secreten la proteína NSP4 que al unirse a las células EC hace que estas secreten serotonina activando así a las neuronas del sistema SNE, lo que provoca las reacciones fisiológicas de vómito y diarrea. De esta manera el virus consigue una rápida diseminación de partículas víricas facilitando así su transmisión y la infección de nuevos huéspedes. La pérdida rápida y excesiva de fluidos causa la deshidratación del portador hasta tal punto que le puede llevar a la muerte.

La buena noticia es que gracias a este trabajo se ha identificado el mecanismo molecular que dispara el proceso –la unión de la proteína NSP4 a su receptor en las células EC- con lo que se puede diseñar una molécula que lo bloquee y así impida que se libere serotonina, se salve la vida de muchos niños y se prevenga el contagio por rotavirus en las sociedades humanas. Mientras tanto, inhibidores de vómito y diarrea -antagonistas de serotonina- se seguirán utilizando, pero como siempre, es mucho mejor apagar la televisión -que no se produzca serotonina- que no ponerle una manta sobre la pantalla encendida -"tapar" los lugares de unión de la serotonina en el cerebro-, de ahí el gran valor de este trabajo.

Referencias
Hagbom, M., Istrate, C., Engblom, D., Karlsson, T., Rodriguez-Diaz, J., Buesa, J., Taylor, J., Loitto, V., Magnusson, K., Ahlman, H., Lundgren, O., & Svensson, L. (2011). Rotavirus Stimulates Release of Serotonin (5-HT) from Human Enterochromaffin Cells and Activates Brain Structures Involved in Nausea and Vomiting PLoS Pathogens, 7 (7) DOI: 10.1371/journal.ppat.1002115