title: ¿Qué nos enseña el coronavirus que infecta a las aves sobre la evolución del nuevo coronavirus humano?
context:  ¿Qué nos enseña el coronavirus que infecta a las aves sobre la evolución del nuevo coronavirus humano? Ciencia en primera persona es un espacio abierto para que científicos y científicas reflexionen sobre el mundo y sus particularidades. Los esperamos en ciencia@ladiaria.com.uyLos virus son entidades biológicas compuestas de material hereditario y proteínas que requieren necesariamente de un hospedero para replicarse y generar copias de sí mismos. Son los únicos microorganismos que pueden tener como material hereditario, además de la típica doble hebra de ADN, moléculas de ARN de simple o doble cadena. Los coronavirus son virus con envoltura (una capa lipídica asociada a glicoproteínas), cuyo genoma o conjunto de información genética es una única hebra de ARN de entre 25 y 32 kb (1kb = 1.000 bases). Las bases son las unidades de información genética que permiten al virus sintetizar los componentes necesarios para ingresar a la célula y replicarse. Los coronavirus tienen el genoma de ARN más grande de todos los virus. La partícula viral de los coronavirus es cientos de veces más pequeña que una célula animal, y presenta proyecciones en su superficie denominadas espículas. Si observamos los coronavirus al microscopio electrónico, veremos que presentan un aspecto que recuerda el esquema de una corona solar, razón por la que recibieron su nombre. Las espículas están integradas por una proteína viral, la glicoproteína de superficie o proteína S. Esta proteína viral es muy importante, se encuentra asociada a la envoltura viral y presenta una gran parte expuesta hacía el exterior del virus. Además de interaccionar con el sistema inmune del hospedero, esta proteína le permite al virus unirse a la membrana plasmática de la célula del hospedero mediante una proteína receptora. Los virus pueden utilizar diferentes receptores para ingresar a las células, lo que es importante para comprender por qué afectan ciertos tejidos (aquellos con el receptor) y no otros. Estos receptores generalmente varían entre distintas especies, y para pasar de una especie animal a otra (salto o transferencia entre especies), el virus debe poder unirse al receptor en la nueva especie y utilizarlo para ingresar a la célula. Una de las características más importantes que moldea la evolución de los coronavirus, común a otros virus ARN, es la capacidad de cambiar su secuencia genómica a gran velocidad. Las altas tasas de cambio tras cada ciclo replicativo generan una gran variabilidad genética. Además, los coronavirus tienen la habilidad de intercambiar regiones de su genoma, un proceso denominado recombinación, con otros virus con distinto grado de divergencia. Estas características de los coronavirus los hacen capaces de adaptarse a nuevos hospederos, favoreciendo su salto entre las especies. La capacidad de cambiar es inherente al material hereditario, todos los organismos lo hacen, aunque lo virus son particularmente variables. La mayoría de estas pequeñas variaciones o mutaciones serán neutrales y no afectarán las propiedades del virus.Coronavirus aviaresEn la Sección Genética Evolutiva de la Facultad de Ciencias, trabajamos desde hace varios años en el estudio de un coronavirus de las aves, el virus de la bronquitis infecciosa aviar (infectious bronchitis virus o IBV). Este virus pertenece al género de los Gammacoronavirus, uno de los cuatro grupos que forman los coronavirus. IBV causa una enfermedad respiratoria muy contagiosa que afecta a la producción avícola de todo el mundo. Como ocurre en todos los organismos, el material hereditario tiene genes que producen proteínas y regulan su funcionamiento. El coronavirus aviar posee un conjunto de genes esenciales, que codifican para las proteínas estructurales (que forman la cubierta del virus) y las proteínas asociadas a la replicación y funcionalidad del virus. Para ingresar a la célula, el virus se une a un receptor celular, el ácido siálico, que se encuentra en células de muchos tejidos. Cuando el virus ingresa a la célula, su material hereditario (el ARN del genoma) se libera en el interior celular, replicándose y produciendo proteínas para generar nuevas partículas virales. El coronavirus aviar se clasifica en genotipos (grupos con ciertas características en su secuencia de ARN) mediante el análisis total o parcial del genoma. Se han descrito decenas de genotipos circulando en la industria avícola mundial. Esto es útil para identificar las variantes que se encuentran circulando y cómo evolucionan a nivel mundial. Gracias a estos estudios, desde la descripción del coronavirus, en la década del 1930, se han detectado decenas de variantes genéticas, y más de 60 variantes antigénicas o serotipos de este virus circulando en el mundo. Estas variantes pueden comportarse en forma distinta y requerir vacunas diferentes, por lo que es necesario identificarlas y estudiarlas. Después de infectar las células epiteliales de las vías respiratorias superiores, el coronavirus aviar se propaga hacia las células de la tráquea y los pulmones. Posteriormente, pasa por vía sanguínea y por difusión, desde los sacos aéreos a otras superficies epiteliales, donde puede replicarse y lesionar los tejidos.La sintomatología de la enfermedad es variable y depende de factores tales como la cepa de virus infectante, la edad de las aves y su estado inmunitario. En general se manifiesta con síntomas respiratorios, pero puede agravarse por infecciones secundarias. El diagnóstico clínico no es sencillo debido a que otras patologías aviares pueden presentar síntomas similares. Para un diagnóstico certero de la enfermedad es conveniente utilizar métodos de diagnóstico complementarios. Los métodos moleculares, basados directa o indirectamente en la presencia del material hereditario, son muy útiles como diagnóstico y tipificación. Desde hace varios años se emplean técnicas de biología molecular para el diagnóstico rápido del coronavirus aviar, que consisten en la amplificación, por la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de regiones genómicas del virus. En la actualidad, la técnica de referencia para el diagnóstico es la PCR en tiempo real o cuantitativa (qPCR). Esta técnica consiste en amplificar una pequeña región del genoma del virus y observar esta amplificación mediante el agregado de un compuesto fluorescente que se detecta en un equipo específico (equipo de PCR en tiempo real).En nuestro laboratorio implementamos una metodología de diagnóstico de coronavirus aviar basado en qPCR publicada en 2006 por científicos extranjeros. Mediante apoyos económicos nacionales (Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria) e internacionales (Biotech), y en colaboración con la Sección de Virología de nuestra Facultad y laboratorios de Argentina (INTA), adquirimos un equipo de PCR en tiempo real para nuestra Facultad. Además, estandarizamos, validamos y publicamos ensayos de PCR en tiempo real para identificar y caracterizar las variantes sudamericanas de estos virus. Estos ensayos constituyen una herramienta adecuada para el diagnóstico y tipificación del coronavirus aviar y el análisis de su comportamiento epidemiológico. También realizamos análisis filodinámicos que permiten, mediante la comparación de secuencias del virus, estimar cuándo y dónde se originaron las variantes que circulan entre las aves. Las variantes circulantes en Uruguay se originaron en Eurasia alrededor de 1968, ingresando posteriormente a Sudamérica.La caracterización genética basada en el análisis de genomas completos de coronavirus aviar permite deducir detalladamente la relación evolutiva entre las variantes de este virus. Para secuenciar los genomas se utilizan actualmente técnicas denominadas de NGS (secuenciación masiva o de alto rendimiento).La metodología de obtención de genomas completos para coronavirus aviares se puso a punto en Uruguay en el marco de la investigación que llevó adelante la doctora Ana Marandino, integrante de nuestro grupo que se especializó en Argentina y Estados Unidos en el estudio de estos virus. Recientemente, en la plataforma de secuenciación genómica de la Facultad de Ciencias, que inauguramos en 2019, secuenciamos más genomas de coronavirus aviares utilizando esta metodología. La comparación de los genomas mostró una forma particular de evolución de las cepas sudamericanas de coronavirus aviar. Los coronavirus aviares que llegaron a Sudamérica recombinaron con variantes locales e intercambiaron regiones de su genoma. Pero el intercambio no fue al azar: los virus intercambian entre sí la región que lleva la información de la proteína de la espícula (gen S), adquiriendo características que eventualmente les permiten adaptarse mejor al entorno. Interesantemente, este mecanismo de intercambio de genes enteros también le permitió al virus infectar a otra especie de ave, el pavo. Un virus de la bronquitis infecciosa de las gallinas fue capaz de intercambiar el gen S con un virus de un ave silvestre. Posteriormente cambió la secuencia de ese gen para adaptarla al resto del genoma, logrando generar una infección en pavos, desconocida hasta el momento. Esto nos muestra que los coronavirus se transfieren entre animales, y pueden causar enfermedades en ellos al igual que en los humanos.¿Qué pasa con el coronavirus humano?De acuerdo a su origen, los coronavirus podrían dividirse en dos grandes grupos, uno proveniente de las aves y otro de mamíferos (murciélagos). El coronavirus aviar es un ejemplo del primer grupo, los coronavirus humanos son un ejemplo del segundo. Esto no significa que el coronavirus humano se haya transferido directamente de un murciélago, sino que la cepa ancestral se originó ahí, pero pudo haber pasado utilizando hospederos intermediarios (mamíferos), hasta llegar al humano. Los coronavirus parecen saltar más fácilmente de una especie a otra cuando los hospederos están relacionados. Por esta razón, el coronavirus aviar no afecta a humanos, ya que los hospederos son muy diferentes. Por otro lado, los murciélagos, al ser mamíferos, tendrían más posibilidades de intercambiar coronavirus con otros mamíferos, incluido el hombre. Para que ocurra la transferencia se necesita que las especies implicadas ocupen el mismo hábitat. Además, el virus tiene que adaptarse, y eso generalmente requiere cambios importantes en el genoma. Se considera que los coronavirus evolucionan primeramente por evolución adaptativa, proceso por el cual los cambios en el genoma, seleccionados por la interacción con el sistema inmune, conducen a un virus que se ajusta mejor al nuevo hospedero. Algunos coronavirus que afectan humanos no están asociados con síntomas clínicos severos. Las excepciones son los coronavirus emergentes que causan el síndrome respiratorio agudo grave (SARS), el síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS) y la reciente enfermedad del coronavirus de 2019 (Covid-19). Si comparamos la información genética de estos tres virus patógenos en humanos, la divergencia genética del nuevo coronavirus, que se denomina SARS-CoV-2, con los anteriores (SARS-CoV y MERS-CoV) es relativamente grande, lo que sugiere que no se trata de variantes de estos virus que se originaron una de otra, sino que surgieron a partir de diferentes coronavirus de murciélago en un periodo relativamente corto (el SARS se detectó recién a partir de 2002). Aparentemente, en el caso del SARS, los murciélagos transmitieron el virus a la civeta de la palmera, un mamífero carnívoro asiático. En el MERS, los camellos parecen haber actuado como hospederos intermediarios antes de infectar a los humanos. Con estos antecedentes, se piensa que el nuevo coronavirus pasó al ser humano por un hospedero intermediario, el pangolín, un mamífero de piel escamosa que se alimenta de insectos y que tiene coronavirus similares al nuevo virus humano.¿Por qué ocurre una pandemia?Las alteraciones que realiza el ser humano en los hábitats pone en contacto entre sí a animales que no suelen estarlo, generándoles además un nivel de estrés que puede llegar a enfermarlos y los hace infectarse con microorganismos que usualmente no los afectan. Estos microorganismos interaccionan con los presentes en otros animales y con los que están en los humanos y generan eventos de transferencia cada vez más frecuentes y de mayor impacto.La salud de los animales y la comprensión de su microbiota (todos los microorganismos que conviven formando parte de su organismo) nos muestran cada vez más que la salud humana depende de respetar la salud y el bienestar de toda la vida en la Tierra. No debemos culpar a la fauna silvestre de estos compromisos sanitarios. Todos los seres vivos, incluidos los microorganismos, están estrechamente conectados entre sí y dependemos de cada uno de ellos para sobrevivir. El ser humano no podría sobrevivir sin aves, murciélagos o microorganismos. El equilibrio entre los animales y la microbiota es necesario pero inestable, debemos cuidarlo, porque alterando un pequeño engranaje podemos desestabilizar toda la maquinaria. Si perturbamos el hábitat e interaccionamos con la fauna silvestre sin los cuidados adecuados, podemos generar compromisos sanitarios importantes. No olvidemos también que los humanos somos una fuente importante de microorganismos particulares que pueden afectar a los animales, generando una pérdida de diversidad que en definitiva terminará afectando una única salud: la de toda la vida en nuestro planeta. Ruben Pérez es responsable de la Investigación en virus y bacterias que afectan la salud animal en la Sección Genética Evolutiva del Instituto de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República. 
question: ¿Cuáles son los dos grandes grupos de Coronavirus de acuerdo a su origen?
answers.text: uno proveniente de las aves y otro de mamíferos (murciélagos)