Una anémona marina revela otra forma de luchar contra los virus

Una anémona marina no tiene un sistema inmunitario como el nuestro, pero lleva millones de años expuesta a virus y otros microorganismos, por lo que también necesita reconocerlos, impedir que se multipliquen y limitar su avance. Estudiar cómo lo consigue, por lo tanto, permite descubrir soluciones biológicas que surgieron mucho antes de la propia aparición de los vertebrados.

Eso es lo que ha hecho un equipo internacional con Nematostella vectensis, una pequeña anémona utilizada con frecuencia en investigación. El estudio, publicado en Nature Ecology & Evolution, ha identificado una proteína desconocida hasta ahora que participa en su defensa frente a los virus. La llamaron CARDIB y su comportamiento ha resultado llamativo: se parece a una proteína que en los vertebrados activa la alarma antiviral, pero en la anémona empieza actuando como un freno.

El hallazgo apunta a una cuestión bastante compleja, que es que los animales no parecen haber desarrollado una única manera de enfrentarse a los virus. A lo largo de la evolución han podido aparecer sistemas distintos, construidos incluso con piezas parecidas, pero no iguales, que permiten detectar una infección y decidir cuándo responder.

Cuando un virus entra en una célula, deja señales que pueden delatar su presencia. Entre ellas está su material genético, que ciertos sensores celulares son capaces de reconocer. Esa detección pone en marcha una cadena de mensajes internos y activa genes dedicados a limitar la infección, impedir que el virus siga multiplicándose o eliminar las células comprometidas.

En humanos y otros vertebrados, una proteína llamada MAVS ocupa un lugar importante en ese proceso. Recibe la señal de los sensores y ayuda a encender la respuesta antiviral. Los investigadores encontraron en Nematostella una proteína con cierto parecido y esperaban que cumpliera una tarea similar, aunque los experimentos revelaron que su funcionamiento era diferente.

En el caso de CARDIB, se une a uno de los sensores virales de la anémona y, mientras no existe una amenaza, mantiene apagados varios genes relacionados con la inmunidad. Esa función tiene sentido: una defensa activada de forma permanente consumiría energía y podría perjudicar al propio organismo. El sistema necesita estar preparado, pero también evitar falsas alarmas.

Lo sorprendente sucedió cuando el equipo eliminó CARDIB. Si su única función fuera frenar las defensas, su ausencia debería permitir una reacción de protección más intensa. Sucedió lo contrario. Sin esta proteína, la anémona dejó de activar correctamente sus genes antivirales ante una amenaza.

CARDIB participa, por lo tanto, en dos momentos esenciales: ayuda a conservar el sistema en reposo y también resulta necesaria para que pueda reaccionar. El estudio todavía no aclara todos los pasos que permiten pasar de un estado al otro, pero sí muestra que el freno forma parte del propio mecanismo de respuesta.

Para comprobar su función, los investigadores utilizaron edición genética CRISPR y generaron anémonas sin el gen que produce CARDIB. También modificaron el sensor con el que esta proteína interactúa y compararon los resultados con animales que conservaban el sistema intacto.

Ante una señal viral, las anémonas modificadas apenas consiguieron activar la respuesta esperada. Además, se alteró la muerte programada de las células, un recurso que puede ayudar a contener una infección. Si una célula está siendo utilizada por un virus para fabricar nuevas copias, eliminarla dificulta que el invasor continúe extendiéndose.

El efecto terminó reflejándose en la cantidad de virus. Los animales sin CARDIB o sin su sensor asociado acumularon una carga viral mayor que las anémonas normales. La pérdida de una proteína que mantenía contenida la actividad inmunitaria había dejado al organismo más expuesto, no más protegido.

El resultado confirma entonces que CARDIB no funciona como un simple interruptor. Forma parte de un sistema que debe equilibrar dos necesidades: evitar una reacción innecesaria y responder con eficacia cuando la amenaza realmente existe.

Los experimentos controlados permiten observar cada mecanismo con precisión, pero el entorno natural es mucho más complejo. En el mar, las anémonas conviven con numerosos virus, bacterias y otros microorganismos, además de cambios constantes en el agua, por lo que, para acercarse a esas condiciones, parte del estudio se desarrolló en instalaciones experimentales de Carolina del Sur que recibían agua natural de un estuario. Los científicos colocaron allí anémonas normales y distintas líneas modificadas genéticamente. Después analizaron qué virus se habían acumulado en cada grupo.

Las anémonas con alteraciones en CARDIB y en sus sensores virales presentaron una mayor presencia de virus. Además, algunas defensas solo mostraron toda su relevancia cuando el animal se enfrentó a una comunidad real de microorganismos. Uno de los sensores que había desempeñado un papel poco evidente en el laboratorio adquirió más importancia en este entorno diverso.

La prueba confirmó que CARDIB no intervenía únicamente en una reacción provocada de manera artificial. Formaba parte de la capacidad cotidiana de la anémona para convivir con los virus de su hábitat y mantenerlos bajo control.

Nematostella pertenece al grupo de los cnidarios, que incluye también a los corales y las medusas. Su linaje se separó del que dio lugar a los seres humanos hace cientos de millones de años. Comparar ambos sistemas permite investigar cómo surgieron las defensas antivirales y hasta qué punto han ido transformándose con el tiempo.

CARDIB comparte algunos rasgos con MAVS, pero las dos proteínas no realizan la misma función. En los vertebrados, MAVS ayuda a transmitir la señal que activa una respuesta de defensa. En la anémona, CARDIB mantiene inicialmente ciertos genes bajo control y, aun así, resulta imprescindible para que puedan activarse después. La evolución ha utilizado elementos parecidos dentro de circuitos diferentes.

El resultado muestra además que el parecido entre genes o proteínas no basta para asumir que funcionan igual en todos los animales. Dos piezas pueden conservar parte de su estructura y ocupar posiciones distintas dentro del sistema.

La investigación se sitúa por ahora en el terreno de la biología evolutiva y no propone un nuevo tratamiento antiviral para las personas, por lo que su aportación consiste más bien en ampliar el mapa de estrategias que existen en la naturaleza. Conocer cómo otros animales regulan sus defensas puede revelar principios que pasarían inadvertidos si la investigación se concentrara únicamente en humanos o en los modelos de laboratorio más habituales.