Virus gigantes, Girus, visibles al microscopio óptico

En este artículo hablamos de los virus gigantes, también denominados girus.

El maravilloso mundo microscópico no termina de sorprendernos, si recordamos el descubrimiento de los virus, este se produjo cuando el biólogo Dmitri Ivanovski filtró un macerado de hojas de una planta de tabaco que poseía unas extrañas manchas. Para el filtrado Dmitri Ivanovski utilizó unas membranas con poros capaces de retener bacterias (filtro de Chamberland).

En el experimento observó que el agente que producía la enfermedad había atravesado esta barrera y aunque en ese momento se pensaba que era una toxina soluble, posteriormente se dieron cuenta que se trataba de un agente particulado más pequeño que las bacterias.

Por tanto, hasta un poco antes del año 2003 se tenía como concepto de virus aquellas partículas infecciosas que dependen de una célula para reproducirse y cuyo tamaño es mucho menor al de las bacterias y por ende se aseguraba que estas no eran visibles al microscopio óptico.

Se decía entonces que son agentes infecciosos ultramicroscópicos porque solo podían ser observarlas a través del microscopio electrónico. Esto sin ser falso, tampoco era del todo cierto, pues se desconocía la existencia de virus con tamaños por encima al de las bacterias más pequeñas hasta entonces conocidas como las Chlamydias y los Mycoplasmas.

Esto quiere decir que estos virus gigantes son entre 2 a 15 veces más grandes que los virus de mayor tamaño conocidos, ejemplo el virus de la viruela (poxvirus), los virus de la familia Herpesviridae, entre otros.

Concepto de virus gigantes

Estos virus gigantes se conocen también como virus nucleocitoplasmáticos de ADN  o más simplemente como el diminutivo girus (gi: de gigante) y (rus: de virus). En un inicio se definieron como aquellos virus capaces de ser vistos por el microscopio óptico debido a su tamaño físico.

Sin embargo, hoy día un concepto aceptable de virus gigantes es el siguiente: son virus que infectan organismos eucariotas y que posean mínimo 500 genes codificadores de proteínas, aunque con esta definición algunos virus gigantes como los Pithovirus quedarían por fuera.

Descubrimiento

Los girus fueron vistos por primera vez en el año 1992, cuando se buscaba bajo el microscopio óptico la presencia de Legionellas sp en el interior de amebas, que aparecieron en muestras de agua de un sistema de aire acondicionado del Hospital de Bradford en el Reino Unido.

En ese momento se bautizó como coco de Bradford, pensando que era una bacteria cocoide. Sin embargo, esta bacteria era muy extraña, ya que no se pudo multiplicar en medios de cultivo, tampoco se logró el aislamiento de su ADN y no se inhibía en presencia de antibióticos.

Fue hasta el año 2003 cuando se dilucidó que se trataba de un virus extremadamente grande. Hoy día se sabe que ese microorganismo pertenece a un grupo de virus que parasitan amebas, denominados Mimivirus.

El nombre Mimivirus nació por su gran similitud a las bacterias, en cuanto a la forma, tamaño y lo más asombroso mimificaban la coloración Gram positiva, simulando ser un coco Gram positivo.

Características de los virus gigantes

Hasta la fecha se ha podido conocer muchas de sus características, aunque aún falta mucho por estudiar. Algunas de las características de los girus son similares al resto de los virus, por ejemplo el hecho de tener que parasitar una célula para poder reproducirse, pero en cambio se diferencian en muchas otras cosas:

– Contienen entre 50 a 250 veces más genes que el resto de los virus.

– Algunos de los genes encontrados no se habían visto en otros virus, es decir, que son únicos para este tipo de virus gigantes.

– La forma de ingresar a la célula es muy diferente, pues los girus se internan en el interior de la ameba por un proceso denominado fagocitosis, esto quiere decir que no necesitan interactuar con receptores de membrana para entrar a la célula como lo hacen el resto de los virus.

A partir de este gran descubrimiento se han detectado muchos más girus o virus gigantes, de vida acuática, entre ellos se encuentran:

• Megavirus chilensis, descubierto en el 2011 (aislado de amebas).
• Cafeteriavirus, (aislado del zooplancton marino Cafetería roenbergensis).
• Marseillevirus, descubierto en 2009 (aislado de amebas en el agua).
• Lausannevirus, (aislado de amebas en el agua).
• Virus de Cannes 8, (aislado de amebas en el agua).
• Tunisvirus, (aislado de amebas en el agua).
• Melbournevirus (aislado de amebas en el agua).
• Faustovirus. (aislados de amebas de vida libre).
• Virus Insectomime (aislado de larvas de insectos).
• Senegalvirus (aislado de una muestra humana).
• Pandoravirus 2013
• Pithovirus sibericum 2014
• Mollivirus sibericum

Principales virus gigantes (girus)

En la actualidad se han contabilizado más de cien cepas de girus repartidos en varias familias: Mimiviridae, Marseilleviridae, Pithoviridae, Pandoraviridae, Phycodnaviridae y el género Mollivirus, aunque algunos no encajan en ninguno de estas familias. Aquí mencionaremos los más conocidos:

Familia Mimiviridae

Mimivirus

El género Mimivirus contiene una especie tipo cuyo nombre es Acanthamoeba polyphaga mimivirus, pero se abrevia a simplemente mimivirus. Poseen simetría icosaédrica.

Su genoma está compuesto por una molécula de ADN lineal de doble cadena. Es uno de los virus gigantes más grandes con 1.181.404 pares de base, con 979 genes responsables de codificar para proteínas. Además se observó genes únicos, es decir, que no se habían visto nunca antes en otros virus. Se replican en el citoplasma de la ameba.

Megavirus chilensis

Este virus gigante debe su nombre al sitio donde fue encontrado, exactamente fue en el interior de amebas Acanthamoeba polyphaga encontrada en las aguas de la estación marina de Las Cruces en Chile. Son más grandes que la bacteria llamada Mycoplasma, midiendo aproximadamente unos 0,7 μm.

Los Megavirus chilensis poseen un gran genoma que contiene 1,2 millones de pares de bases, albergando cerca de 1.120 genes.

Cafeteriavirus o virus cafetería roenbergensis

Este tipo de girus fue encontrado en un flagelado unicelular del zooplancton marino denominado Cafetería roenbergensis, de allí su nombre. Posee un genoma de ADN de doble cadena de 730.000 pares de bases.

En ocasiones este tipo de girus es parasitado por un virófago (Mavirus).

Familia Marseilleviridae

Familia de virus gigantes que comprende 5 linajes de virus A, B, C, D y E. Los marsellavirus se caracterizan por tener cápsides icosaédricas entre 200 a 250 nm de tamaño.

Linaje A

Marseillevirus : Como dato curioso científicos encontraron anticuerpos anti Marseillevirus en personas asintomáticas, lo que sugiere que puede infectar a humanos, pero hasta ahora no se ha detectado que produzcan ninguna patología. Debe su nombre a la ciudad de Marsella, Francia.

Virus de Cannes 8: Este girus fue encontrado en muestras de agua de una torre de enfriamiento en Cannes (Francia).

Senegalvirus: Este virus gigante fue aislado de la microbiota del intestino de un humano de origen africano.

Melbournevirus: Es el primer girus de la familia Marseilleviridae aislado de agua dulce, exactamente en Melbourne, Australia. Se notó que estructuralmente tenía grandes similitudes con el virus Cannes 8 y el Marseillevirus.

Tokyovirus: Primer virus gigante aislado de muestras de agua del río Arakawa, ubicado en Tokio, Japón perteneciente a la familia Marseilleviridae.

Linaje B

Lausannevirus: Se ha aislado de Acanthamoeba castellanii. Los Lausannevirus son virus gigantes icosaédrico de aproximadamente 200 nm.

Kurlavirus: Descubierto por investigadores del Instituto Tecnológico Indio en Bombay, junto a otras 19 cepas de virus gigantes, entre ellos el Megavirus Bandra el más grande de todos los girus encontrados en la India. Las muestras fueron tomadas de purificadores de agua y plantas de tratamiento de aguas residuales.

Noumeavirus: Fue aislado de una muestra ambiental recolectada de un estanque cerca del aeropuerto de Noumea en Nueva Caledonia.

Port-miou virus: Aislado de una muestra de agua de un manantial submarino en el Cassis Port-Miou Calanque

Linaje C

Tunisvirus o virus tunis: El virus Tunis se denominó de esta manera porque fue aislado del agua de una fuente en Tunis, Túnez. Se encontraba parasitando a una Acanthamoeba spp.  Su genoma posee 380.011 pares de bases. 

Virus Insectomime: Fue aislado del interior de larvas de insectos tipo Eristalis tenax, que es un díptero braquícero similar a una abeja Apis mellífera de allí su nombre.

Linaje D

Brazilian marseillevirus: Aislado de una muestra del lago Pampulha del sur de Brasil. Es el segundo virus con mayor contenido genético.

Linaje E

Golden marseillevirus: Aislado del mejillón dorado (Limnoperna fortunei) en Brasil. Posee un genoma circular, de doble cadena (dsDNA) con 360, 610 pares de bases.

Familia Pithoviridae

Pithovirus sibericum

En un inicio se creyó que se trataba de un endosimbionte de arqueo, pero hoy se sabe que es un tipo de girus o virus gigante. Se aisló de una muestra de un permafrost de Siberia (capa congelada de la corteza terrestre).

El Pithovirus tiene un gran tamaño, mide 1,5 µm de longitud y 0,5 µm de diámetro, pero a pesar de su gran tamaño físico solo codifica para 467 proteínas, con un genoma de tan solo 610.000 pares de bases.

Familia Pandoviridae

Pandoravirus inopinatum

La primera vez que se observó se le catalogó como un endoparásito y no como un girus como actualmente se le clasifica. También se conocen otros virus de este mismo tipo, por ejemplo: Pandoravirus salinus, Pandovirus dulcis, Pandovirus neocaledonia y Pandovirus quercus.

Estos girus o virus gigantes miden 1,2 μm, y poseen un genoma que contiene 2,8 millones de pares de bases y un total de 2500 genes.

Algo que llama la atención de los Pandovirus es que a pesar de su gran tamaño no poseen genes con la información genética necesaria para la síntesis de su propia cápside, esto solo se había observado en virus extremadamente pequeños.

Mollivirus sibericus

El tamaño de los Mollivirus sibericum, oscila entre 500-600 nm. Fueron descubiertos junto a los Pithovirus en la misma muestra de permafrost.

Faustovirus

Son uno de los girus más pequeños, miden 200 nm y se aisló de otro tipo de ameba de vida libre, a diferencia de la mayoría de los girus que se aislaron de la ameba Acanthamoeba.

Virófagos

Cómo si fuese poco todo lo descrito anteriormente, durante el estudio de los girus se realizó otro gran hallazgo que fue la existencia de los virófagos. Estos agentes son incapaces de replicarse dentro de la ameba si no está presente el girus, pues parasitan al Mimivirus, es decir, se comporta como un parásito que infecta a otro parásito.

La presencia de los virófagos protege la existencia de la ameba y lo hace inhibiendo la lisis de la ameba por la acción del Mimivirus. También se descubrió que los virófagos pueden funcionar como provirófagos o transpoviriones, ya que tienen la capacidad de integrarse en el genoma de los girus.

Referencias

1. Borrego J. ¿Qué hacen aquí estos virus gigantes?: Nuevos aspectos sobre la explicación del origen y evolución de los virus. Encuentros en la biología, Universidad de Málaga, 2017; 10 (1): 164 264: 267. Disponible en: encuentrosenlabiologia.es/
2. Brandes N, Linial M. Giant Viruses-Big Surprises. Viruses. 2019; 11 (5):404. Available from: ncbi.nlm.nih.gov/
3. Thomas V, Bertelli C, Collyn F, Casson N, Telenti A, Goesmann A, Croxatto A, Greub G. Lausannevirus, a giant amoebal virus encoding histone doublets. Environ Microbiol. 2011; 13 (6):1454-66. Available from: pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/
4. Masaharu Takemura. Taxonomic Properties of Tokyovirus, the First Marseilleviridae Member Isolated from Japan. Microbes Environ, 2006; 31 (4):442-448. Available from: jstage