La evolución no conservó una única estrategia antiviral a lo largo de la historia animal
Un nuevo estudio ha descubierto en las anémonas marinas un mecanismo de defensa antiviral previamente desconocido, revelando que los animales podrían haber desarrollado más de una forma de combatir las infecciones virales.
Los investigadores descubrieron que una proteína similar a un componente clave del sistema inmunitario humano desempeña en realidad la función opuesta, pero sigue siendo esencial para una eficaz protección antiviral.
Los hallazgos desafían las suposiciones sobre la evolución de la inmunidad y sugieren que han surgido diferentes estrategias antivirales en todo el reino animal.
Un nuevo estudio en colaboración con investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte, ha descubierto en las anémonas de mar un mecanismo de defensa antiviral previamente desconocido.
Los hallazgos cuestionan arraigadas suposiciones sobre la evolución de los sistemas inmunitarios y revelan que los animales pueden haber desarrollado más de una solución molecular para combatir las infecciones virales.
Los virus se encuentran entre las amenazas más persistentes que enfrentan los organismos vivos. En los humanos y otros vertebrados, las defensas antivirales dependen de una proteína llamada MAVS, que activa las respuestas inmunitarias cuando se detectan invasores virales. Los científicos llevan mucho tiempo intentando comprender cuán arraigado está este sistema en la evolución animal.
Imagen derecha: Anémonas de mar Nematostella vectensis en el laboratorio. Crédito: Taliya Finkel-Moran
Un modelo ancestral de inmunidad
Para investigar, los científicos recurrieron a las anémonas marinas, antiguos animales marinos que divergieron del linaje que dio origen a los humanos hace más de 600 millones de años. Como parientes cercanos de los corales y las medusas, las anémonas marinas ofrecen una perspectiva única sobre la evolución temprana de la inmunidad.
El equipo identificó una proteína previamente desconocida, a la que denominaron CARDIB (proteína de unión al inhibidor de CARD). A primera vista, CARDIB parecía notablemente similar a MAVS, lo que sugería que podría representar una ancestral versión de la misma maquinaria antiviral presente en los humanos. Pero los experimentos revelaron un giro sorprendente.
"Todo en CARDIB sugería que debía funcionar como MAVS", dijo Sydney Birch, del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte. "Sin embargo, descubrimos que hace exactamente lo contrario. En lugar de activar las defensas antivirales, CARDIB normalmente las suprime".
Un freno que protege
El descubrimiento planteó una pregunta obvia: ¿Por qué un organismo suprimiría su propio sistema inmunitario?
Mediante la edición genética CRISPR, los investigadores eliminaron el gen CARDIB de las anémonas marinas y las expusieron a amenazas virales. Inesperadamente, los animales que carecían de CARDIB se volvieron mucho más vulnerables a la infección. Los virus se multiplicaron con mayor facilidad, las defensas antivirales no se activaron correctamente y los animales perdieron gran parte de su capacidad para combatir las infecciones.
Imagen derecha: Anémona marina
Probado más allá del laboratorio
"Los resultados fueron totalmente inesperados", dijo Birch. "Si bien CARDIB actúa como un freno para el sistema inmunitario en condiciones normales, ese freno resulta ser esencial para generar una eficaz respuesta antiviral".
Los hallazgos revelan que las anémonas de mar dependen de una vía antiviral fundamentalmente diferente de la que se encuentra en los humanos, a pesar de utilizar componentes moleculares que parecen sorprendentemente similares.
Los investigadores también comprobaron si la vía metabólica recientemente descubierta tiene relevancia fuera de las condiciones de laboratorio. Se transfirieron anémonas marinas modificadas genéticamente de acuarios de laboratorio a mesocosmos marinos al aire libre con agua estuarina natural en Carolina del Sur, exponiéndolas así a los diversos virus y microorganismos presentes en su entorno natural.
Los resultados fueron sorprendentes. En cuestión de días, los animales que carecían de CARDIB y genes antivirales relacionados acumularon muchos más virus que las anémonas marinas normales. Un gen inmunitario que parecía tener una moderada importancia en los experimentos de laboratorio se volvió claramente importante en el medio natural.
"Esto demostró que la vía que descubrimos no es simplemente un fenómeno de laboratorio", dijo Birch. "Desempeña un papel crucial para ayudar a estos animales a afrontar los desafíos virales a los que se enfrentan en la naturaleza".
Imagen derecha: Anémonas marinas
Diferentes soluciones contra los virus
En términos más generales, el estudio sugiere que la evolución no conservó una única estrategia antiviral a lo largo de la historia animal. En cambio, diferentes linajes animales podrían haber desarrollado distintas soluciones moleculares para el mismo desafío: detectar y detener los virus antes de que se propaguen.
"Tanto los humanos como las anémonas marinas necesitan protección contra los virus, pero este trabajo demuestra que la evolución puede organizar esas defensas de maneras fundamentalmente diferentes", añadió Birch.
Este descubrimiento subraya el valor de estudiar organismos más allá de los modelos biomédicos tradicionales. Animales ancestrales como las anémonas marinas conservan innovaciones evolutivas que permanecen invisibles cuando la investigación se centra exclusivamente en humanos, ratones y otras especies de laboratorio comunes.
A medida que los científicos continúan explorando la diversidad de la vida, descubren inesperadas soluciones que la evolución ha ideado para algunos de los problemas más fundamentales de la biología.
Los hallazgos han sido publicados en Nature Ecology & Evolution: An ancient anthozoan protein reveals an alternative evolutionary path of antiviral signalling
