Existe un lenguaje “viral”: cómo se comunican entre sí para infectar bacterias

Los virus han sido vistos durante mucho tiempo como entidades simples y egoístas: partículas inertes que “despiertan” sólo cuando atacan a una célula, a la que convierten en una fábrica de sus propias copias antes de destruirla. Este punto de vista es tan influyente que hoy en día el consenso mayoritario es que los virus no pueden considerarse realmente seres vivos. Sin embargo, ciertas observaciones sobre el comportamiento de los bacteriófagos o fagos, virus que infectan a las bacterias, hacen que este cuadro pueda quedar obsoleto.

Investigaciones recientes han demostrado que estos virus no siempre actúan de forma individual o automática, sino que pueden comunicarse entre sí y tomar decisiones colectivas. Lo más sorprendente es que en algunos casos esta comunicación se da incluso entre virus que infectan bacterias de distintas especies.

Este descubrimiento no sólo tiene profundas implicaciones para la ecología microbiana, la evolución de los virus y el desarrollo de nuevas estrategias para combatir las bacterias resistentes a los antibióticos, sino que también confiere capacidades “sociales” a estas entidades biológicas.

Un grupo de bacteriófagos con cola que infectan bacterias. Graham Beards / Wikimedia Commons., CC BI-SA Los organismos más extendidos en el planeta.

Aunque muchas veces pasan desapercibidos, los bacteriófagos son los organismos más abundantes en la Tierra. Se estima que hay alrededor de 10³¹ partículas virales en la biosfera, diez veces más que el número total de bacterias.

Cada día, infectan y destruyen enormes cantidades de bacterias en los océanos, el suelo y también en nuestros cuerpos. Cuando un fago infecta a uno de estos microorganismos, puede seguir dos vías principales: el ciclo lítico y el ciclo lisogénico.

En el ciclo lítico, el virus se replica rápidamente y acaba destruyendo la célula bacteriana, al tiempo que libera nuevas partículas virales. En el ciclo lisogénico, por otro lado, el genoma del fago se integra al genoma bacteriano y permanece latente, replicándose discretamente junto con él durante generaciones.

Durante décadas, se pensó que esta “selección” dependía únicamente del estado interno de la bacteria o del azar. Hoy sabemos que, al menos en algunos fagos, esta decisión puede verse influenciada por señales producidas por otros virus.

Lenguaje químico entre virus.

Un estudio de 2017 demostró que algunos bacteriófagos utilizan un sistema de comunicación molecular para evaluar su entorno. Este sistema, llamado arbitrium (que en latín significa “decisión”), les permite saber cuántas infecciones se han producido recientemente en la población bacteriana.

El mecanismo es sorprendentemente sencillo. Cuando un fago infecta una bacteria, induce la producción de un pequeño péptido (una proteína de entre 5 y 10 aminoácidos) que se libera al medio. A medida que se infectan más bacterias, aumenta la concentración de ese péptido. Los fagos que llegan más tarde “leen” esa señal química y, dependiendo de su nivel, deciden si continúan destruyendo la bacteria o entran en un estado latente.

En otras palabras, los fagos no actúan a ciegas: recopilan información del entorno (más péptidos significan que hubo más infecciones y, por tanto, menos posibilidades de encontrar bacterias receptoras) y ajustan su comportamiento en consecuencia.

Virus con comportamiento colectivo.

Lo que hace que este fenómeno sea aún más fascinante es que la comunicación no siempre se limita a fagos idénticos como se sugirió originalmente. Investigaciones posteriores realizadas en nuestros laboratorios han demostrado que algunos péptidos de Arbitrium pueden ser reconocidos por fagos relacionados pero infectan diferentes tipos de bacterias. Esto permite una forma de comunicación entre diferentes virus que comparten el mismo nicho ecológico.

Esto significa que el fago puede tomar decisiones basadas no sólo en la presencia de sus propios “parientes” sino también en las actividades de otros virus que compiten o cooperan. Por lo tanto, en lugar de actuar como entidades aisladas, parecen ser parte de redes de comunicación viral que reflejan la presión global sobre la comunidad bacteriana.

Desde un punto de vista evolutivo, esta habilidad tiene mucho sentido. Si muchos virus (incluso si no son idénticos) infectan bacterias cercanas, la destrucción indiscriminada continua del huésped puede agotar los recursos disponibles. Optar por retrasar puede ser, en este contexto, una estrategia de supervivencia a largo plazo más eficaz.

Este tipo de comportamiento es idéntico a los sistemas de detección de quórum que muchas bacterias y otros organismos utilizan para coordinar acciones basadas en la densidad de población. Sin embargo, es especialmente sorprendente encontrar algo similar en los virus, ya que tradicionalmente se pensaba que carecían de la capacidad de “tomar decisiones”.

Una nueva mirada a los virus

Que los fagos intercambien información, incluso entre diferentes especies, desafía la idea de los virus como simples programas genéticos que se ejecutan sin control. En cambio, comenzamos a verlos como agentes capaces de percibir su entorno, integrar señales y modular su estrategia replicativa más allá del individuo.

Es decir, lejos de ser meros actores pasivos, los bacteriófagos emergen como entidades con capacidades sociales sorprendentes que les permiten comunicarse, coordinarse y adaptarse colectivamente. El hecho de que puedan hacer esto incluso a través de las fronteras de las especies añade una complejidad inesperada a nuestra comprensión del mundo viral.

Este cambio de perspectiva nos recuerda algo fundamental: incluso en los sistemas aparentemente más simples de la biosfera, la comunicación es importante. A veces los organismos más tranquilos tienen las conversaciones más interesantes (y a veces los que menos esperamos “hablar” tienen más que decir).

Implicaciones más allá del laboratorio

Estos descubrimientos no son sólo una curiosidad científica. La comunicación entre fagos afecta la dinámica de las poblaciones bacterianas y, por tanto, procesos ecológicos clave como los ciclos del carbono y el nitrógeno.

Además, tiene importantes implicaciones para la terapia con fagos, una alternativa prometedora contra las bacterias resistentes a los antibióticos. Comprender cómo y cuándo estos virus deciden destruir bacterias o permanecer inactivos podría ayudar a diseñar tratamientos médicos o procesos biotecnológicos más predecibles y seguros.

Mientras tanto, los científicos se ven obligados a repensar cómo entendemos la “inteligencia” y la toma de decisiones en sistemas biológicos aparentemente simples.