Otra de las enfermedades que usa como vector de transmisión al mosquito, en este caso del género Aedes (Aedes aegypti o  Aedes albopictus), es la que produce el Dengue. Este mosquito es originario de África e introducido en América a través del tráfico de esclavos. El agente causante de la enfermedad son varios serotipos del Virus del Dengue (virus de ARN), que pertenece a la familia de virus Flaviviridae,  en concreto del genero Flavivirus. Entre sus síntomas es característico una fiebre que aparece de golpe (aprox. una semana después de la picadura) y dura hasta una semana (en algunos casos hasta dos), junto a dolor de cabeza, articulaciones y músculos. Una variedad de esta enfermedad es el dengue grave o hemorrágico  que produce pérdida de líquido o sangrados o daños graves de órganos, incluso pudiendo producir la muerte. Afecta sobre todo a lactantes o niños (de 2 a 14 años), en cambio, a adolescentes o adultos les afecta menos.

Síntomas del Dengue

• Fiebre alta.
• Dolor de cabeza en la zona frontal.
• Dolor detrás de los ojos que incrementa con los movimientos oculares.
• Dolores musculares y articulares ( “fiebre quebrantahuesos”)
• Inapetencia y dificultades en el sentido del gusto.
• Erupción de máculas o pápulas en tórax y miembros inferiores.
• Aparición de náuseas y vómitos.

En aquellos casos que se agrave con Fiebre Hemorrágica del Dengue (FDH), debe tener todos y cada uno de los siguientes síntomas.

Síntomas de la Fiebre Hemorrágica del Dengue

• Fiebre o antecedente de fiebre reciente
• Hemorragias evidenciadas por lo menos por:
• 1) pequeñas hemorragias debajo de la piel, equimosis ó púrpura,
• 2) hemorragia en las mucosas del aparato digestivo ó sitio de inyección.
• 3) Prueba del torniquete positiva.
• Disminución de plaquetas (menos de 50.000 por mm3)
• Hematocrito igual o superior al 20% del promedio para la edad y población que se considere. (extravasación de suero dentro del organismo: en las pleuras, en abdomen ó por disminución de proteínas)

En este caso, los primeros síntomas son iguales al Dengue pero al 3-4 día se complican mostrando cada uno de los síntomas descritos anteriormente. Por tanto si sales de vacaciones, y no quieres pasarla en cama con un dolor impresionante de cabeza, huesos y músculos, cuídate mucho de las picaduras de mosquitos sobre todo en las mañanas y atardeceres cuando viajes a zonas tropicales.

Un dragón de Komodo o Varanus komodoensis

El dragón de Komodo o Varanus komodoensis es un lagarto sin complejos. Con sus dos o tres metros de largo y un peso de alrededor de 70 kilos, es el mayor lagarto que existe en la actualidad. Además, en ausencia de pareja sus hembras son capaces de “echar mano” de la partenogénesis y traer al mundo una nueva generación. Con todo esto, podríamos suponer que estos animales ya han dejado el listón lo suficientemente alto como para considerarlos curiosidades biológicas y motivo de documentales. Sin embargo, aún les queda un as en la manga para hacer que los científicos se salten entre ellos a la yugular. De manera que las pruebas de uno son consideradas por otros como “sin sentido, irrelevantes, incorrectas o falsamente engañosas”…

¿Dónde está el origen de la disputa? El hábitat de estos animales se encuentra en las islas de Komodo, Rinca, Flores, Gili Motang y Padar (todas ellas en Indonesia) dónde se los considera endémicos. Sin embargo, su origen evolutivo se encuentra en Australia entre parientes como el Megalania prisca de 8 metros de longitud y peso que rondaba las dos toneladas. Desde allí, bien por puentes terrestres que ya no existen o nadando, llegaron a sus actuales residencias. En tierras australianas se las tuvieron que ver con la megafauna marsupial a las cuales cazaban. En la actualidad comen todo bicho que se les ponga por delante, incluso se atreven con búfalos de agua y lo consiguen. Y este es el problema, ya que la fuerza de su mordedura es pésima y enmudece ante la del león o cocodrilo. Así que ¿cuál es la clave de que tanto sus antepasados como los actuales se cobren tales presas?

Recreación de un Megalania

El secreto está en unos dientes muy afilados y en una saliva enigmática. La táctica es simple: el dragón acecha a un búfalo, se acerca y le propina un bocado con poco esfuerzo. Sus dientes afilados le hacen a la presa una buena herida y ésta huye. El dragón la sigue, dándole más bocados hasta que una de las veces se la encuentra muerta. ¿Cómo ha pasado? Análisis de la saliva han demostrado que en ella aparecen bacterias como Escherichia coli, Staphylococcus sp., Providencia sp., Proteus morgani y Proteus mirabilis. En otras siembras de la saliva aparecieron 29 tipos de bacterias Gram positivas y 28 de 

Recreación de una E. coli

Gram negativas, todas ellas con gran virulencia (rápido crecimiento). Con este repertorio microbiológico es razonable pensar que cualquier mordisco de estos animales daría lugar a una infección grave que haría caer a cualquier animal grande. Esta saliva infecciosa sólo se ha observado en animales salvajes y no aparece en los criados en cautividad.

Sin embargo, existe otra teoría que se inclina por un envenamiento leve como en el caso de algunos varanos. Estudios mediante resonancia magnética de un cráneo pusieron en evidencia la existencia de glándulas en la mandíbula inferior. Un análisis de los componentes de las glándulas reveló que había proteínas que inhibían la coagulación de la sangre, bajaban la tensión arterial, producían parálisis muscular y llevaban a la hipotermia. Estos estudios se hicieron con animales criados en cautividad.

Por todo ello, los científicos no se ponen de acuerdo. El echo está claro, un mordisco de este animal puede matar a un búfalo, lo que no se sabe es si el culpable es “la bala o la caída”.

¿Puede una bacteria influir en el clima? Por si misma solita no, pero con una amplia comunidad de ellas sí. Ciertas bacterias pertenecientes al plancton pueden participar en la regulación de la temperatura atmosférica. Lo hacen mediante la liberación al aire de sulfuro de dimetilo (DMS), un compuesto orgánico. Es un viejo conocido, pues es el responsable del característico olor a mar.

Se calcula que al año se liberan a la atmósfera 100 millones de toneladas de DMS. Las bacterias serían responsables de un tercio de esta cantidad. La mayor parte es producida por actividades humanas y un pequeño porcentaje por las erupciones volcánicas. En la atmósfera el DMS se oxida por la radiación ultravioleta creando aerosoles de sulfato. Esto permite que haya una mayor concentración de nubes, que a su vez impide que llegue radiación a la superficie terrestre. El resultado es un descenso de la temperatura. Se calcula que en ausencia de DMS la temperatura de la atmósfera sería entre 3 y 4º C superior.

Pero ¿por qué las bacterias liberan DMS? ¿es que están muy concienciadas contra el cambio climático? Lo que a este tipo de bacterias les interesa es el dimetilsulfoniopropionato (mejor lo llamamos DMSP). Este compuesto se encuentra en las algas unicelulares del fitoplancton que lo usan como regulador osmótico frente a la sal del agua de mar. Cuando estas algas son comidas por el zooplancton o se lisan, liberan el compuesto. Entonces algunas bacterias se ponen el babero y degradan el DMSP obteniendo energía, carbono y azufre. Del banquete sobran algunas migas que es el DMS que va a la atmósfera y genera el ciclo mencionado.

Pero aún queda una pieza de la historia ya que este proceso se autorregula. Como ya hemos dicho, al aparecer más nubes llega más radiación a la superficie. Además de un descenso en la temperatura, se da también en la fotosíntesis y proliferación de las algas unicelulares. Lo que repercutirá frenando la amplitud del ciclo. Además hay que tener en cuenta que este fenómeno varía según la posición geográfica y la estación del año. De todas formas, no deja de ser significativo y demuestra lo complejo que pueden llegar a ser las cosas.

Es curioso, cuando tienes que explicarle a un adolescente de instituto de dónde procede la insulina que hoy día se inyectan prácticamente todos los diabéticos (de cualquier tipo) en el mundo. La diabetes (diabetes mellitus, DM) es una enfermedad que afecta a más de 280 millones de personas en todo el mundo, más todas aquellas que no han sido diagnosticadas. El problema de estas personas radica en que no sintetizan insulina,  una hormona que regula la cantidad de azúcar en sangre. Cuando esta cantidad de azúcar es alta, el páncreas endocrino, más concreto las células Beta de los Islotes de Langerhans , secretan insulina, que es la que produce la respuesta para que las células puedan captar la glucosa de la sangre. Aparte, interviene en numerosos procesos metabólicos relacionados, como es el aumento de la síntesis de glucógeno (polisacárido de moléculas de glucosa) y bajada de su degradación. Aumenta la glucólisis (degradación de glucosa) y por tanto también fomenta la formación de triacilglicéridos que se almacenarán en forma de grasa. Además de la estimulación de la captación de glucosa por las células musculares, con el fin de bajar el nivel de azúcar en sangre.

Si careces de esta hormona, la respuesta no se produce y por tanto las células aunque haya mucha glucosa en sangre, no se enteran que tienen que captarla,  y tienen hambre. El individuo orina mucho y además la orina es dulce, se produce una sensación de hambre y el individuo aumenta la ingesta porque las células envían la señal de que tienen hambre y aparte perdemos peso.

Pero ¿de dónde viene la insulina que toda persona se inyecta hoy día? Al principio, se utilizaba la insulina porcina  pues la similitud entre esta y la humana era prácticamente igual, sólo se diferencian en un aminoácido. Aunque problemas a largo plazo en pacientes tratados que rechazaban con el tiempo el tratamiento con este tipo de insulina hizo que se recurriera a otros métodos para su obtención. Por tanto mediante ingeniería genética se modificaron bacterias de E. coli con un plásmido que contenía el gen aislado de la insulina humana. Cultivos de esta bacteria en grandes cantidades producen insulina sintética humana que no se diferencia en nada a la producida por humanos y no produce rechazo a largo plazo. Además es más barata y fácil de obtener.

Finalmente, lanzo una reflexión a nuestros lectores. Tenemos miedo a lo que podemos llegar mediante el uso de la ingeniería genética en pro de la humanidad, aunque a veces desconocemos que la ingeniería genética y en este caso, bacterias modificadas genéticamente para producir insulina humana, es una realidad que no sufre de ninguna controversia ni duda porque es un bien útil para la humanidad ¿Qué opinan? ¿Conocían que la insulina proviene de bacterias modificadas genéticamente?  Nos encantaría leer cualquier opinión o duda que tengáis.

Virus influenza A

De momento, de los diferentes virus de la gripe aviar, el H5N1 es el que más cerca está de dar el salto a la especie humana y el que más casos tiene de enfermos humanos. Lo único que le falta, es transmitirse entre humanos. Peter Palese, jefe de Microbiología del Hospital Monte Sinaí de Nueva York, mantiene que muchos de los casos de infección por este virus han pasado desapercibidos para la OMS (Organización Mundial de la Salud) y que la letalidad de este virus se ha sobredimensionado con unos datos que no son correctos, ya que la OMS sólo ha valorado sobre 600 casos humanos con un 60% de mortalidad, pero no todos aquellos casos no estudiadios o que no han presentado efectos visibles. Pero ¿cómo podría este paso darse para poder transmitirse entre humanos? Pues habría dos formas.

1. Por cambio antigénico: Mediante intercambio genético con otras especies del virus de la gripe, que le permita el salto directo o indirecto a humanos.

2. Por deriva antigenica: Sería un cambio más gradual del virus afectando primero a pequeños grupos de personas y luego a un mayor número. Este proceso daría más tiempo para encontrar una solución ante una posible pandemia.

En Kindsein hay unos esquemas muy sencillos y representativos de los dos métodos, que os recomiendo ver.

Fuentes: Público.es o Kindsein.com
Foto: Centers for Disease Control and Prevention‘s Public Health Image Library (PHIL), with identification number #280.

Como hablamos en un anterior artículo sobre la función de los elementos IRES, hoy vamos a ver como los virus usan secuencias similares a éstas para usar la maquinaria ribosómica de la célula y así poder sintetizar las proteínas necesarias para su multiplicación. También vamos a ver como la estructura y la forma tanto secundaria como terciaria que forma este segmento en el ARN es de vital importancia para atraer a distintos factores de traducción, proteínas de unión a ARN y por supuesto la maquinaria ribosomal para revisar el ARN del virus hasta encontrar la pauta de lectura que inicie la traducción.

Estructura del elemento IRES en Virus

Para explicar esta estructura han sido estudiados diferentes virus de mayor a menor complejidad como son el picornavirus, el virus de la Hepatitis C o la región intergénica del Dicistrovirus. Se trata de una secuencia que ocupa aproximadamente 450 nucleótidos y que se encuentra en un 50% conservada entre diferentes virus de la misma familia, organizado en diferentes dominios que podemos distinguir por foma y/o función.

Estudios demuestran, que regiones distales de estos elementos interaccionan con factores celulares, provocado principalmente por la adquisición de una estructura determinada que procederemos a explicar.

Como podemos ver en la figura, tenemos varias regiones que son complementarias con zonas ricas en Citosina (C) y Guanina(G) intercaladas por zonas no complementarias (dominios 2 y 4). El dominio 5 es aquel que acerca a la maquinaria ribosomal hacia los puntos de inicio de lectura en este caso encontrando un punto de lectura inicial (AUG1) y más adelante un segundo punto de lectura (AUG2) siendo este último un 80% más funcional que el primero (esto puede ser porque el primer AUG está más expuesto a ARN antisentido o proteínas que el segundo)

Pero vamos a centrarnos un poquito más en el dominio 3, que tiene una forma de hoja de trebol que puede recordarnos a los mismos dominios que se forman en los ARNt. Este dominio es muy importante tanto estructuralmente como en su conformación tridimensional para la eficacia de infección del virus. Destacamos varias zonas:

• Dominio rico en C que interacciona con PCBP (poly(rC) binding protein) que funciona como un coactivador en la replicación de los virus.
• Dominios RAAA y GNRA son dominios ricos en purinas que son muy conservados y forman una estructura terciaria determinada que atrae a la maquinaria ribosomal.
• Motivo A es esencial para mantener la estructura terciaria de los dominios RAAA y GNRA.

Elemento IRES visualizado con Chimera

Y finalmente ya que primero tenéis la estructura secundaria, arriba os muestro la estructura tridimensional visualizada con Chimera. El estudio de estos elementos IRES es muy importante porque debemos conocer bien su funcionamiento para saber cómo estas estructuras, consiguen desplazar la maquinaria celular en favor de su multiplicación para así aplicarlo en nuevos métodos contra virus o incluso para entender mejor la evolución de la maquinaria de traducción.

Artículo: Martinez-Salas Encarnacion The impact of RNA structure on picornavirus IRES activity Trends in Microbiology Vol.16 No.5 230-237