Kitabı oku: «100 coses que cal saber dels virus»

© foto: Anna Closa

Daniel Closa Autet (Barcelona, 1961) és doctor en Biologia i investigador del CSIC. Actualment dirigeix un grup de recerca a l’Institut d’Investigacions Biomèdiques de Barcelona. El 1994 va guanyar el Premi de Novel·la Científica amb Tots som parents. També és autor d’obres de ficció, com Setembre de passió o El camí de la pesta, i de divulgació científica, com 100 mites de la ciència, 100 curiositats de la medicina, 100 preguntes sobre el càncer, 100 secrets dels oceans o Antropocè: la fi d’un món. Ha col·laborat en diferents programes de ràdio i televisió i és autor del blog Centpeus, de divulgació científica.

Aquest és el llibre que voldràs tenir quan arribi la segona onada d’una epidèmia o quan arribin notícies dels primers casos de la propera pandèmia. En aquests cent capítols descobrirem què són exactament els virus, com és que no estan ni vius ni morts, de quants tipus n’hi ha, com ens infecten o com es defensa el nostre cos de la seva presència. També aprendrem sobre el paper dels virus en els cicles geològics, de quina manera contribueixen a mantenir neta l’aigua del mar, quin paper han tingut en l’evolució dels humans i com són els microorganismes que afecten els bacteris, els fongs o les plantes. Per descomptat, hi trobarem alguns dels virus més coneguts i les malalties que causen, històries de com la ciència ha anat descobrint els seus secrets i quines estratègies fa servir la medicina per lluitar contra ells. Ah, i també parlarem de virus informàtics, virus de ficció i virus extraterrestres.

100 coses que cal saber dels virus

• Col·lecció De Cent en Cent – 62 •

100 coses que cal saber dels virus

Daniel Closa Autet

Primera edició: octubre del 2020

© del text: Daniel Closa Autet

© de l’edició:

9 Grup Editorial

Cossetània Edicions

C/ de la Violeta, 6 o 43800 Valls

Tel. 977 60 25 91

cossetania@cossetania.com

www.cossetania.com

Disseny i composició: 3 x Tres

Producció de l’ePub: booqlab

ISBN: 978-84-1356-006-9

ÍNDEX

Introducció

1. Un univers microscòpic

2. El verí filtrable

3. La mida és important

4. L’estructura també és important

5. Paràsits moleculars

6. Segrest de funcions

7. El plaer de trencar els dogmes

8. Sofisticada simplicitat

9. Vius? Inanimats? No vius?

10. Com es mata allò que no està viu?

11. Els virus i la geometria de Plató

12. Escales de caragol per fer la càpsida

13. Com desplaçar-te sense moure’t

14. Entrar dins la cèl·lula

15. Lític o lisogènic?

16. Virus pertot arreu

17. Classificar virus

18. Virus DNA

19. Virus RNA

20. Els retrovirus

21. Retrovirus endògens

22. Virus, genomes i malalties

23. Fitovirus: virus de les plantes

24. Micovirus: virus dels fongs

25. Virus gegants

26. Viròfags: virus dels virus

27. Bacteriòfags: virus de bacteris

28. Bacteriòfags gegants

29. Provirus

30. Per sota dels virus: viroides i virusoides

31. On situem els virus?

32. Origen dels virus

33. Sacsejant l’evolució en vertical i en horitzontal

34. Mestres de les mutacions

35. Zoonosis

36. Grip: epidèmia estacional i pandèmia ocasional

37. El còctel de la grip

38. La grip espanyola

39. Grip, paciència i insistència

40. La soca del 1918

41. Febres hemorràgiques virals

42. Ebola

43. Dengue

44. El virus de Lassa i el Montseny

45. Xarampió

46. Les anades i vingudes dels herpes

47. Varicel·la i herpes zòster. Dues malalties per a un sol virus

48. Rubèola

49. Virus i càncer

50. Els virus de les hepatitis

51. Rotavirus

52. Virus del papil·loma humà

53. Verola, el primer triomf

54. El gran pas d’Edward Jenner

55. Poliomielitis

56. La ràbia

57. Els dubtes de Pasteur

58. La febre groga

59. Virus, mosquits i consentiments

60. Sida

61. VIH, el retrovirus més conegut

62. Rinovirus

63. Nissaga de coronavirus

64. La dona que ens va mostrar el coronavirus

65. SARS i MERS

66. Covid-19

67. SARS-CoV-2

68. Les mutacions de la Covid-19

69. Cèl·lules contra virus (1). Mocs

70. Cèl·lules contra virus (2). Interferons

71. Cèl·lules contra virus (3). Limfòcits

72. Bacteris contra virus (1). Enzims de restricció

73. Bacteris contra virus (2). CRISPR

74. Aprofitar els bacteriòfags

75. Electrons per observar els virus

76. Aciclovir, el primer antiviral

77. AZT i teràpia combinada per a la sida

78. Teràpies amb interferó

79. Zones de treball

80. Els secrets dels ratpenats

81. Un mosquit i molts virus

82. Virus informàtics

83. Els virus en la ficció

84. Virus extraterrestres

85. El mític virus dissenyat a un laboratori

86. Diu que els virus no existeixen!

87. Receptes per fabricar virus

88. Baculovirus

89. Biofactories fetes amb virus d’insectes

90. El virus que ens va fer mamífers

91. Una empenta viral al cicle del carboni

92. Virus i canvi climàtic

93. Tulipes, especuladors i virus

94. I els virus van conquerir Amèrica

95. Un nom per al virus sin nombre

96. Un virus desconegut va alterar la història?

97. S’assemblen, però són diferents

98. De nou: els antibiòtics no serveixen contra els virus

99. Emergents

100. El misteriós virus X

Un virus és, essencialment, una mala notícia embolicada en proteïna.

JEAN i PETER MEDAWAR

INTRODUCCIÓ

A començaments del 2020, els virus van entrar com una tempesta a les nostres vides. La pandèmia de la Covid-19 ens va recordar que els virus existeixen, que n’hi ha molts que encara no els coneixem, que en qualsevol moment poden sobresaltar-nos i que el millor que podem fer és aprendre’n tantes coses com puguem, perquè hi haurà nous virus i noves pandèmies en un futur. Des de l’esclat de la sida que un virus no ens canviava tant la vida i vàrem passar mesos en què tot girava al voltant d’aquests microorganismes, fins al punt de saturar-nos amb tantes dades. Per cert, també hem patit una epidèmia d’informacions contradictòries, i fins i tot errònies, sobre virus i possibles tractaments.

En aquest recull, hi trobareu cent coses que val la pena saber sobre els virus. Des del mateix concepte de què és un virus fins a algunes de les històries que s’amaguen rere les grans epidèmies que han causat. També moltes de les aplicacions que els hem trobat, ja que no tot el que es relaciona amb els virus ha de ser necessàriament dolent. A més, aprendre coses sobre virus ens permet endinsar-nos en el mateix origen de la vida.

El món dels virus va molt més enllà del que acostumem a imaginar. Reflexionar-hi ens portarà a fer-ho sobre l’origen de la vida i sobre el mateix concepte d’ésser viu. També ens ajuda a observar el planeta des d’una perspectiva diferent, un gran cresol on la informació genètica flueix sense aturador i en el qual els virus actuen transportant i modificant aquesta informació a qualsevol nivell.

Finalment, una mirada, ni que sigui molt per damunt, a l’extraordinària complexitat del món dels virus ens permet entendre la dificultat de trobar tractaments efectius per a les malalties que causen. També ens fa veure per quin motiu molts dels tractaments casolans, o els que pregonen alguns xarlatans, resulten tan poc efectius davant d’uns adversaris que han convertit la seva aparent simplicitat en la més eficient de les estratègies.

01 / 100
UN UNIVERS MICROSCÒPIC

Si volem entendre els virus, el primer que cal és entendre’n l’ecosistema. Un ecosistema microscòpic, però en el qual regeixen moltes de les regles que coneixem del nostre món. Hi ha depredadors i preses, paràsits i xarxes tròfiques. La lluita per l’existència i la competició per uns recursos que poden ser nutrients, espai o energia són igual de ferotges que al món macroscòpic.

De totes maneres, també hi ha particularitats que cal tenir presents. Mentre que per nosaltres una cosa com el pes és important i farà que ens moguem amb més o menys agilitat, en el mon microscòpic és gairebé irrellevant. En canvi, la càrrega elèctrica de les molècules que tinguin a la superfície resulta decisiva. Per a nosaltres, les molècules individuals de l’aire que ens envolta passen desapercebudes i només en notem l’efecte quan totes es mouen en una direcció en forma de ventada. Per un microbi, les molècules que l’envolten ja són rellevants. Des del seu punt de vista, l’aigua no és un fluid, sinó un grapat de molècules que els van colpejant constantment i des de totes direccions. Quan augmenta la temperatura, nosaltres percebem l’escalfor mentre que un microbi el que detectarà només seran més cops i més forts per part dels àtoms que l’envolten.

Però, sobretot, hem de tenir present la immensa diversitat d’organismes que agrupem sota el terme microbis. Les diferències de mida que hi ha entre els organismes microscòpics són de la mateixa magnitud que les que hi ha entre formigues i balenes, ratolins i elefants, molses i sequoies. Seria absurd afirmar que tots els éssers vius tenen aproximadament la mateixa mida. Doncs amb els microbis trobem diferències semblants pel que fa a la mida i la diversitat biològica. Al món microscòpic hi tenim virus, bacteris, protozous, fitoplàncton, llevats o invertebrats.

Una obsessió dels científics és remarcar que no s’han de confondre els virus amb els bacteris. Això és important des d’un punt de vista pràctic, ja que patim malalties causades tant pels uns com pels altres. Afortunadament, des de fa un parell de generacions disposem d’antibiòtics, però aquests només resulten útils contra els bacteris. Mai no ens cansarem d’insistir que els antibiòtics són totalment inútils contra els virus. I el motiu és que un virus i un bacteri són dues entitats tan absolutament diferents que sovint es fa difícil d’imaginar-ho. Si considerem la capacitat metabòlica, els mecanismes de reproducció o les respostes als estímuls, ens adonarem que els bacteris són organismes més propers a nosaltres que no pas els virus.

Un virus és conceptualment tan diferent de la resta d’organismes que difícilment els podem considerar éssers vius. Potser no són inerts del tot, però de ben segur que representen una entitat completament diferent de la resta de microorganismes. Una entitat fascinant des del punt de vista científic i tremendament important pel que fa a la salut. Entendre com són els virus ens ajuda a saber com és l’univers microscòpic i, de retruc, el món on vivim i resulta imprescindible per entendre per què ens costa tant lluitar contra algunes malalties.

02 / 100
EL VERÍ FILTRABLE

Una de les desgràcies amb les quals els humans hem conviscut al llarg de la història han sigut les epidèmies. La població començava a emmalaltir i morir com a conseqüència d’una malaltia que apareixia més o menys sobtadament, que causava estralls en la societat. A la por de veure’s afectats pel nou mal, s’hi afegia el desconeixement de les causes. Es parlava de miasmes, d’encanteris, d’enverinaments i de malediccions divines, però la realitat és que fins al segle XVIII, quan es van inventar els primers microscopis, no tenien manera de saber que existeix un món fora de l’abast de la nostra visió en què una quantitat inimaginable de microorganismes omplien cada gota d’aigua, cada pam de terreny i, sovint, cada glopada d’aire.

A partir d’aleshores les coses es van encarrilar i no van trigar a relacionar alguns d’aquells microorganismes amb l’aparició de malalties. El contagi era, senzillament, el pas d’alguns dels microbis d’una persona a la del costat. En aquell temps encara no tenien gens clar com classificar-los i sovint anomenaven virus tots els patògens. La paraula deriva del llatí i volia dir ‘verí’.

De mica a mica el coneixement va anar millorant i es van anar descobrint diferents tipus de microorganismes. Els bacteris, els protozous, els fongs… Era complicat de classificar-ho, ja que aparentment (només aparentment) hi ha moltes menys diferències que les que hi ha entre els animals o les plantes, però a poc a poc vàrem anar posant una mica d’ordre al món de la microbiologia. No tots els microbis eren patògens; de fet, només ho són un percentatge molt petit, i molts resultaven extraordinàriament útils.

Quan semblava que ja ho teníem una mica clar, l’any 1892 un investigador rus anomenat Dimitri Ivanovski va observar que hi havia un agent que causava una malaltia a les plantes del tabac. Amb un extracte de plantes malaltes podia contagiar plantes sanes, de manera que va deduir que en aquell líquid devia haver-hi algun agent infecciós. El problema era que no el podia purificar. Habitualment feien passar el líquid per un filtre molt fi que retenia els bacteris causants de la malaltia, però allò que causava la malaltia a la planta del tabac creuava el filtre sense problemes.

Ivanovski va deduir, correctament, que el que tenia entre mans era un agent infecciós particularment petit. Tant, que no el podia veure ni tan sols al microscopi i que podia creuar el filtre. Per això, malgrat que encara ignoraven quina era la natura d’aquells misteriosos microorganismes, es van anomenar virus filtrables.

Encara es va trigar un temps a identificar-los i a la llarga es van quedar amb el nom de virus, deixant de banda el “filtrables”. Al principi es pensava que simplement era una mena de bacteri extremadament petit, però la realitat era més complicada. Els virus van resultar ser una entitat completament nova en el gran tapís de la natura.

03 / 100
LA MIDA ÉS IMPORTANT

Els virus eren tan petits que podien creuar uns filtres dissenyats per retenir els bacteris i la resta de microbis. Això indica que parlem d’unes coses tremendament petites. Però com, de petites? Un problema que tenim tots plegats és que quan ens parlen de microbis els imaginem molt petits, però tots de mida similar. I no.

Si hem de mesurar les distàncies entre ciutats, el que fem servir són els quilòmetres. Per a les coses que ens envolten en el dia a dia ens van millor els metres, i si parlem de coses molt petites podem tirar de mil·límetres. La realitat és que, més enllà d’aquests ordres de magnitud, ens costa molt fer-nos-en una idea, però per endinsar-nos en el món microscòpic ens calen nous sistemes de mesura.

El més habitual per parlar de cèl·lules i bacteris són els micròmetres. Una unitat de distància que, per abreujar-la, anomenem micres. Una micra és la mil·lèsima part d’un mil·límetre. Agafeu un regle, mireu la distància entre dues marques de mil·límetre, dividiu allò per mil i tindreu una micra. Les cèl·lules del cos tenen mides molt diferents, però estan al voltant d’unes quantes micres. Un glòbul roig de la sang no arriba a les deu micres i un espermatozoide mesura unes cinquanta micres fins al final de la cua.

Ara bé, les cèl·lules són molt grans comparades amb els bacteris. Aquests també tenen un gran ventall de mides, però en general estan al voltant d’una micra. N’hi ha que fan només fraccions de micra, de manera que, mirant al microscopi, pots veure una cèl·lula animal amb més o menys detall, però d’un bacteri només en veuràs un puntet fosc.

I, en el cas del virus, doncs les micres ja ens queden massa grans i hem de tornar a buscar una nova unitat de mesura. La mil·lèsima part d’una micra és el que anomenem un nanòmetre. Per imaginar un nanòmetre hem d’agafar la distància entre les dues marques dels mil·límetres del regle i dividir-ho un milió de vegades!

A l’escala dels nanòmetres ja hi trobem els virus. Una vegada més, n’hi ha de moltes mides, però podem considerar que ens movem al voltant dels cent nanòmetres de mitjana. Això vol dir que, en general, els virus són deu vegades més petits que els bacteris i cent vegades més petits que les cèl·lules. La diferència de mida entre una cèl·lula i un virus és la que hi ha entre un camió i una tassa de cafè.

04 / 100
L’ESTRUCTURA TAMBÉ ÉS IMPORTANT

Les diferències entre cèl·lules, bacteris i virus no es limiten a la mida. La més important és en el nivell d’organització. Si mirem una cèl·lula al microscopi, o si ens fixem en l’esquema de la cèl·lula que hi ha als llibres de text, veurem que conté un grapat d’estructures: nucli, mitocondris, ribosomes, vacúols, lisosomes… Cada element s’encarrega de determinades funcions. Al nucli hi ha el DNA amb tota la informació genètica, al mitocondri s’hi genera energia, els lisosomes degraden productes i al citoplasma hi té lloc bona part del metabolisme, el grapat de reaccions químiques necessàries per mantenir la vida de la cèl·lula.

Si parlem de bacteris, veurem que contenen moltes menys estructures. No hi ha nucli, ni mitocondris ni res de tot això, però continua havent-hi un DNA i un metabolisme funcionant. A més, els bacteris consumeixen nutrients, generen residus, creixen i es divideixen per tal de multiplicar-se. Igual que en el cas de les cèl·lules, tot això està regulat per les instruccions contingudes al seu DNA.

En canvi, quan es va poder esbrinar l’estructura dels virus, els investigadors es van trobar amb una cosa completament diferent. No hi ha estructures, no hi ha reaccions químiques, no hi ha metabolisme, no consumeixen nutrients ni generen residus, a l’interior no hi té lloc cap reacció química… Essencialment un virus per si mateix no fa absolutament res. Sí que conté material genètic, que pot ser DNA o el seu germà pobre, l’RNA, i també disposa d’un embolcall que pot ser, simplement, unes quantes proteïnes que s’acoblin per formar una estructura en forma de capsa. I, de vegades, no hi ha res més!

Per matar una cèl·lula o un bacteri, n’hi ha prou de trencar la membrana que les envolta. En fer-ho, l’estructura interior es desorganitza, els enzims que conté es dilueixen i es perden i finalment el metabolisme s’atura irreversiblement. També pots fer malbé les proteïnes que controlen el funcionament de tota la maquinària cel·lular. L’alcohol, per exemple, modifica la forma de les proteïnes, de manera que deixen de funcionar i la cèl·lula o el bacteri es moren. Per això fem servir alcohol com a desinfectant.

Però hi ha virus que els podem dissoldre en alcohol i fer-los precipitar i, tot i així, continuaran sent infecciosos. També podem separar-los en els seus components bàsics, el DNA i les proteïnes, que ni així hi posarem fi. Si aquestes peces es tornen a ajuntar en unes condicions mínimament favorables, poden recuperar espontàniament l’estructura i el virus tornarà a ser infecciós.

El repte era esbrinar com pot ser infecciosa, multiplicar-se i, essencialment, fer qualsevol cosa una estructura que no conté gairebé res i que, aparentment, ni fa ni té capacitat per fer res. Essencialment és un àcid nucleic amb unes quantes proteïnes que l’envolten. La seva estructura és tan simple que una de les definicions més conegudes de virus és la que van fer els biòlegs Jean i Peter Medawar, segons la qual un virus és “una mala notícia embolicada en proteïna”.

05 / 100
PARÀSITS MOLECULARS

Si algú pot fer la feina per tu, deixa que la faci! Aquesta és la filosofia de vida dels organismes que anomenem paràsits. També la de molts espavilats que sense fer la feina s’aprofiten d’altres. Tots hem patit companys, empresaris, polítics o fauna diversa que actua seguint els principis del parasitisme. Resulta emprenyador, però cal reconèixer que com a estratègia és eficient.

A la natura hi ha paràsits de tota mena. Gairebé es pot dir que cada espècie animal o planta té els seus paràsits particulars. Des de les paparres, que s’enganxen a la pell per anar xuclant la sang del seu hoste, fins a les tènies, que s’instal·len dins del budell per alimentar-se del menjar que ingereix la seva víctima. Uns altres són més sofisticats. Hi ha fongs paràsits que creixen sobre formigues i els modifiquen el comportament, de manera que van fins algunes fulles i s’hi enganxen fins que moren. Una cosa que li va molt bé al fong, però, és clar, molt malament a la pobra formiga.

Doncs el parasitisme és l’essència de vida dels virus. L’única diferència és que, en aquest cas, parlem de parasitisme a escala molecular. El virus troba la manera d’entrar dins d’una cèl·lula i el que fa és “segrestar” el metabolisme i la maquinària cel·lular per posar-ho tot a disposició seva. Són els ribosomes de les cèl·lules els encarregats de fabricar les proteïnes dels virus. Per fer-ho fa servir l’energia generada pel metabolisme cel·lular i els nutrients que capti la cèl·lula. Ell no hi posa res de la seva part. Només fa de fals director d’orquestra, encaminant la cèl·lula a deixar de banda les seves funcions i dedicar-se únicament a fabricar més virus. Ho fa sense aturador, fabricant i alliberant centenars, de vegades milers, de virus, fins que finalment la cèl·lula es mor.

Com tot, el parasitisme, i també el parasitisme molecular dels virus, té alguns problemes. La dependència de l’hoste és total. Sense una cèl·lula a la qual parasitar, el virus no pot fer res. Igual que una paparra sense cap gos a qui xuclar la sang, l’únic que pot fer és esperar. A més, una de les característiques del parasitisme és l’especialització. Els paràsits d’un animal s’adapten tant com poden a les característiques del seu hoste. Això els facilita la feina, però dificulta que puguin afectar altres espècies diferents. En el cas dels virus, passa una cosa semblant, encara que d’una manera una mica menys estricta. El virus de la poliomielitis o el de la verola afectaven només els humans. En canvi, altres com el de la grip poden infectar humans, ocells, porcs i algunes altres espècies.

En l’àmbit de les cèl·lules passa el mateix. Els virus poden entrar i infectar uns tipus determinats de cèl·lules, però no totes. Per això el virus del refredat afecta unes cèl·lules del nas, mentre que el virus de la poliomielitis afecta cèl·lules del sistema digestiu i del sistema nerviós.

Paràsit és una paraula que es fa servir, comprensiblement, en un sentit despectiu. En el món microscòpic, els virus són els paràsits per excel·lència i el seu sistema de vida és el causant final de les malalties que ens provoquen.

06 / 100
SEGREST DE FUNCIONS

L’estratègia dels paràsits que ens envolten és unir-se al seu hoste i trobar la manera de robar-li els nutrients alhora que transformen el cos de la víctima en un entorn protector i acollidor. Genial per al paràsit i un problema per a l’hoste, però la natura ja les té, aquestes coses. Ara bé, en el cas del virus, ja immersos en l’escala microscòpica, les coses tenen algunes particularitats. Per entendre el que fa el virus a la cèl·lula, hem de recordar com funciona la maquinària molecular, que permet que funcioni i es multipliqui.

Les característiques generals d’una cèl·lula i, en general, de qualsevol ésser viu estan condicionades per les proteïnes que el formen. Les proteïnes són les que determinen l’estructura que tindrà i les funcions que podrà fer. Una vaca és com és perquè el seu cos està fet per proteïnes de vaca, diferents de les de la resta d’animals, i perquè té enzims (que també són un tipus de proteïnes) que li permeten mantenir el metabolisme particular que necessita.

Una proteïna és una cadena d’aminoàcids units l’un a continuació de l’altre com si fossin les perles d’un collaret. Hi ha vint aminoàcids diferents i, segons l’ordre en què estiguin posats, tindrem una proteïna o una de diferent. La cèl·lula sap en quin ordre els ha de posar gràcies a un manual d’instruccions guardat dins del seu nucli: el DNA. Allò que anomenem gen és només la part del DNA amb les instruccions per fabricar una proteïna particular. El gen del col·lagen és la part del DNA on s’especifica en quin ordre s’han de posar els aminoàcids per fabricar una molècula de col·lagen.

Encara queda un pas. El DNA no es pot llegir directament. Com la fórmula de la Coca-Cola, està guardat dins el nucli, tan protegit com sigui possible. Per fabricar les proteïnes, el que es fa és copiar la part corresponent al gen que interessa en un segon tipus d’àcid nucleic, l’RNA, que és estèticament menys atractiu que el DNA. No té forma de doble hèlix ni res d’això. Però pot sortir del nucli, anar al citoplasma de la cèl·lula i ser “llegit” per unes estructures anomenades ribosomes que són les que van agafant aminoàcids un per un i els van enganxant en l’ordre que l’RNA indica.

La cèl·lula encara ha de poder fer una última cosa. Cada vegada que s’ha de dividir, per donar lloc a dues cèl·lules, ha de fer una còpia de tot el DNA. Així, cada cèl·lula filla disposarà del seu paquet d’instruccions i la vida podrà continuar. Copiar el DNA és una feina molt complexa de la qual també s’encarrega un grup de proteïnes molt específiques.

I el virus? Doncs el que fa el virus és segrestar tota aquesta maquinària i posar-la al seu servei. Quan entra el virus, allibera el seu DNA i fa que la maquinària que hauria de duplicar el DNA cel·lular es dediqui només a fer còpies, moltes còpies, del DNA del virus. També fabrica RNA dels gens del virus, per poder fabricar moltes proteïnes víriques. I el cas és que el virus no necessita res més. La cèl·lula fa les proteïnes que li permetran constituir la càpsula i també li fa les còpies del DNA que hi haurà a dins. Amb aquests dos elements, empaquetats convenientment, el que obtenim són nous virus. Grapats de nous virus que la cèl·lula anirà alliberant fins que mori. I segurament morirà, ja que tot el material i energia els estarà dedicant, sobretot, a fer nous virus.

07 / 100
EL PLAER DE TRENCAR ELS DOGMES

Els virus s’espavilen per aconseguir que la cèl·lula es dediqui a fer còpies del seu DNA, però això seria en un dels casos més senzills. A la vida real hi ha molts tipus de virus diferents, de manera que es poden classificar d’unes quantes maneres, i una està condicionada pel tipus de material genètic que tinguin. Perquè, i aquesta és una característica particular dels virus, no tots tenen DNA. N’hi ha molts (de fet, la majoria) que només tenen RNA.

Pot semblar un detall tècnic d’aquells que agraden tant als investigadors i que la resta del món pensa que no té gaire importància, però descobrir organismes sense DNA va representar una petita revolució en el camp de la biologia.

Fins aleshores semblava que teníem molt ben establert el mecanisme bàsic de tots els éssers vius. Un mecanisme que constava de tres passos. Primer: hi havia el DNA amb totes les instruccions. Segon: es feien còpies d’RNA dels gens que interessaven. Tercer: l’RNA es llegia als ribosomes per fabricar proteïnes. Essencialment, podem dir que la informació genètica flueix del DNA a l’RNA i d’aquest a la proteïna. L’única excepció seria quan es fa servir el DNA per fer la còpia de més DNA durant la divisió de les cèl·lules. Això servia per a animals, plantes, fongs, bacteris, protozous i qualsevol cosa que pogués interessar a un biòleg. Es considerava un mecanisme tan general que el van anomenar el dogma central de la biologia.

Un dogma que els virus es van saltar sense miraments.

Efectivament, hi ha virus amb DNA, que seguirien aquest esquema, però aviat es van descobrir virus que no tenien DNA. Només tenien RNA. Amb aquest RNA es podien fabricar les proteïnes que fessin falta, però com es podien fer més còpies de l’RNA? Les nostres cèl·lules no ho poden fer. El dogma central deia que no es podia!

Però els virus poden. A les instruccions de l’RNA del virus hi ha les necessàries per fabricar unes proteïnes que poden fabricar DNA a partir d’RNA. Just al revés del que és habitual. I no només això. Resulta que altres virus poden fabricar RNA directament a partir del mateix RNA, de manera que no els cal el DNA per a res.

Encara més sorpreses. Normalment diem que el DNA es reconeix per la seva característica forma de doble cadena. Una de les cadenes conté les instruccions i l’altra és la que fa de motlle per poder fer més còpies quan cal. En canvi, l’RNA és més ensopit i només té una cadena. És normal, ja que, si ens cal més RNA, el que fem és fer còpies a partir del DNA, que és la mare de tota la informació. Doncs els virus també trenquen aquesta idea i trobem virus que tenen RNA d’una sola cadena, però també hi ha virus amb RNA de doble cadena!

Essencialment, per a qualsevol idea general sobre la filosofia de la vida a escala molecular que poguessin tenir els biòlegs hi ha algun virus que la va fer saltar pels aires.

08 / 100
SOFISTICADA SIMPLICITAT

Un gra de sorra posat entre dos engranatges pot espatllar del tot una maquinària complicada i sofisticada. De la mateixa manera, els virus han jugat la carta de no complicar-se la vida i obtenir el màxim benefici amb el mínim de complicacions. Aquesta simplicitat no fa que sigui més senzill lluitar contra ells. Més aviat al contrari. Hi ha moltes maneres d’espatllar una màquina complicada, però intenta espatllar una baldufa!

El cas dels virus és un exemple en l’àmbit molecular d’aquest principi. La majoria d’organismes que habiten el planeta han anat guanyant complexitat per poder adaptar-se de manera més eficient al medi que els envolta. Això ho podem veure, per exemple, en la quantitat de gens que tenim al nostre genoma. Al DNA dels humans hi ha al voltant de 27.000 gens. Un ratolí frega els 30.000 i la planta de l’arròs en conte uns 50.000. Per fer una mosca, en canvi, n’hi ha prou amb 13.000 gens.

N’hi ha que se sorprenen amb aquestes xifres. Alguns les consideren massa baixes i altres massa elevades. També n’hi ha que no entenen que una planta com l’arròs tingui gairebé el doble de gens que nosaltres, però obliden que la clau no és la quantitat bruta, sinó la sofisticació amb què les coses es coordinen.

En tot cas, per a animals i plantes parlem de desenes de milers de gens. Què passa amb els microbis? Doncs aquests tenen menys complexitat estructural i, per tant, les xifres baixen notablement. El bacteri més ben conegut segurament és Escherichia coli, un habitant de la nostra microbiota. El seu genoma està fet per 4.300 gens. Si voleu fer pa o cervesa, us farà falta el llevat Saccharomyces cerevisiæ, que conté gairebé 6.000 gens. I el bacil que causa la tuberculosi, Mycobacterium tuberculosis, té un genoma amb prop de 4.000 gens.

Els organismes vius amb els genoma més senzill que coneixem són bacteris paràsits. Un és Mycoplama genitalium, que només conté 525 gens. Però el rècord, per ara, el té Nasuia deltocephalinicola, un bacteri paràsit de les amebes que només necessita 169 gens.

Però continuen sent xifres grans si ho comparem amb els genomes del virus. Aquí sí que anem a la mínima expressió de la informació genètica. Per exemple, el virus de la grip està fet únicament per onze gens, el de la sida en té nou, la mateixa xifra que el SARS-CoV-2, mentre que el de la pòlio en té deu. Cal dir que els virus són els campions de les excepcions i també s’han trobat virus gegants amb molts gens, però en general el parasitisme estricte dels virus els ha permès portar la simplicitat genètica fins a la màxima expressió.

09 / 100
VIUS? INANIMATS? NO VIUS?

Una discussió eterna i que acostuma a caure als exàmens dels estudiants de biologia fa referència a l’encert o no de catalogar els virus com a éssers vius. Perquè, efectivament, es reprodueixen. Un dia tens un virus i poques setmanes després pots tenir tot un planeta ple de gent infectada. I no són uns elements inerts, ja que poden causar malalties. A més, tenen el mateix material genètic i amb el mateix codi genètic que la resta d’organismes. És cert que, a més del clàssic DNA, també poden emprar l’RNA, però no s’han inventat cap molècula nova.

D’altra banda, en realitat, els virus per si mateixos no fan res. Per multiplicar-se deixen que la cèl·lula que han parasitat ho faci tot. Ells no tenen metabolisme, no generen residus, no consumeixen res, no envelleixen… Si només féssim cas del fet que es poden multiplicar, potser també hauríem de ficar els cristalls de sal dins del grup dels éssers vius. Fins i tot podríem considerar que els cromosomes estan vius, ja que, igual que els virus, tenen material genètic i aconsegueixen fer còpies d’ells mateixos fent servir la maquinària bioquímica de la cèl·lula.

Aleshores…?

El problema amb els virus és que són massa complexos per catalogar-los com a productes inerts i massa simples per ficar-los al sac dels éssers vius.

Però en realitat aquest és un típic exemple dels problemes que ens generem els humans amb la mania de fer classificacions estrictes. Classificar ens ajuda a entendre el món que ens envolta, però no hem d’oblidar que les classificacions són conceptes inventats pels humans i que la natura és massa complexa per poder establir categories que no tinguin cap excepció.

Malgrat que podem tenir claríssima la diferència entre el dia i la nit, sabem que hi ha una estona en què el Sol ja s’ha post però encara hi ha massa llum per considerar que hem entrat a la nit. Hem hagut d’establir un nou concepte, el crepuscle, per a aquella breu franja de temps en què ja hem deixat el dia però encara no hem entrat a la nit. Sabem que pot ploure i també que pot nevar, però de vegades cau aiguaneu, un punt intermedi entre els dos fenòmens.

Doncs els virus són, precisament, en aquella franja difosa entre els conceptes de viu i inanimat. Que als humans ens molesti el fet de no poder-los fer encaixar en les categories que ens agraden els és ben igual, als virus i a la natura en general. A les pel·lícules de zombis o de vampirs es parla dels “no morts” per descriure les víctimes que, malgrat que haurien d’estar mortes, fan algunes coses que no encaixen en el concepte de mort, encara que definitivament tampoc no es poden considerar vives. Doncs els virus serien una mena de zombis microscòpics “no vius”. És cert que fan coses, però dir que són éssers vius seria molt exagerat.

En tot cas, vius o no, el que necessitem és entendre’ls per poder combatre’ls quan causen malalties. També per poder aprofitar-los quan ens interessi. En realitat, debatre si els virus són vius o no només és una discussió estrictament acadèmica i gairebé filosòfica.

10 / 100
COM ES MATA ALLÒ QUE NO ESTÀ VIU?

Si un virus no el podem considerar estrictament un ésser viu, apareix un problema que deixa de ser conceptual per esdevenir del tot pràctic. Com ho fem per matar una cosa que no està viva? Perquè, davant d’una malaltia vírica, el que volem és matar, esclafar, destruir, desintegrar i fer desaparèixer el maleït virus, igual que fem amb els bacteris.

Doncs la veritat és que resulta més difícil del que sembla. Com que els virus no tenen cap mena de metabolisme, no podem actuar buscant medicaments que interfereixin algunes de les seves funcions, tal com ho fem amb altres microbis. Són uns punyeters paràsits que aprofiten les funcions de les nostres cèl·lules per reproduir-se, de manera que per destruir la seva maquinària de reproducció caldria destruir la nostra maquinària cel·lular. Mala idea!

Sí que podem, per exemple, intentar impedir-ne l’entrada a les cèl·lules. Així evitem que progressi la malaltia, i molts medicaments van per aquesta línia, però en realitat no matem el virus.

Per eliminar un virus, el que cal fer és desmuntar-ne l’estructura. Un virus no deixa de ser un entramat de proteïnes i àcids nucleics adequadament organitzats. Unes peces que, a més, s’associen espontàniament per formar una estructura específica gràcies a la forma i les característiques de les càrregues elèctriques que tenen per la superfície. Si separem les peces, la funcionalitat es perd i el virus queda destruït, sempre que no es pugui tornar a autoacoblar.

Per aconseguir-ho, el que ens cal és alterar les proteïnes que formen la càpsida. Si encaixen entre elles és perquè les càrregues elèctriques dels àtoms que les formen estan ben ordenades, de manera que les càrregues positives queden al costat de les negatives i es mantenen unides. Si alterem aquestes càrregues, les unions es desfan i tot es desmunta. Això ho podem aconseguir de maneres diferents. Productes àcids o alcalins canvien la distribució de càrregues i alteren les proteïnes de manera efectiva. És genial per destruir els virus que pugui haver-hi en una superfície, però, és clar, no serveix per als que ja tenim dins el cos. És evident que tot el que destrueixi les proteïnes del virus també destruirà les nostres proteïnes.

La calor també pot servir. Recordem que, a mesura que augmenta la temperatura, el que passa és que les molècules vibren més intensament. Si la vibració és prou gran, arriba un moment en què el moviment supera la força d’atracció entre les molècules, les proteïnes se separen i, de nou, l’estructura de la càpsida vírica es desfà. Una vegada més, això pot servir per esterilitzar objectes contaminats amb el virus, però és inútil quan el virus el tenim a dins. Durant la pandèmia de la Covid-19, n’hi havia que defensaven prendre begudes calentes, ja que l’escalfor pot destruir el virus. Oblidaven que abans mataríem les nostres cèl·lules que no pas el virus.

Tot plegat indica que és relativament fàcil eliminar un virus mentre està en una superfície, però resulta molt complicat fer-ho quan el tenim dins el cos. O, almenys, és complicat fer-ho sense destruir les nostres cèl·lules.

11 / 100
ELS VIRUS I LA GEOMETRIA DE PLATÓ

Pels voltants de l’any 360 abans de Crist, Plató va escriure Timeu, un dels seus coneguts diàlegs, en què reflexionava sobre la naturalesa de l’univers. L’obra és coneguda, entre altres coses, perquè fa la primera descripció del que a la llarga s’anomenarien sòlids platònics: el tetraedre, el cub, l’octaedre, el dodecaedre i l’icosaedre. En les seves especulacions, Plató lligava cada un d’aquests objectes geomètrics amb algun dels elements que, segons ell, formaven l’univers. Així, unia el tetraedre amb el foc, el cub amb la terra, l’octaedre amb l’aire i l’icosaedre amb l’aigua, a més del dodecaedre, que lligava directament amb el cosmos.

Amb el pas dels segles, va haver-hi intents, més o menys imaginatius, de lligar aquests sòlids amb fenòmens de la natura. Als humans ens agrada aquesta mena d’especulacions, de manera que s’han buscat correlacions entre els sòlids i els planetes o amb les estructures dels orbitals electrònics. En realitat, a la natura es poden trobar formes relacionades amb aquests elements geomètrics i una de les més espectaculars és la càpsida vírica, la càpsula de proteïnes que envolta el material genètic i que molt sovint constitueix un extraordinari icosaedre.

L’icosaedre, recordem-ho, és un sòlid fet per vint cares triangulars i, per tant, dotze vèrtexs. Si alguna vegada heu jugat a jocs de rol, és probable que hagueu fet servir un dau de vint cares en forma d’icosaedre. Doncs, si heu patit algun refredat, el responsable era un virus amb la càpsida en forma d’icosaedre.

La gràcia és que el virus pot construir la seva càpsida icosaèdrica fent servir només dues proteïnes diferents. Una per fer les cares dels triangles i una per fer els vèrtexs. Alguns virus fins i tot ho aconsegueixen amb una de sola que fa les dues funcions. Això és optimització de recursos i la resta són romanços!

Això va fer que els viròlegs s’haguessin de posar a repassar conceptes de geometria per esbrinar les fórmules que definien els diferents virus. Per exemple, cada cara triangular de la càpsida pot estar feta per un nombre determinat d’unitats de proteïna i ha de tenir contacte amb sis unitats més, mentre que les dels vèrtexs tenen contacte amb cinc unitats. Hi ha virus petits fets amb seixanta unitats, mentre que alguns de més grans en fan servir 720. Moltes peces, però totes construïdes amb una única proteïna.

A la pràctica, vol dir que el virus només necessita fer unes proteïnes amb les càrregues elèctriques disposades de manera que s’atreguin en la forma correcta i l’estructura de la càpsida es formarà per si mateixa quan hi hagi prou unitats fabricades. Una vegada més, els virus optimitzen les coses per no haver de fer gairebé res per part seva.

12 / 100
ESCALES DE CARAGOL PER FER LA CÀPSIDA

L’icosaedre genera unes càpsides víriques ben mones i molt útils de cara a l’empaquetament del material genètic del virus. Però, malgrat que és molt habitual, no és l’única manera que s’han empescat els virus per recobrir-se de proteïnes que els protegeixin. Hi ha una altra manera, encara més senzilla, que han adoptat molts virus dels vegetals. Un sistema que permet guanyar en simplicitat a costa de sacrificar una mica l’optimització de l’espai. Si l’estructura en icosaedre seguia les normes d’un sòlid platònic, aquesta seria la versió vírica d’una escala de caragol. Són les anomenades càpsides en espiral.

Aquest sistema d’empaquetament el que fa és mantenir el genoma del virus, sigui DNA o RNA, ben estirat. Si ens parlen del DNA, de seguida recordem l’estructura en forma de doble hèlix. Això no és perquè la natura tingui una passió per les formes que permeten fer logos bonics a les empreses de biotecnologia, sinó perquè el DNA està fet per peces, anomenades nucleòtids, unides una a continuació de l’altra formant una llarguíssima cadena. El secret és que la manera com s’uneixen no és completament recta, sinó que ho fan en un cert angle, de manera que de mica a mica la cadena va girant sobre si mateixa.

En el cas del DNA és molt evident, ja que, si encarem dues cadenes, obtenim una doble hèlix relativament poc flexible. En el cas de l’RNA, es nota menys perquè és més flexible, però si l’estirem també notarem aquesta tendència a l’espiral.

Doncs la manera com el virus encapsida el genoma és, senzillament, enganxant-hi una proteïna en un punt determinat de la cadena. Una mica més endavant, tornarà a haver-hi el mateix punt, ja que la cadena és feta de nucleòtids units un rere l’altre; per tant, pot posar-hi un altre cop la mateixa proteïna. I, una mica més endavant, tornem-hi!

Si alguna vegada heu pujat per les escales de caragol de la Sagrada Família, o per les d’un castell antic, haureu notat que tots els esglaons estan fets amb pedres de la mateixa forma. Ampla per un costat i molt estreta per l’altre, de manera que les parts estretes s’encavalquen al centre i es forma l’escala. Doncs amb les càpsides helicoidals dels virus trobem la mateixa estructura. Al centre hi ha, estirada, la molècula de DNA o RNA, que té unides grapats de còpies d’una única proteïna que va embolcallant-la formant una espiral protectora que la recobreix.

El sistema és encara més senzill que les càpsides icosaèdriques, però el virus ha d’adoptar una forma rígida i allargada. Una estructura més vulnerable al trencament i més complicada de moure. De tota manera, tampoc no és gaire greu, ja que els virus només es mouen arrossegats pels fluids biològics i aquesta estructura és freqüent en vegetals, que són uns organismes amb uns moviments dels fluids interns més aviat lents.

13 / 100
COM DESPLAÇAR-TE SENSE MOURE’T

Una conseqüència de la simplicitat estructural dels virus és que no tenen sistema de locomoció. La majoria de microbis disposen d’algun mecanisme per generar moviment, sigui per estructures semblants a una cua, anomenades flagels, o per petits “pèls”, anomenats cilis, que bateguen rítmicament i els ajuden a desplaçar-se com si nedessin. Però els virus no tenen res de tot això, de manera que en general el seu desplaçament és passiu. És a dir, que van allà on els porti el corrent.

En el cas dels virus, el corrent pot ser l’aire, l’aigua, la sang, la limfa, el líquid intersticial dels teixits, els mocs, la femta, la saba de les plantes, la saliva o qualsevol substrat on estiguin.

De tota manera, amb el temps es va veure que una certa capacitat de moviment, essencialment per anar movent-se des d’una cèl·lula fins a la veïna, sí que poden tenir. No és un mecanisme per fer grans distàncies, però els permet anar escampant la infecció sense presses. Això és especialment important en els virus dels vegetals, ja que els moviments de fluids dins les plantes són molt més lents que els que tenen lloc en el cos dels animals. El virus pot ser arrossegat per la saba fins a les cèl·lules que infectarà, però han trobat la manera d’anar passant d’una cèl·lula a la veïna gràcies a unes “proteïnes de moviment”.

En realitat, el nom és una mica enganyós, ja que el que fan aquestes proteïnes no és moure el virus, sinó el seu material genètic. És més senzill entrar dins d’una cèl·lula i anar passant el DNA o l’RNA del virus fins a la cèl·lula veïna que no pas construir nous virus, sortir i esperar que la saba els porti fins a les cèl·lules del costat. Per fer-ho, el virus fa que la planta fabriqui unes proteïnes que envolten l’RNA i que s’enganxen a uns filaments que tenen les plantes per connectar cèl·lules entre elles a través d’uns porus. En realitat, el virus no es mou, sinó que es limita, una vegada més, a aprofitar el sistema de transport entre cèl·lules de la planta.

En el cas de virus d’animals, també s’ha detectat una altra estratègia per generar una mica de desplaçament per la superfície de les cèl·lules. Això s’ha vist, per exemple, en el virus de la grip. Aquest té dues proteïnes a la superfície: una anomenada N i l’altra, H, que s’uneixen a proteïnes de la superfície de la cèl·lula. En principi, són el sistema per adherir-se i finalment entrar a dins per començar a infectar, però també li permeten moure’s per damunt.

Per fer-ho, simplement s’uneix amb una de les dues proteïnes i tot seguit s’uneix amb la segona i es deixa anar de la primera. Com si fos una bola rodant per sobre d’un velcro, el virus pot anar rodant canviant la unió d’una proteïna a l’altra. No és un sistema gaire eficient ni presenta cap direcció determinada, però, si hi ha molts virus, a la llarga algun anirà a petar a la cèl·lula del costat.

En tot cas, aquesta mena de moviments són més aviat subtileses que només es poden considerar sistemes de locomoció, fent servir una interpretació molt àmplia de l’expressió. A la pràctica, els virus no es mouen per anar a infectar res. Es limiten a ser-hi, esperant que algun organisme es creui en el seu camí i s’hi puguin adherir.

14 / 100
ENTRAR DINS LA CÈL·LULA

Un dels principals problemes que ha de resoldre un virus és trobar la manera de ficar-se dins d’alguna cèl·lula. Un repte difícil per a un virus, que no disposa de cames ni cua ni cap sistema de propulsió. L’únic que té són algunes proteïnes a la superfície de la càpsida o de l’embolcall. Sembla poca cosa, però amb això ja en té prou.

En realitat, les proteïnes de la superfície li serveixen com a sistema d’ancoratge. La gràcia és que les cèl·lules tenen una quantitat enorme de proteïnes i estructures que sobresurten de la membrana cel·lular. N’hi ha que serveixen per unir-se a coses, per transportar nutrients, per facilitar reaccions químiques, per excretar productes, per detectar la presència d’altres molècules… Tota la interacció de la cèl·lula amb l’exterior es fa gràcies a proteïnes que estan situades a la membrana, de manera que n’hi ha de totes les mides i formes imaginables.

L’estratègia dels virus és anar deixant-se arrossegar pels moviments dels fluids del cos i així anar topant amb diferents cèl·lules fins que troba alguna proteïna que tingui una forma que encaixi amb alguna de les proteïnes de la superfície del virus. L’exemple habitual és que han d’encaixar com una clau i el seu pany, però en realitat és una mica més sofisticat. No ha de coincidir només la forma, sinó que també ho han de fer les càrregues elèctriques. Allò que les càrregues iguals s’allunyen i les oposades s’atrauen és determinant en aquest cas.

Com que els virus són tan poca cosa (ja ho hem dit, que són simples, oi?), només solen tenir un o dos tipus de proteïnes que actuïn com a elements d’ancoratge. En el cas del coronavirus, són les proteïnes de les espines. En el cas del virus de la grip, del xarampió i de molts altres, l’encarregada és una proteïna anomenada hemaglutinina.

Ens interessa molt conèixer com són les proteïnes d’unió dels virus, ja que una de les estratègies per lluitar contra aquests invasors és buscar molècules que les “tapin”. D’aquesta manera podríem impedir que s’uneixin a les cèl·lules i ja no podrien entrar ni infectar res.

Una vegada el virus s’ha unit a la cèl·lula, aprofita uns mecanismes que té la mateixa cèl·lula per transportar coses cap endins. Són sistemes amb lleugeres diferències, segons les quals es poden anomenar endocitosi o pinocitosi, però que tenen en comú que la membrana s’enfonsa per una part fins formar una vesícula que transporta cap endins el que s’havia quedat unit a la superfície. Si és un nutrient, a la cèl·lula li va molt bé, però, si és un virus, li va molt malament. Per desgràcia, la cèl·lula no té ulls per mirar. Només sap que alguna cosa s’ha unit a la proteïna de la superfície i l’arrossega cap endins.

Tot plegat resulta especialment important per decidir quina mena de malaltia pot causar el virus. Perquè això dependrà de quina cèl·lula sigui la que ha pogut infectar, cosa que depèn de quina sigui la proteïna que encaixi amb la del virus. Si és una cèl·lula dels budells, ens causarà gastroenteritis. Si és dels pulmons, serà una pneumònia, però si és del nas potser només serà un refredat. Altres virus s’uneixen a proteïnes de les neurones i causen malalties neuronals. I el virus de la sida s’uneix a una proteïna dels limfòcits. Per això matava aquestes cèl·lules i de resultes quedava desactivat tot el sistema immunitari.

15 / 100
LÍTIC O LISOGÈNIC?

A la vida sempre hi ha moments en què has de prendre decisions importants sobre el futur. A què et voldràs dedicar, amb qui voldràs compartir la vida o on aniràs a viure. És una mica estressant, ja que, depenent de la decisió que prenguis, el futur agafarà un camí o un altre, però així és la vida. Doncs una cosa similar els passa a molts virus tot just després d’infectar una cèl·lula. El seu futur passa per triar un estil d’infecció entre dos de possibles. Pot abraçar el que anomenem un cicle lític o un cicle lisogènic, i segons el que triï, les coses seran molt diferents per al virus i, no cal dir-ho, per a la cèl·lula infectada.

Els mecanismes moleculars són complexos i depenen molt del tipus de cèl·lula o bacteri que hagi infectat, però les dues opcions són fàcils d’entendre. La primera, el cicle lític, consisteix a fer tantes còpies del virus com sigui possible fins que la cèl·lula rebenti. Aquesta és una opció molt dolenta per a la cèl·lula, que morirà al cap de poques hores. Només viurà el temps que trigui el virus a saturar la capacitat cel·lular. En canvi, des del punt de vista del virus, és una manera ràpida i eficient de fer moltes còpies de si mateix. Aparentment és un sistema ideal (per al virus, és clar), ja que en poc temps hi haurà centenars o milers de nous virus anant a infectar les cèl·lules de la rodalia. Però en realitat no és el millor sistema. Amb una mica de paciència per part seva, les coses es podrien fer millor.

Per això hi ha la segona opció, el cicle lisogènic, que és més pausada i que consisteix a fer que el virus s’integri dins del genoma de la cèl·lula infectada i passi tan desapercebut com sigui possible. D’entrada no sembla una bona idea, ja que no apareixeran més virus escampant la infecció, però les coses cal mirar-les amb perspectiva. Quan la cèl·lula es divideixi, el virus ho farà amb ella, i quan les cèl·lules filles es tornin a dividir, el virus també ho farà. Sense cap esforç per part seva, el virus pot anar aconseguint estar present en un grapat de cèl·lules.

L’únic inconvenient és que amb el cicle lisogènic només hi haurà una o dues còpies del virus per cada cèl·lula, però això no és cap problema. De vegades, normalment en resposta a estímuls exteriors, el virus que estava en la fase lisogènica es pot activar i passar a la fase lítica. Aleshores recupera el primer camí i comença a fer còpies fins a matar la cèl·lula i alliberar grapats de nous virus. La gràcia és que ara no tenim una cèl·lula infectada, sinó centenars o milers de cèl·lules. Si totes es posen a fer el cicle lític alhora, no hi ha sistema immunitari que ho resisteixi. Això també pot passar en bacteris i els resultats són encara més espectaculars, ja que els bacteris es multipliquen molt de pressa i en poc temps tenim milers de milions de bacteris amb el virus dins esperant a ser activat.

Que triï un camí o altre depèn de moltes coses. Del tipus de virus, de la cèl·lula infectada o de les condicions ambientals i metabòliques. De la mateixa manera, l’activació d’un virus lisogènic a la fase lítica pot desencadenar-se per diferents motius. Cal dir que els virus lítics són més fàcils de controlar, ja que és evident quan hi ha la infecció. El problema amb els lisogènics és que poden passar desapercebuts, multiplicant-se silenciosament mentre es preparen per un assalt inesperat.

16 / 100
VIRUS PERTOT ARREU

De virus n’hi ha molts i de molts tipus, però exactament quants? Doncs la veritat és que encara no ho sabem amb certesa, però la resposta més aproximada a la realitat seria… “molts més dels que et puguis arribar a imaginar”. Per sort, hem de recordar que la immensa majoria no afecten els humans.

La realitat és que encara ho ignorem gairebé tot sobre la majoria de virus. Com és natural, els esforços s’han centrat en l’estudi dels que causen malalties als humans o a espècies d’animals o vegetals que ens interessen. De la resta, sabem que existeixen, intentem classificar-los i poca cosa més. Però no deixem de descobrir nous virus, i en quantitats enormes.

Per exemple, cada litre d’aigua de mar conté al voltant de deu mil milions de virus, de manera que cada vegada que fem una glopada mentre ens banyem ens en cruspim un bon grapat. No passa res, ja que a nosaltres no ens afecten de cap manera. Són virus que infecten algues, peixos i sobretot bacteris, però que no tenen capacitat per infectar les nostres cèl·lules. També el terra i qualsevol superfície imaginable està plena a vessar de virus. Fins i tot n’hi ha a l’aire. No és que hi visquin, però, igual que la pols, sempre n’hi ha que són arrossegats pel vent, de manera que cada dia es dipositen 800 milions de virus sobre cada metre quadrat de terreny.

I quants tipus diferents hi ha? De nou, la resposta és que no ho sabem. Fa uns anys, l’expedició oceanogràfica Tara va recórrer els mars recollint mostres d’aigua i analitzant el que hi trobava. El que van descobrir van ser 200.000 tipus de virus diferents. Pràcticament tots desconeguts fins aleshores. I, pel que fa a terra ferma, un estudi fet l’any 2016, prenent mostres de milers de localitzacions d’arreu del planeta, va descobrir 85.000 noves espècies de virus.

Una cosa important que cal tenir en compte és que la majoria dels que hem descobert són virus que afecten només els bacteris. Això tampoc resulta estrany si pensem que el planeta també està ple a vessar de bacteris. Els virus infecten allò que tenen més a l’abast i resulta que per cada cèl·lula animal o vegetal hi ha milions de bacteris. Al capdavall, al món microscòpic imperen les mateixes regles de predació que al món macroscòpic. Hi ha depredadors i preses, paràsits i simbionts, espècies dominants i rareses evolutives.

En tot cas, la percepció que tenim és que, si continuem buscant, continuarem descobrint milers de nous tipus de virus. I, per això, la conclusió és que encara som lluny de tenir el perfil complet del “viroma” del planeta.

17 / 100
CLASSIFICAR VIRUS

Classificar animals o plantes resulta complicat, però entenedor. Podem mirar si fa fotosíntesi o no per decidir si el fiquem a la categoria d’animals o de plantes. Si és un animal, podem fixar-nos si té el cos dividit en dues meitats més o menys simètriques o si presenta estructura en forma radial, com les meduses. Tindrem en compte si pon ous o si els embrions maduren dins el cos de la mare. Ens fixarem si s’alimenta de vegetals o d’altres animals. Si és una planta que fa flors o que no en fa.

El cas dels bacteris ja resulta més complicat, però podem fixar-nos en coses com la forma i com l’estructura de la paret bacteriana. També és molt rellevant el metabolisme. Si necessita oxigen o no per sobreviure, si pot degradar diferents compostos o no pot fer-ho. Finalment, es pot mirar l’ambient on viuen. Si resisteix temperatures molt altes o salinitats extremes…

En el cas dels virus, també es fan servir sistemes basats en característiques que els defineixen. El problema és que unes entitats tan simples presenten poques característiques, de manera que el que es fa servir són sobretot dues coses. El tipus de material genètic que tenen i la forma de la càpsula que els envolta.

Segons el material genètic, tenim virus DNA i virus RNA. I, filant més prim, trobem els DNA de doble cadena i els de cadena senzilla. També en els RNA n’hi ha de cadena doble i de cadena senzilla. En realitat, és una mica més complicat, ja que, a causa d’uns detalls tècnics en què ara no cal entrar, hi ha uns quants grups més. Això és perquè els RNA de cadena senzilla poden ser positius o negatius i, a més, també hi ha els que es “retrotranscriuen”.

Pot semblar que els investigadors tenen una certa obsessió amb el material genètic, però és que, per un organisme que l’únic que fa és copiar el seu genoma, el fet que aquest sigui DNA o RNA i de cadena doble o simple és, probablement, el fet que condiciona més marcadament el que pot fer. Recordem que un virus és, essencialment, una mica de material genètic envoltat de proteïna.

D’altra banda, també es classifiquen depenent de la càpsida, la “capsa” de proteïnes que envolta el material genètic. Depenent de com sigui, tenim virus amb càpsida icosaèdrica, helicoide o complexa. Aquesta última és, simplement, una combinació de les dues anteriors.

Finalment, hi ha virus nus, que només tenen el material genètic ficat dins una càpsida, i virus envolts, en els quals, a més, hi ha una membrana que ho envolta tot.

I, finalment, s’agafa la seqüència genètica, es comparen les unes amb les altres i es poden establir classificacions per proximitat evolutiva. Això permet comparar molt fàcilment, però dificulta catalogar, ja que tenen tantes variacions, mutacions i canvis que al final el que hi ha és un grapat de diferents versions de la mateixa seqüència i no sempre és fàcil decidir on posar límits entre espècies, varietats i soques. No ho és en els organismes grossos, però aquesta dificultat és molt més gran en els virus.

18 / 100
VIRUS DNA

Els més senzills, per entendre com s’ho fan per multiplicar-se, són els virus que fan servir DNA com a material genètic. Més que res perquè és el mateix que tenen les nostres cèl·lules, de manera que l’únic que han de fer és ficar-se dins la cèl·lula i deixar que la maquinària de copiar DNA que tenim els faci la feina.

Sembla senzill, oi?

Doncs no ho és tant. Amb els virus tot són detalls amagats. El problema que tenen és que, quan un virus entra dins d’una cèl·lula, es troba al citoplasma, però la maquinària per copiar el DNA està situada junt amb el DNA, dins el nucli de la cèl·lula. De manera que el virus se les ha d’empescar per viatjar fins al nucli. Això ho fan a través d’uns porus que hi ha a la membrana que forma el nucli, com sempre, aprofitant els sistemes de transport de la mateixa cèl·lula.

Quan arriba dins el nucli, la càpsida ja es pot desmuntar i el DNA començarà a multiplicar-se una vegada i una altra, fent servir uns enzims de la cèl·lula, anomenats DNA-polimerases. En realitat, per copiar el DNA calen moltes proteïnes i el procés és molt complex, però a la cèl·lula li és igual quin DNA tingui al davant. Ella fa còpies i prou.

Hi ha alguns virus que no tenen les dues cadenes del DNA. Amb una de sola ja en tenen prou. Això, però, no és cap problema, ja que quan entren dins la cèl·lula, aquesta fabrica la cadena complementària per reconstruir la doble hèlix i ja pot començar a fer còpies de la manera normal.

D’altra banda, a part del DNA, al virus també li cal que es fabriquin les seves proteïnes. Les de la càpsida, algunes que té a dins per empaquetar el DNA, ocasionalment algunes que actuen inhibint les defenses de les cèl·lules i sovint n’hi ha algunes que encara no sabem quina funció tenen. El virus necessita que es fabriquin totes i en grans quantitats.

Però tampoc no hi ha cap problema. La maquinària cel·lular encarregada de fer RNA i de fabricar proteïnes a partir de l’RNA es posa a disposició del virus i li fa la feina. Amb el temps, la cèl·lula s’anirà omplint de proteïnes i de DNA del virus, de manera que al final només caldrà que s’empaquetin convenientment totes les còpies del virus que es puguin construir. Hi ha un munt de detalls sobre com es mouen les proteïnes per la cèl·lula, com s’inhibeixen enzims que podrien degradar-les o com surt del DNA víric del nucli que són objecte d’investigació, ja que serien punts on es podria actuar amb algun fàrmac per tallar la producció de més virus i aturar la progressió de la malaltia.

Però de moment encara no tenim manera de frenar-lo i, quan ja hi ha molts virus, comencen a anar sortint de la cèl·lula per encaminar-se cap a altres cèl·lules on aniran repetint el procés sense aturador.