Las amebas reciben un apoyo sorprendente en la defensa contra los virus:las bacterias que las infectan evitan que sean destruidas por virus gigantes. Un equipo de investigación dirigido por el microbiólogo Matthias Horn del Centro de Microbiología y Ciencias de Sistemas Ambientales de la Universidad de Viena ha investigado cómo se produce una infección por virus cuando las amebas se infectan simultáneamente con clamidia.

El equipo de investigación muestra por primera vez que las bacterias intracelulares conocidas como simbiontes protegen a su anfitrión contra los virus. Las amebas son protistas, microorganismos unicelulares con un núcleo celular. Los protistas juegan un papel clave en las redes alimentarias y los procesos de los ecosistemas. En consecuencia, los resultados del estudio sugieren que la interacción entre simbiontes y virus influye en el flujo de nutrientes en los ecosistemas. El estudio se publica ahora en la revista PNAS .

Bacterias intracelulares:¿amigas, no enemigas?

En condiciones naturales, los protistas, incluidas las amebas estudiadas, a menudo se infectan con simbiontes bacterianos, que incluyen clamidias. Las clamidias se conocen principalmente como patógenos humanos. Sin embargo, se han descubierto parientes cercanos de estas clamidias patógenas en una variedad de animales y protistas.

"Dado que, según los conocimientos actuales, la infección por clamidia conduce a una tasa de crecimiento más lenta del huésped infectado, las clamidias se consideran comúnmente parasitarias", explica Patrick Arthofer, primer autor del estudio y Ph.D. estudiante del Centro de Microbiología y Ciencias de Sistemas Ambientales (CMESS).

Las bacterias parasitarias tienen un efecto negativo en el huésped, mientras que los simbiontes con un efecto positivo se denominan mutualistas. "Nuestro estudio muestra que las clamidias son en realidad mutualistas en lugar de parásitos aquí, ya que protegen a los protistas contra infecciones letales por virus gigantes. Después de todo, un crecimiento más lento es mejor que morir", dice Arthofer.

Virus gigantes y sus huéspedes unicelulares

Las infecciones con bacterias, pero también con virus, dan forma a cómo se desarrollan las poblaciones de protistas. Los investigadores de la Universidad de Viena y la Universidad de Poitiers en Francia querían saber cómo se produce una infección viral cuando los protistas se infectan simultáneamente con bacterias. Para estudiar una situación que también podría ocurrir en ambientes naturales, los científicos primero aislaron amebas, bacterias y un virus gigante de la misma muestra ambiental.

Los virus gigantes solo se conocen desde hace unos 20 años. Su descubrimiento desafía muchas suposiciones previas sobre los virus, ya que no solo son varias veces más grandes que todos los virus conocidos anteriormente, sino que también poseen genes que antes se pensaba que eran característicos de organismos celulares como bacterias, animales, plantas y hongos. Según los conocimientos actuales, son completamente inofensivos para los animales y los humanos. Sus huéspedes naturales son organismos unicelulares con núcleo celular, los protistas.

Cuando los virus gigantes infectan una célula huésped, remodelan toda la célula huésped y establecen la llamada "fábrica de virus". Esta fábrica viral produce cientos de partículas virales nuevas hasta que la célula huésped estalla y libera los virus nuevos. "Si el protista está infectado con simbiontes bacterianos, este mismo proceso se bloquea", explica Matthias Horn, jefe del grupo de investigación de la Universidad de Viena. "Nuestro estudio muestra que la presencia de la clamidia no evita que el virus sea absorbido. Sin embargo, los virus posteriormente no pueden formar una fábrica de virus funcional", dice.

La interacción de la bacteria con los virus gigantes dentro de la ameba no solo tiene consecuencias para el propio huésped. "Una hipótesis común es que estas interacciones intracelulares entre virus gigantes y simbiontes bacterianos han desempeñado un papel en el hecho de que los virus gigantes se vuelvan tan complejos", dice Horn. Por lo tanto, el estudio de las interacciones entre virus y simbiontes podría proporcionar respuestas a la pregunta de cómo evolucionaron los virus gigantes.

Las bacterias que protegen contra los virus influyen en las redes alimentarias

Los protistas están muy extendidos:viven en aguas, agua de mar y fondos marinos, entre otros lugares. Se alimentan de bacterias, absorbiendo así los nutrientes ligados a las bacterias y, cuando se comen ellos mismos, los transmiten a animales como pequeños crustáceos. Solo por este medio, los animales tienen acceso a los nutrientes proporcionados por las bacterias. Si los virus matan a los protistas, los nutrientes liberados solo pueden ser metabolizados nuevamente por las bacterias.

"Si las clamidias protegen a los protistas de ser destruidos por los virus, no solo aseguran que sus huéspedes sigan siendo una fuente de alimento para los animales pequeños. Más allá de eso, los simbiontes bacterianos podrían influir en todo el ciclo de nutrientes en los ecosistemas", explica Arthofer.

Futuras investigaciones mostrarán en qué medida este proceso afecta el funcionamiento de los ecosistemas. "En general, una mirada más cercana a las interacciones virus-simbionte nos dice algo sobre la dinámica del ecosistema", dice Matthias Horn. Por lo tanto, en un próximo paso, los científicos quieren investigar el mecanismo exacto detrás de la protección de los protistas contra virus gigantes mediada por bacterias.

Además, Anouk Willemsen, coautora del artículo y viróloga del CMESS, se centra específicamente en los virus gigantes:en un proyecto de investigación aprobado recientemente por el Consejo Europeo de Investigación (ERC), investiga cómo los virus gigantes han adquirido su complejidad. + Explora más

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