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”.