Los virus del Ébola se clasifican dentro del género Ebolavirus, y comprende cinco especies, cada una con un nivel de letalidad particular en humanos. De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud (OMS)  y a los Centros para la Prevención y Control de las Enfermedades (CDC) (2), estas tasas van desde el 90% de la especie Ebolavirus Zaire, hasta el 0% del Ebolavirus Taï Forest o del Ebolavirus Reston. Las otras dos especies, Ebolavirus Sudán y Ebolavirus Bundibugyo, tienen unas tasas de mortalidad en humanos del 53 y 27%, respectivamente.

El brote actual de la enfermedad del Ébola está causado por una cepa de la especie Ebolavirus Zaire, precisamente la más letal. Según un estudio multicentro publicado en el “The New England Journal of Medicine”, el primer caso de este brote se registró en el poblado de Meliandou, en Guinea Conakry. Se sospecha que la primera víctima, un niño de 2 años de edad, comió fruta contaminada por una especie de murciélago de la fruta, que actúa como reservorio animal de este virus. A partir de este niño, muerto el 6 de diciembre de 2013, el virus se propagó a otros miembros de su familia, hasta que a partir de febrero de 2014 dio el salto a personas de otras localidades limítrofes. Y de ahí a los datos que conocemos a día de hoy, más de 7500 casos entre Guinea Conakry, Liberia, Sierra Leona, , Nigeria, Senegal, Estados Unidos y España, si bien estos tres últimos países suman un caso cada uno. En total, 3400 muertos y sumando.

El Ebolavirus Zaire, y los Ebolavirus en general, tienen la peculiaridad de que su material genético está formado por Acido Ribonucleico (ARN) y no por Ácido Desoxiribonucleico (ADN) como en el caso de los seres humanos. Además, es un virus ARN monocatenario negativo. Con este tecnicismo queremos decir que su material genético consiste en una molécula de ARN de cadena sencilla (monocatenario) complementaria al ARN mensajero (negativa). En pocas palabras, este ARN no sirve para sintetizar proteínas a menos que se convierta previamente a ARN monocatenario positivo. Éste último es traducido finalmente a proteínas en los ribosomas de las células humanas infectadas, y que son los ladrillos moleculares a partir de los que se forma el virus.

En la siguiente imagen podemos observar una representación esquemática de un virión, o unidad estructural vírica, con sus proteínas principales, reproducida a partir del sitio web del Swiss Institute of Bioinformatics

genes ebola

¿Cómo puede este virus ser tan virulento con tan pocos genes? Pues lo cierto es que con sólo siete genes consigue parasitar la maquinaria metabólica de la célula humana a su favor, y bloquear la respuesta inmune específica de la respuesta vírica. Para comprender mejor la función de cada uno de los genes del genoma del Ebolavirus Zaire, voy a utilizar la secuencia de la cepa aislada del enfermo “Kissidougou-C15”. Este enfermo fue un hombre que murió en el hospital de Kissidougou (Guinea Conakry) el 8 de marzo de 2014. La secuencia genética de esta cepa consta de unas 19000 pares de bases, contiene siete genes que contienen la información para 7 proteínas y una región promotora que se usa para multiplicar el genoma viral. Además, una de esas proteínas se sintetiza en forma de precursor inmaduro, a partir del cual se producen dos proteínas maduras con la generosa ayuda de otra proteína presente en las células humanas. Además, el Ebolavirus Zaire contiene una región denominada LTR, necesaria para la replicación del material genético viral. A continuación, se representa el genoma de la cepa “Kissidougou-C15” con sus genes (flechas verdes) y sus proteínas (flechas azules). Nótese que la proteína denominada “GP” se sintetiza en forma de precursor inactivo, representado en color naranja (haz click para ampliar la imagen):

diseccionando el virus del ébola

Vemos que el número de genes necesario para la propagación del virus persona a persona, principalmente mediante contacto directo fluido de persona infectada-mucosa de persona sana y en estadios de la enfermedad avanzados, es llamativamente pequeño. Pues bien, ¿para qué sirven cada uno de estos genes? Siguiendo la figura anterior, comencemos de izquierda a derecha.

  1. Gen NP. A partir de este gen se sintetiza la proteína NP o nucleoproteína, cuya función es la de formar una cápsula protectora para el ARN genómico, que además permite empaquetarlo y disminuir su tamaño.
  2. Gen VP35. Contiene la información para la proteína del mismo nombre, que forma junto con la ARN polimerasa la maquinaria que facilita la multiplicación del número de copias del ARN genómico, es decir, su replicación.
  3. Gen VP40. Codifica la denominada proteína de la matriz y es de largo el gen más expresado de los siete genes del Ebolavirus. Esta proteína controla por un lado el ensamblaje del resto de componentes del virión, formando una especie de matriz o capa protectora. Esta proteína también controla la salida de partículas virales de la célula infectada, ya que es capaz de penetrar específicamente dentro de la membrana plasmática, que se incorpora en último término a la estructura final del virión a modo de envuelta.
  4. Gen GP. Codifica la proteína precursora GP, a partir de la que se producen otras dos proteínas, la sGP y la ssGP, ambas secretadas hacia la membrana plasmática. Dos moléculas de la proteína sGP, y una molécula de la proteína ssGP forman el receptor funcional del virión, participando tanto en la unión como en la internalización del virus en células sanas.
  5. Gen VP30. Codifica el factor de transcripción VP30, y es esencial para reiniciar el proceso de replicación del material genético y conseguir así millones de copias a partir del ARN de una sola partícula viral.
  6. Gen VP24. Codifica una proteína asociada a membrana y parece contener la clave de la letalidad de este virus, al ser la responsable de evitar la respuesta defensiva del sistema inmune. Aunque este punto está en estudio, la proteína VP24 sería responsable de bloquear vías de señalización intracelulares responsables de la activación inmune en presencia de invasión vírica a través de la producción de unas moléculas denominadas interferones. Si el lector desea información más técnica puede consultar esta referencia.
  7. Gen L. Una de las proteínas más importantes del virus al codificar la ARN polimerasa, es decir, la proteína responsable de la síntesis y replicación del ARN viral.

 

Siete genes y ocho proteínas responsables de causar una de las epidemias más letales conocidas por el ser humano, organismo con un contenido de genes y proteínas notoriamente mayor. El estudio y comprensión del mecanismo molecular de acción de estas proteínas, así como el de su interacción con nuestras propias moléculas, permitirá en un futuro encontrar un remedio de una enfermedad para la que, de momento, no se tienen tratamientos que permitan su curación.