El pasado del HIV

JUAN J. MORRONE, JORGE V. CRISCI Y RICARDO DEWEY

Era el mejor de los tiempos, era el peor de los tiempos, era la era de la sabiduría, era la era de la tontería, era época de creencia, era época de incredulidad, era la estación de la luz, er a la estación de la oscuridad, era la primavera de la esperanza, era el invierno de la desesperanza, teníamos todo por delante, no teníamos nada por delante, todos íbamos directo al cielo, todos íbamos directo en el otro sentido. En suma, el período era tan parecido al presente, que algunas de sus autoridades más ruidosas insistieron en recibirlo, para bien o para mal, sólo en el grado superlativo de comparación.1

Charles Dickens, Una historia de dos ciudades, 1859.

Es posible que el HIV haya acompañado a la especie humana desde antiguo, pero sólo recientemente habría aumentado su virulencia y causado la pandemia del sida. Como escribió Dickens para referirse a los años de la Revolución Francesa, podríamos decir que hoy también vivimos una época crítica y, a la vez, de esperanza. La afirmación, sin e mbargo, no alude a la vida política sino a la pandemia del síndrome de inmunodeficiencia adquirida o sida, que ha entrado en acelerada expansión, de suerte que los esfuerzos cotidianos, por significativos que sean, resultan insuficien tes para detener su avance. Pero, al mismo tiempo, esta dramática situación nos enfrenta con una oportunidad única, pues en la actualidad existen novedosos métodos, provenientes del cladismo y la biología molecular, que proporcionan posibles claves para comprender la historia evolutiva del causante del sida, el virus de la inmunodeficiencia humana, habitualmente denominado HIV (por las siglas de su nombre en inglés, human immunodeficiency virus: en español sería VIH, denominación por el momento poco usada).

El sida fue identificado a principios de la década de los ochenta. Se habría originado en el Africa central, donde -se supone- se produjo la primera infección de un ser humano por su forma HIV- I: desde allí se habría propagado al Caribe y, luego, a los Estados Unidos y Europa. Hoy el mal está ampliamente distribuido en todo el globo. Una segunda forma del virus, menos virulenta, la cepa HIV-2, es endémica en el Africa occidental (véase 'El virus de la inmunodeficiencia humana', CIENCIA HOY, 21:40-43,1992).

Si bien los científicos aún no tienen certeza acerca del origen del HIV, han formulado dos hipótesis alternativas. La más aceptada en este momento sugiere que evolucionó recientemente a partir de un SIV o virus de inmunodeficiencia simia (por simian immunodeficiency virus), transmitido por alguna especie de mono al hombre. En contraposición, algunos investigadores conjeturan que ciertas poblaciones rurales de Africa habrían estado infectadas desde hace décadas, siglos o, incluso, milenios, con un HIV relativamente benigno, el cual habría.pasado recientemente a un estadio más virulento. Esta hipótesis postula que hubo un estadio primitivo del virus, y que un agente antiguo dio origen a una pandemia nueva; la primera teoría, en cambio, no reconoce la existencia de ese estadio primitivo. Determinar cuál de las dos es la correcta constituye un importante desafío para la ciencia.

Una manera de encarar la solución del enigma es examinar la historia evolutiva del virus, tal como la relatan lo que podríamos considerar sus huellas biológicas. Los últimos años han sido prolíficos en hallazgos que permiten leer dichas huellas. Sobresale entre ellos el método cladístico (véase 'Cladismo y diversidad biológica', CIENCIA HOY, 21:26-34,1992, y 'Cladismo y posición estratigráfica', CIENCIA HOY, 29:19,1995), una forma de clasificar los seres vivos que sólo reconoce grupos o taxones naturales, llamados monofiléticos (de mónoç –monos- único, y julon -phylon-, raza o tribu), es decir; aquellos conjuntos de seres, vivientes y extinguidos, que forman una línea evolutiva completa, constituida por un ancestro común y todos sus descendientes, incluso los futuros. Dichos grupos se definen por la presencia de uno o más caracteres compartidos, que se denominan sinapomorfías; a partir de su análisis los cladistas reconstruyen el orden natural de las especies estudiadas. Puesto que las sinapomorfías manifiestan una estructura jerárquica, ya que algunas aparecen en el tiempo antes que otras, permiten inferir una secuencia evolutiva de las especies. Los resultados del análisis cladístico se representan mediante diagramas ramificados o cladogramas, que indican las relaciones genealógicas de las especies y en los cuales los puntos de ramificación marcan la secuencia en que aparecieron los caracteres que definen los sucesivos grupos monofiléticos.

Independientemente de este enfoque de la sistemática (o clasificación de los seres vivos), que lleva a comprender mejor las características de los organismos biológicos, se han realizado notables avances en las técnicas de laboratorio que permiten estudiar el material genético, aun el de organismos extinguidos, que de otra manera sería imposible analizar.

Dichas técnicas derivan de una rama relativamente nueva de la biología, puesto que su gran desarrollo data de la postguerra: la biologa molecular; de la que podría decirse que tuvo una época de oro entre el descubrimiento de la doble hélice del DNA, en 1953, y el del código genético, hacia 1966, y que en la actualidad se encuentra en pleno auge. Mediante una de esas técnicas es posible producir de manera rápida y simple cantidades de DNA que para el trabajo de laboratorio resultan importantes (del orden de los microgramos), a partir de ínfimas porciones de ácidos nucleicos (DNA o RNA), tomados de seres vivientes como de especímenes de las colecciones de museos (este procedimiento se basa en la reacción en cadena de la polimerasa -PCR-; véase CIENCIA HOY, 23:52-59, 1993). Por otro lado, mediante la llamada secuenciación de DNA, realizada de manera química o enzimática, es factible conocer de un modo simple y preciso los componentes fundamentales de los genes.

La combinación de los métodos cladísticos y los moleculares proporciona una visión de la historia evolutiva inimaginada hace apenas una década. En la Universidad de Michigan, el grupo de investigación de D.P. Mindell llevó a cabo recientemente el análisis cladístico del HIV y sus virus afines. Estudió los genes de veintisiete cepas virales diferentes, tanto de las dos formas del HIV (HIV-1 y HIV-2) como de las del SIV. Las últimas procedían de varias especies de monos cercopitécidos (Cercopithecus aethiops, C, mitis, Macaca arctoides, M. Mulatta, M. Nemistrina, Cercocebus atys y Mandrillus sphinx) y del chimpnacé (Pan troglodytes

En el cladograma obtenido por Mindell y sus colaboradores (Fig. I), las cepas 1 y 2 se encuentran más relacionadas con SIV que entre sí. Por ejemplo, la SlVcpz, que infecta al chimpancé, está vinculada con seis cepas de HIV-l, y otras dos de esta ultima

-HIV I ant70 y HIV I mvp5180- son basales con relación a las anteriores (se llama basales a los organismos ubicados en las ramas inferiores de un cladograma; en general, los más primitivos). Estas observaciones sugieren -pero no prueban- que se habría producido una transferencia del virus desde el ser humano al chimpancé. Por otra parte, el HIV-2 resultó ser polifilético, es decir descendiente de ancestros diferentes: dos cepas de HIV-2 resultán los taxones hermanos de un grupo que incluye las restantes cepas de HlV-2 y cinco cepas distintas de SIV que infectan especies de Cercocebus y Macaca. De acuerdo con estos análisis, los virus HIV-1 y HIV-2 no estarían relacionados estrechamente entre sí: el HIV- l compartiría su historia evolutiva con el SIV del chimpancé, mientras que el HIV-2 lo haría con los de monos cercopitécidos.

A la luz de las observaciones anteriores, es interesante preguptarse por la manera cómo evolucionó la asociación ancestral entre los virus y sus huéspedes simios y humanos. Para analizar la coevolución de ambos grupos (véase recuadro 'Coevolución de parásitos y huéspedes'), se puede comparar

COEVOLUCION DE PARASITOS Y HUESPEDES

La evolución conjunta (o coevolución) de dos o más taxones animales o vegetales implica la existencia de interacciones directas o indirectas entre ellos y sus respectivas respuestas adaptativas (es decir, la existencia de respuestas adaptotivas recíprocas). Las relaciones entre parásitos y huéspedes representan uno de los ejemplos más típicos de coevolución.

Para estudiar un proceso de coevolución es necesario contar con los cladogramas de los taxones en cuestión, los que, en caso de haber tenido lugar tal proceso, reflejarán las mismas relaciones (Fig. 1). Sin embargo, ciertas incongruencias entre los cladogramas podrían deberse a que -independientemente de la genealogía- hayan existido transferencias de parásitos a otro huésped, o que algunos de los parásitos se hubiesen extinguido. La figura II presenta el caso de huéspedes (B y C) que constituyen un grupo monofilético -que tiene un ancestro común- con parásitos (b y c) que integran un grupo parafilético -que no tiene un ancestro común y está definido por caracteres primitivos-. Para analizar esta clase de incongruencias, se ha propuesto la técnica de los cladogramas reconciliados, en los que a cada punto de bifurcación del cladograma del parásito se asigna la distribución del o los huéspedes que lo alojan; se duplican así partes del cladograma para reflejar la evolución compartida de ambas

entidades taxonómicas. El cladograma reconciliado (fig. III) representa la interpretación más simple posible de los datos presentados en la figura II. Para establecer la discrepancia entre el cladograma de los parásitos y el de los huéspedes, se cuentan en el de estos las duplicaciones necesarias para reconciliarlos: cuanto mayor sea el número de duplicaciones, menor será la historia compartida por ambos taxones.

el cladograma de los virus (Fig I) con uno de los primates, basado en caracteres morfológicos (Fig 2). Aunque pueda parecernos sorprendente, el método cladístico permite comparar las historias evolutivas de grupos de organismos tan diferentes como virus y primates. Los cladogramas de cada uno de ellos constituyen un lenguaje común, que nos permite comparar sus patrones de ramificación sin tener en cuenta los procesos que los originaron. Yuxtaponiendo los cladogramas presentados en las figuras 1 y 2, hemos obtenido otro reconciliado (Fig 3), en el que se advierte la necesidad de que existan veintidós duplicaciones en los huéspedes primates para que se produzca una concordancia total con el cladograma de los virus. Este número relativamente bajo de duplicaciones indicaría un aparente patrón de coevolución entre virus y primates, lo cual apoyaría la hipótesis de la antigüedad del HIV. Si las especulaciones anteriores fueran ciertas, los virus de la inmunodeficiencia habrían acompañado a los seres humanos y a otros primates durante parte de su evolución, y sólo recientemente el HIV- l habría aumentado su virulencia e inducido la pandemia que nos aflige. Existen argumentos adicionales que refuerzan esta hipótesis. Por ejemplo, se conoce la existencia de varias personas que hace diez años fueron infectadas con HIV- I proveniente de la misma fuente y que aún no muestran síntomas de sida; la razón podría ser que la cepa de HIV- I que los infectó sería una especie de fósil viviente, con un estado primitivo de virulencia. La benignidad relativa del HIV-2 es también argumento a favor de la antigua relación del ser humano con el HIV: restringida al Africa occidental, zona que no ha sufrido las guerras, sequías y urbanización comunes en el Africa central, esa cepa habría igualmente escapado al aumento de la virulencia que tuvo el HIV- I y se hallaría adaptada a una baja velocidad de transmisión. Notablemente, en ciertas ciudades grandes, como Abidján, en la Costa de Marfil, el HIV-2 puede ser virulento y causar sida de una manera muy similar al HIV- I. Si bien los datos expuestos en este trabajo parecen sustentar la hipótesis de la antigüedad del virus, aún quedan muchas incógnitas por despejar; lo cual hace imposible, por el momento, decidir a ciencia cierta cuál de las dos teorías expuestas al principio es la más aceptable. A propósito de la hipótesis presentada en este artículo, se ha sugerido que si se lograra algún éxito mediante medidas preventivas, no sólo disminuiría la difusión del virus sino que, a la vez, se podría llegar a volverlo a su condición primitiva más benigna. Esperamos que el esclarecimiento de la historia evolutiva del HIV y sus huéspedes ayude a comprender el origen, desarrollo y prevención de la enfermedad y sea una contribución para definir la manera de combatirla.

LECTURAS SUGERIDAS

DOOLITTLE, R.F., 1989, The simian-human connection', Nature, 339:338-339.

MINDELL D.P., SCHULTZ, J.W & EWALD, P.W., 1995, 'The AIDS pandemic is new, but is HIV new?’, Systematic Biology, 44:77-92

FIG, 3.
CLADOGRAMA RECONCILIADO PARA EXPLICAR LA COEVOLUCION DE VIRUS Y PRIMATES, OBTENIDO MEDIANTE LA DUPLICACION DE PARTES DEL CLADOGRAMA DE LOS PRIMATES PARA QUE RESULTE COMPATIBLE CON EL DE LOS VIRUS. PARA FACILITAR LA COMPRENSION DE LA FIGURA, SE HAN OMITIDO LOS NOMBRES DE PRIMATES Y DE CEPAS VIRALES Y SE LOS HA REEMPLAZADO POR LAS LETRAS USADAS EN LAS FIGURAS 1 y 2. LOS CIRCULOS BLANCOS SEÑALAN LAS DUPLICACIONES NECESARIAS PARA OBTENER EL CLADOGRAMA RECONCILIADO.