Virus, viroides y priones

Expón tres razones por las que los virus no se consideran seres vivos según los criterios clásicos (organización celular, metabolismo y reproducción) y una razón por la que el debate sigue abierto.

Describe la estructura básica de un virus (genoma, cápsida y, en algunos, envoltura) y explica la diferencia entre un virus desnudo y un virus envuelto, con un ejemplo de cada uno.

Explica qué es la especificidad de hospedador de un virus (¿por qué el virus del mosaico del tabaco no nos infecta?) y qué barreras debe superar un virus para infectar a una especie distinta (receptores, maquinaria celular).

Observa la estructura del virus de la imagen. a) Explica la función de las estructuras 1, 2 y 4 durante la infección de una célula. b) Razona por qué la estructura 3 hace a este tipo de virus especialmente sensible al jabón y a las soluciones alcohólicas. c) ¿Se puede saber solo con la imagen si su genoma es ADN o ARN? Justifica tu respuesta.

Explica qué es un bacteriófago, describe su estructura (cabeza con el genoma, cola y fibras de fijación) e indica cuál es su «presa» y por qué cada fago infecta solo a ciertas bacterias.

Describe el ciclo lítico y el ciclo lisogénico de un bacteriófago, indicando en qué se diferencian y qué consecuencia tiene para la bacteria que el fago entre en latencia.

Ordena y describe las fases del ciclo de replicación de un virus (adsorción, penetración, replicación y síntesis, ensamblaje, liberación), e indica en qué pasos pueden actuar los fármacos antivirales (bloqueo de la entrada, inhibición de la polimerasa o de la proteasa).

¿Qué son los viroides y qué son los priones? Indica a qué organismos infectan los primeros y cita una enfermedad humana o animal causada por priones.

Un equipo de investigación intenta determinar la naturaleza del agente infeccioso causante de una nueva encefalopatía espongiforme. Para ello, somete muestras de tejido cerebral infeccioso a distintos tratamientos antes de inocularlas en ratones sanos de laboratorio:

• Tratamiento 1: Digestión exhaustiva con DNAsas y RNAsas $\rightarrow$ El $100\,\%$ de los ratones enferma.

• Tratamiento 2: Irradiación ultravioleta a dosis letales para ácidos nucleicos $\rightarrow$ El $100\,\%$ de los ratones enferma.

• Tratamiento 3: Autoclave a $121\text{ }^\circ\text{C}$ durante $20\text{ minutos}$ $\rightarrow$ El $100\,\%$ de los ratones enferma.

• Tratamiento 4: Ebullición prolongada en hidróxido sódico ($1\text{ M}$) o digestión con proteasas enérgicas $\rightarrow$ Ningún ratón enferma.

• Tratamiento 5: Se inocula la muestra infecciosa intacta en ratones Knock-Out a los que se ha suprimido el gen $PRNP$ (no expresan la proteína celular normal $\text{PrP}^\text{C}$) $\rightarrow$ Ningún ratón desarrolla la enfermedad ni multiplica el agente patógeno.

1. a) Interpreta los resultados de los tratamientos 1, 2 y 4: deduce la naturaleza bioquímica del agente patógeno y justifica por qué su descubrimiento supuso una aparente violación del dogma central de la biología molecular.
2. b) Explica a nivel estructural (conformación secundaria y agregación) por qué el tratamiento 3 fracasó pero el tratamiento 4 logró neutralizar la infectividad.
3. c) Deduce a partir del tratamiento 5 el mecanismo por el cual este patógeno logra «replicarse» en un hospedador sano y explica por qué los ratones sin el gen $PRNP$ resultan inmunes.

El virus del papiloma humano (VPH) puede causar cáncer de cuello de útero y otros tumores. Explica cómo un virus puede favorecer el cáncer (alteración del control del ciclo celular por sus proteínas), por qué tarda años en aparecer y por qué la vacunación de adolescentes —varones y mujeres— es una vacuna contra el cáncer.

El VIH infecta a los linfocitos T CD4. Explica por qué la destrucción de esas células desorganiza todo el sistema inmunitario, qué es el sida (la fase final sin tratamiento) y por qué los antirretrovirales convierten la infección en una enfermedad crónica controlada pero no la curan (reservorios de virus latente).

Nombra tres vías de transmisión de virus (respiratoria, fecal-oral, sexual o sanguínea, por vectores como zancudos) con un ejemplo de enfermedad para cada una, e indica una medida de prevención específica de cada vía.

El enfoque «una sola salud» (one health) entiende la salud humana, la de los animales y la del medioambiente como un único sistema conectado. Explícalo a partir de las zoonosis víricas: pon dos ejemplos (rabia, gripe aviar o COVID-19) y razona cómo la deforestación, la ganadería intensiva y el comercio de fauna favorecen que un virus salte de una especie animal al ser humano.

En una región de selva tropical se talan $60,000\text{ hectáreas}$ de bosque primario para implantar monocultivos y explotaciones porcinas intensivas. Dos años después, se registra un brote de síndrome respiratorio agudo y encefalitis en trabajadores de las granjas, causado por un virus ARN nuevo emparentado con patógenos de quirópteros.

1. a) Formula una hipótesis ecológica que describa la cadena de transmisión del salto zoonótico (spillover), explicando el papel de la perturbación del ecosistema, el murciélago como reservorio silvestre y el ganado porcino como hospedador amplificador.
2. b) El muestreo biológico revela que en los fragmentos de bosque degradado la riqueza de especies de quirópteros ha descendido un $65\,\%$, pero la densidad de una especie oportunista reservorio del virus se ha triplicado. Relaciona este patrón con el concepto ecológico del «efecto de dilución» y argumenta por qué la pérdida de biodiversidad incrementa el riesgo de zoonosis.
3. c) Desde el enfoque multidisciplinar One Health («Una sola salud»), diseña dos medidas de prevención aplicables sobre el medio ambiente o la gestión agropecuaria que eviten futuros eventos de emergencia vírica en la zona.

¿Qué es una vacuna y cómo «entrena» al sistema inmunitario sin provocar la enfermedad? Cita dos tipos de vacunas (atenuadas, inactivadas, de subunidades, de ARN mensajero) y explica en qué se diferencian.

Las vacunas de ARN mensajero se estrenaron masivamente con la COVID-19. Explica cómo funcionan (instrucción temporal para que nuestras células fabriquen el antígeno), qué ventaja de rapidez de diseño ofrecen y por qué es falso que puedan modificar nuestro ADN (¿dónde actúa el ARNm y qué vida media tiene?).

Formas parte de un panel epidemiológico que debe evaluar la viabilidad biológica de erradicar tres patógenos víricos:

• Virus A (Virus de la rabia): Virus de ARN; letalidad cercana al $100\,\%$; infecta a múltiples mamíferos silvestres (murciélagos, zorros) y domésticos; existe una vacuna inactivada altamente eficaz.

• Virus B (Poliovirus tipo 1): Virus de ARN; reservorio exclusivamente humano; entre el $90\,\%$ y el $95\,\%$ de los infectados son completamente asintomáticos pero excretan partículas víricas viables en heces durante semanas; existe vacuna oral e inactivada eficaz.

• Virus C (Virus del sarampión): Virus de ARN; reservorio exclusivamente humano; prácticamente el $100\,\%$ de los infectados desarrolla clínica florida característica (fiebre, exantema) sin casos asintomáticos que transmitan; $R_0 \approx 12\text{-}18$; existe vacuna atenuada eficaz.

1. a) Basándote en el concepto de reservorio natural, justifica por qué el Virus A no es biológicamente erradicable a escala global, a diferencia de lo que se logró con la viruela humana.
2. b) Compara las dificultades epidemiológicas del Virus B frente al Virus C: ¿cuál de los dos plantea un mayor obstáculo para la detección y aislamiento precoz de las cadenas de transmisión? Justifica tu respuesta.
3. c) Diseña un método de vigilancia epidemiológica no invasivo que permita detectar la circulación activa del Virus B en una ciudad sin necesidad de realizar tomas de muestras clínicas individuales a toda la población.