Parásitos extremos (2): La oruga derretida

Las larvas de la polilla gitana (Lymantria dispar) llevan una vida tranquila. Durante el día, descansan en las grietas de la corteza de los árboles o enterradas en el suelo para evitar ser capturadas por sus depredadores. En las noches, salen de sus escondites y se alimentan de hojas hasta minutos antes del amanecer. Luego de 40 días se convierten en pupas y un par de semanas después emergen como polillas adultas. Se aparean y ponen cientos de huevecillos que reinician el ciclo nuevamente.

Oruga de la polilla gitana. Fuente: Wikimedia Commons

Todo parece ser color de rosas en el ciclo de vida de esta polilla. Pero, no es así…

Una mañana aparece una oruga colgada boca abajo desde la hoja más alta de una planta. Parece muerta. De pronto, empieza a estirarse y derretirse como si fuera una bolsa de plástico puesta cerca del fuego. La oruga literalmente gotea sobre las hojas que se encuentran debajo. Es una escena es macabra. Pero ninguna oruga presencia este acontecimiento debido a que es de día y están escondidas.

En la noche, las orugas vuelven a salir de sus escondites y, sin darse cuenta, se alimentan de las hojas sobre las cuales gotearon los restos de tejido de la desafortunada víctima. ¡Qué tontas! No se dan cuenta de lo que acaban de hacer…

Un par de días después, una de las orugas que se alimentó de las hojas contaminadas muestra un comportamiento extraño. Mientras todas se escondían al llegar el alba, ésta oruga caminaba como un zombi hacia la hoja más alta de la planta. Se veía más grande de lo normal. No había mudado. Entonces, se coloca boca abajo y la horrible escena se repite.

Oruga afectada por un baculovirus. Crédito: Michael Grove/Science/AAAS

¿Qué les ocurre a las orugas para comportarse de esa manera? ¿Por qué se disuelven desde adentro?

Los primeros estudios de esta extraña enfermedad se remontan a mediados del siglo XIX cuando los productores de seda veían como sus orugas morían de esta trágica manera. Al analizarlas bajo el microscopio de luz se observó unas estructuras poliédricas dentro de ellas por lo que le dieron el nombre de “poliedrosis”. Fue recién en la década de 1940 cuando se determinó que era un virus el causante de esta enfermedad y 35 años después se le dio el nombre de baculovirus debido a su forma de bastón que en latín se dice baculum [Más información al respecto en este libro].

El baculovirus se puede encontrar de dos formas: los viriones brotados (BV) responsables de la transmisión de célula a célula y los viriones ocluidos (OV) que se agregan en una cápsula de una proteína llamada poliedrina que se cristaliza y forma los cuerpos de oclusión poliédricos. Fuente: Wikimedia Commons.

Ahora sabemos el mecanismo exacto de cómo actúa este virus gracias a un estudio realizado en el 2011 por investigadores de la Pennsylvania State University.

Normalmente, la alimentación de las orugas se detiene cuando van a mudar de piel, pero cuando están infectadas por un baculovirus, no lo hacen. Siguen alimentándose y se hacen cada vez más grandes.

Lo que hace este virus es producir una enzima llamada EGT (ecdisteroide UDP-glucosiltransferasa) que se encarga de degradar la hormona 20-hidroxiecdisona, responsable de activar la muda en las orugas. Y no solo eso, la EGT junto a la proteína tirosin-fosfatasa (PTP) son responsables del cambio de comportamiento de las orugas, provocando que estas migren hacia la parte superior de las plantas durante el día.

Un experimento demostró que si se inactiva la enzima EGT (derecha), la oruga no migra a la parte superior de las plantas. Fuente: PLOS Pathogens.

Lo más fascinante de este descubrimiento es que los genes que codifican tanto la EGT como la PTP tienen su origen en los mismos lepidópteros (familia a la que pertenecen las polillas y mariposas). Esto quiere decir que los baculovirus tomaron “prestados” los genes de los ancestros de las polillas para poder controlar el comportamiento de sus orugas y usarlas para su propio beneficio.

Pero aún falta la estocada final. Una vez que la oruga alcanza la hoja más alta, el baculovirus activa unas enzimas llamadas proteasas y quitinasas que, como su nombre lo indica, se encargan de degradar diversas proteínas y la quitina que conforman las estructuras vitales de los insectos. Esto provoca que la oruga se disuelva desde adentro.

Cada gota que cae puede contener más de 10 millones de partículas virales —dentro de los cuerpos de oclusión poliédricos— listas para infectar a un nuevo hospedero.

Actualmente, los baculovirus son usados en el control biológico de ciertas plagas (orugas que se alimentan de las hojas de ciertos cultivos) y la industria farmacéutica está investigando su potencial para el desarrollo de vacunas.

Es realmente increíble como un organismo tan simple como un virus (que no son considerados seres vivos por parte de la comunidad científica) puede alcanzar tal grado de sofisticación al momento de infectar. Este es un claro ejemplo del concepto de fenotipo extendido propuesto por el biólogo evolucionista Richard Dawkins: el comportamiento de la oruga es el producto de la expresión de los genes del virus. Los genes actúan más allá del organismo que lo posee y alteran el entorno que los rodea.

Referencias:

Hoover K, et al (2011) A Gene for an Extended Phenotype. Science 333 (6048): 1401-1401 doi: 10.1126/science.1209199

Clem RJ, Passarelli AL (2013) Baculoviruses: Sophisticated Pathogens of Insects. PLoS Pathog 9(11): e1003729. doi: 10.1371/journal.ppat.1003729

Lee la primera entrega de parásitos extremos: Las hormiga zombi.