Revivieron un virus "zombie" que pasó 48.500 años congelado en permafrost

Las temperaturas más cálidas en el Ártico han llevado al derretimiento del permafrost de la región —una capa congelada de suelo bajo tierra— y potencialmente removido virus que, después de permanecer inactivos durante decenas de miles de años, podrían poner en peligro la salud de animales y humanos.

Aunque la posibilidad de una pandemia a raíz de una enfermedad de hace siglos parece la trama de una película de ciencia ficción, científicos advierten que los riesgos, si bien son bajos, se subestiman. Los desechos químicos y radiactivos que se remontan a la Guerra Fría, con potencial para dañar la vida silvestre y alterar los ecosistemas, también pueden liberarse durante los deshielos.

“Están sucediendo muchas cosas con el permafrost que preocupan, y esto demuestra por qué es muy importante que mantengamos la mayor cantidad posible de permafrost congelado”, señaló Kimberley Miner, científica climática del Laboratorio de Propulsión a a Reacción de la NASA, en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena.

El permafrost cubre una quinta parte del hemisferio norte y ha sustentado la tundra ártica y los bosques boreales de Alaska, Canadá y Rusia durante milenios. Sirve como una especie de cápsula del tiempo que conserva, además de virus antiguos, los restos momificados de varios animales extintos que los científicos han podido desenterrar y estudiar en los últimos años, incluidos dos cachorros de león cavernario y un rinoceronte lanudo.

La razón por la que el permafrost es un buen medio de conservación no solo se debe al frío; sino que además es un ambiente libre de oxígeno en el que no penetra la luz. Pero las temperaturas actuales del Ártico se calientan hasta cuatro veces más rápido que el resto del planeta, debilitando la capa superior de permafrost en la región.

Para comprender mejor los riesgos que plantean los virus congelados, Jean-Michel Claverie, profesor emérito de medicina y genómica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Aix-Marseille en Marsella, Francia, analizó muestras de tierra tomadas del permafrost siberiano para ver si hay partículas virales que sigan siendo infecciosas. Está en busca de lo que describe como "virus zombis", y ya ha encontrado algunos.

El cazador de virus

Claverie estudia un tipo particular de virus que descubrió por primera vez en 2003. Conocidos como virus gigantes, son mucho más grandes que la variedad típica, y son visibles con un microscopio de luz normal, en lugar de un microscopio electrónico más potente, lo que los convierte en un buen modelo para este tipo de trabajo de laboratorio.

Sus esfuerzos para detectar virus congelados en el permafrost se inspiraron parcialmente en un equipo de científicos rusos que en 2012 revivió una flor silvestre a partir de un tejido de semilla de 30.000 años encontrado en la madriguera de una ardilla. (Desde entonces, los científicos también han traído a la vida con éxito a antiguos animales microscópicos).

En 2014, logró revivir un virus que él y su equipo aislaron del permafrost, volviéndolo infeccioso por primera vez en 30.000 años al insertarlo en células cultivadas. Por motivos de seguridad, eligió estudiar un virus que solo podía atacar a las amebas unicelulares, no a los animales ni a los humanos.

Repitió la hazaña en 2015, aislando un tipo de virus diferente que también atacaba a las amebas. Y en su última investigación, publicada el 18 de febrero en la revista Viruses, Claverie y su equipo aislaron varias cepas de virus antiguos de múltiples muestras de permafrost tomadas de siete lugares diferentes en Siberia y demostraron que cada uno podía infectar células de ameba cultivadas.

Esas últimas cepas representan cinco nuevas familias de virus, además de las dos que había revivido anteriormente. La más antigua tenía casi 48.500 años, según un registro hecho por radiocarbono del suelo, y provino de una muestra de tierra extraída de un lago subterráneo a 16 metros (52 pies) por debajo de la superficie. Las muestras más jóvenes, encontradas en el contenido del estómago y en la capa de los restos de un mamut lanudo, tenían 27.000 años.

Que los virus que infectan las amebas sigan siendo infecciosos después de tanto tiempo es indicativo de un problema potencialmente mayor, dijo Claverie. Teme que la gente considere su investigación como una curiosidad científica y no perciba la posibilidad de que los antiguos virus vuelvan a la vida como una grave amenaza para la salud pública.

“Vemos estos virus que infectan amebas como sustitutos de todos los demás posibles virus que podrían estar en el permafrost”, dijo Claverie. “Vemos las huellas de muchos, muchos, muchos otros virus”, agregó. “Así que sabemos que están allí. No sabemos con certeza si todavía están vivos. Pero nuestro razonamiento es que si los virus que atacan las amebas todavía están vivos, no hay razón por la que los otros virus no sigan vivos y sean capaces de infectar a sus propios anfitriones”.

Precedente de infección humana

Se han encontrado rastros de virus y bacterias que pueden infectar a los humanos conservados en el permafrost.

Una muestra de pulmón del cuerpo de una mujer exhumada en 1997 del permafrost en un pueblo de la península de Seward en Alaska contenía material genómico de la cepa de influenza responsable de la pandemia de 1918. En 2012, los científicos confirmaron que los restos momificados de 300 años de antigüedad de una mujer enterrada en Siberia contenían las marcas genéticas del virus que causa la viruela.

Un brote de ántrax en Siberia que afectó a decenas de humanos y a más de 2.000 renos entre julio y agosto de 2016 también ha sido atribuido al deshielo más profundo del permafrost durante los veranos excepcionalmente calurosos, lo que permitió que viejas esporas de Bacillus anthracis resurjan de antiguos cementerios o de cadáveres de animales.

Birgitta Evengård, profesora emérita del Departamento de Microbiología Clínica de la Universidad de Umea, en Suecia, dijo que debería haber una mejor vigilancia de los riesgo que representan los patógenos potenciales en el descongelamiento del permafrost, pero advirtió contra un enfoque alarmista.

“Debe recordar que nuestra defensa inmunológica se ha desarrollado en estrecho contacto con el entorno microbiológico”, dijo Evengård, que forma parte del Centro Nórdico de Excelencia CLINF, un grupo que investiga los efectos del cambio climático en la prevalencia de enfermedades infecciosas en humanos y animales en las regiones del norte.

“Si hay un virus escondido en el permafrost con el que no hemos estado en contacto durante miles de años, es posible que nuestra defensa inmunológica no sea suficiente”, dijo. “Es correcto tener respeto por la situación y ser proactivo y no solo reactivo. Y la forma de combatir el miedo es tener conocimientos”.

Posibilidades de contagio viral

Por supuesto, en el mundo real, los científicos no saben cuánto tiempo estos virus podrían permanecer infecciosos una vez expuestos a las condiciones actuales, o qué probabilidades hay de que el virus encuentre un huésped adecuado. No todos los virus son patógenos que pueden causar enfermedades; algunos son benignos o incluso beneficiosos para sus anfitriones. Y aunque alberga a 3,6 millones de personas, el Ártico sigue siendo un lugar escasamente poblado, lo que hace que el riesgo de exposición humana a virus antiguos sea muy bajo.

Aún así, "el riesgo aumentará en el contexto del calentamiento global", dijo Claverie, "en el que el deshielo del permafrost seguirá acelerándose y más personas poblarán el Ártico a raíz de las empresas industriales".

Y Claverie no es el único que advierte que la región podría convertirse en un terreno fértil para un evento indirecto, provocado cuando un virus salta a un nuevo huésped y comienza a propagarse.

El año pasado, un equipo de científicos publicó una investigación sobre muestras de suelo y sedimentos lacustres tomadas del lago Hazen, un lago de agua dulce en Canadá ubicado dentro del círculo polar ártico. Secuenciaron el material genético en el sedimento para identificar marcas virales y los genomas de huéspedes potenciales (plantas y animales) en el área.

Usando un análisis de modelo de computadora, sugirieron que el riesgo de que los virus se propaguen a nuevos huéspedes era mayor en lugares cercanos a las zonas en las que grandes cantidades de agua de deshielo glacial fluían hacia el lago, un escenario que se vuelve más probable a medida que el clima se calienta.

Consecuencias desconocidas

La identificación de virus y otros peligros contenidos en el permafrost derretido es el primer paso para comprender qué riesgo representan para el Ártico, dijo Miner en el Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA. Otros desafíos incluyen cuantificar dónde, cuándo, qué tan rápido y qué tan profundo se descongelará el permafrost.

El deshielo puede ser un proceso gradual de tan solo unos centímetros por década, pero también puede ocurrir más rápidamente, como en el caso de los derrumbes masivos de tierra que pueden exponer repentinamente capas profundas y antiguas de permafrost. El proceso también libera metano y dióxido de carbono a la atmósfera, un factor que se pasa por alto y se subestima del cambio climático.

Miner catalogó una serie de peligros potenciales actualmente congelados en el permafrost del Ártico en un artículo de 2021 publicado en la revista científica Nature Climate Change.

Esos posibles peligros incluían desechos enterrados de la extracción de metales pesados y productos químicos como el pesticida DDT, que fue prohibido a principios de la década de 2000. Rusia y Estados Unidos también han vertido material radiactivo en el Ártico desde el comienzo de las pruebas nucleares en la década de 1950. “El deshielo abrupto expone rápidamente los viejos horizontes de permafrost, liberando compuestos y microorganismos secuestrados en capas más profundas”, señalaron Miner y otros investigadores en el artículo de 2021.

En el trabajo de investigación, Miner calificó la infección directa de humanos con patógenos antiguos liberados del permafrost como “actualmente improbable”. Sin embargo, Miner dijo que está preocupada por lo que denominó “microorganismos de Matusalén” (llamado así por la figura bíblica con la vida más larga). Estos son organismos que podrían traer la dinámica de ecosistemas antiguos y extintos al Ártico actual, con consecuencias desconocidas.

El resurgimiento de microorganismos antiguos tiene el potencial de cambiar la composición del suelo y el crecimiento vegetativo, posiblemente acelerando aún más los efectos del cambio climático, dijo Miner. “Realmente no tenemos claro cómo van a interactuar estos microbios con el entorno moderno”, dijo. “No es un experimento que creo que ninguno de nosotros quiera realizar”.

El mejor curso de acción, dijo Miner, es tratar de detener el deshielo y la crisis climática más a gran escala, y mantener estos peligros sepultados en el permafrost para siempre.