Murciélagos, características y rol en el ecosistema:

El murciélago es el único mamífero con vuelo activo y solo comparte esta capacidad junto con las aves y los prehistóricos Pterosaurios. Los murciélagos son el segundo orden más grande de mamíferos sobre la tierra y comprenden alrededor del 20 % de todas las especies de mamíferos clasificadas en todo el mundo, con alrededor de 1 400 especies descritas.² Se encuentran distribuidos en el planeta a excepción de las regiones muy frías y cumplen funciones importantes en los ecosistemas que habitan. De este modo, algunos se destacan por ser polinizadores nocturnos,³ otros son frugívoros como las especies Artibeus phaeotis y Uroderma convexum que pertenecen a la familia Phyllostomidae y que ayudan a la dispersión de semillas en bosques neotropicales.⁴ Incluso en algunos ecosistemas, murciélagos de las familias Natalidae y Rhinolophidae también ayudan a controlar las poblaciones de insectos.^5,6

Es de destacar, que los murciélagos presentan un impresionante diseño para el vuelo debido en gran medida a sus potentes alas y adaptaciones fisiológicas que permiten el ahorro energético compensando así el tremendo gasto que supone el vuelo activo. Las adaptaciones que les permiten volar con eficacia incluyen brazos largos a partir de huesos similares a dedos que son delgados y livianos, pero que también son capaces de sostener y manipular las membranas de las alas. El vuelo de los murciélagos también se ve favorecido por huesos fusionados en áreas como el cráneo lo que ayuda a que el bate sea liviano. Aunque estas alas se utilizan para volar, también tienen otros usos, como formar bolsas para transportar o atrapar presas.⁷

Las características morfológicas del cuerpo del murciélago son variables debido a la gran diversidad de especies que existen. Sin embargo, hay algunas características que todos comparten, cómo tener el cuerpo cubierto por una capa de pelo muy corto que les proporciona protección, tanto en ambientes húmedos como frente a bajas temperaturas.

Casi todos los murciélagos son livianos a excepción del murciélago gigante que pesa alrededor de 10 kilos. El oído interno y la corteza auditiva del cerebro de la mayoría de los murciélagos están adaptados para comprender los sonidos en el rango ultrasónico.⁸

La mayoría de los murciélagos utilizan la ecolocalización, también llamada biosonar, para navegar y buscar comida. La excepción típica son los murciélagos frugívoros, que dependen en gran medida de la vista para orientarse. Mientras cazan insectos por la noche, los murciélagos producen una serie de sonidos agudos con la nariz o la boca. La mayoría de los humanos no pueden escuchar estos sonidos. Las ondas de sonido rebotan cuando se encuentran con un objeto o un insecto, lo que permite que el murciélago tenga la capacidad de observar mediante el sonido.⁷

En cuanto al rol que cumplen en el ecosistema, estos mamíferos son importantes debido a que participan en la polinización. Muchas especies de murciélagos son polinizadores importantes de plantas nocturnas, incluyendo ciertas frutas, cactus y orquídeas. Asimismo, existen estudios que indican que las redes de polinización de murciélagos son más especializadas durante la temporada baja de floración,⁹ lo que sugiere que no solo los murciélagos se están adaptando a la polinización de ciertas plantas en momentos en los que la disponibilidad de alimento es limitada, sino que en contraste con las abejas, que se sienten atraídas por las flores brillantes durante el día, los murciélagos representan una importante fuente de polinización nocturna y sobretodo en temporadas de baja floración.

Por otro lado, los murciélagos también son importantes controladores de plagas, ya que a pesar de que pueden ser flexibles en su dieta algunas familias (Rhinolophidae, Vespertilionidae y Molossidae) son reconocidas por alimentarse solo de insectos (incluyen los mosquitos y otros insectos dañinos para las plantas).^6,10,11

Algunas especies de murciélagos consumen frutos y dispersan las semillas a través de sus excrementos, lo que contribuye a la regeneración de la vegetación en diferentes áreas. De este modo, la dispersión de semillas también representa una importante función de estos mamíferos en el ecosistema. Incluso se ha descrito que estos mamíferos son esenciales para la recolonización de plantas en grandes áreas porque las semillas que dispersan a menudo provienen de plantas adaptadas para crecer en áreas perturbadas. Asimismo, los frutos de estos primeros colonizadores suelen ser carnosos y contienen numerosas semillas pequeñas.¹²

Por último, su diversidad biológica también juega un rol importante en el ecosistema ya que debido a que son un componente importante del mismo, proporcionan una fuente de alimento para otros depredadores y mantienen la complejidad y la resiliencia de los ecosistemas en los que viven. De modo que, dependiendo de la ubicación geográfica y la especie de murciélago algunos de los depredadores comunes pueden ser rapaces nocturnas como lechuzas, búhos y nyctea, gatos salvajes, zorros, mapaches, halcones e incluso otros murciélagos.¹³

Murciélagos que afectan la salud del ser humano:

Existen varias especies de murciélagos que pueden afectar la salud del ser humano al actuar como portadores de enfermedades infecciosas. Algunos ejemplos son el murciélago frugívoro egipcio Rousettus aegyptiacus, que ha sido identificado como un posible portador del virus del Ébola y reservorio natural del virus Marburg (Figura 1).^14,15

Ambos virus pertenecen a la familia Filoviridae, los cuales son muy contagiosos y poseen una letalidad que puede alcanzar el 90 %. Desde el descubrimiento del primer miembro de la familia Filoviridae se han informado más de 40 brotes de enfermedad, la mayoría de los cuales se han producido en África, siendo el mayor brote de enfermedad por filovirus registrado hasta la fecha el producido por el virus del Ébola entre los años 2013-2016, que comenzó en África Occidental y luego se propagó a otras partes del mundo.¹⁶

El murciélago de la fruta de la India Pteropus giganteus, ha sido asociado con la transmisión del virus de la Nipah, que ha ocasionado brotes en India y Malasia.¹⁷ Además, se ha identificado que los murciélagos de la fruta de las Filipinas Pteropus vampyrus y Pteropus poliocephalus, son portadores del virus de la Hendra, el cual ha causado enfermedades graves en humanos y animales en Indonesia y Australia.^18,19

Tanto Nipah como Hendra son virus producidas por miembros de la familia Paramyxoviridae y son reconocidos por causar enfermedades graves en los seres humanos. Los signos clínicos oscilan entre una infección asintomática, pseudogripal, hasta una neumonía o encefalitis grave que provoca la muerte, con una tasa de mortalidad para el virus Hendra alrededor del 57 %²⁰ y una tasa de letalidad del 40 a 75 % para el virus Nipah.²¹ Sin embargo, es preciso indicar que para que ambos virus infecten al ser humano requieren de un animal intermediario que puede servir como un amplificador viral, siendo para el virus Nipah necesaria la infección previa en el cerdo, mientras que para el virus Hendra la infección previa en el caballo.²⁰ Por ello, ambas son consideradas enfermedades zoonóticas en las que los murciélagos representan los huéspedes naturales.

El murciélago de herradura Rhinolophus ferrumequinum, ha sido implicado como un reservorio del virus que causó el síndrome respiratorio agudo grave (SARS) en 2002 y 2003.²² Este murciélago está distribuido en Europa desde Gran Bretaña a Grecia y por todo el sur de la región Paleártica, desde la península ibérica y Marruecos hasta Japón.

Aunque se sospechó en un inicio que la transmisión del primer SARS-CoV pudo haberse dado por la persistencia del virus en heces de estos murciélagos, estudios han revelado que la transmisión a los carnívoros puede haber ocurrido a través del comportamiento de depredación.²² También se han descrito coronavirus similares al SARS que circulan en los murciélagos de herradura en regiones del sur de Rusia, evidencia de eventos de recombinación en la historia evolutiva que involucran la adquisición de las proteínas estructurales S, E y M, así como genes ORF3, ORF6, ORF7a y ORF7b.²³

Los murciélagos del género Rhinolophus también se han identificado como huéspedes naturales del virus que causa el síndrome respiratorio de oriente medio (MERS-CoV), si bien la mayoría de personas afectadas por este virus han tenido algún tipo de contacto con dromedarios, se cree que los murciélagos son los huéspedes iniciales del virus.²⁴ Incluso en la actualidad se han encontrado virus relacionados con MERS-CoV en murciélagos que utilizan ACE2 como receptor de entrada, lo que subraya una promiscuidad en el uso de receptores y una posible amenaza zoonótica.²⁵

Por su parte, el coronavirus pandémico SARS-CoV-2 también está relacionado en cierta forma con los murciélagos ya que desde su aparición, se han estudiado numerosas especies animales para identificar posibles reservorios y huéspedes intermedios del virus, entre ellas una gran diversidad de murciélagos insectívoros del género Rhinolophus. De este modo, se han identificado virus muy relacionados en las especies: R. shameli, R. pusillus, R. malayanus, R. acuminatus y R. cornutus. Aunque a la fecha el genoma más relacionado al SARS-CoV-2 ha sido identificado en la especie R. affinis, que alberga al coronavirus RaTG13.²⁶

Por último, la rabia es una enfermedad mortal, pero prevenible, que en los seres humanos es transmitida por perros domésticos en el 99 % de los casos (rabia urbana), siendo excepcional la transmisión directa a través de murciélagos, ya que esta última es dependiente de factores como: la región geográfica, prevalencia de animales infectados, nivel de vacunación en zonas endémicas, entre otros. No obstante, la enfermedad afecta a animales domésticos y salvajes y se propaga por la saliva cuando un animal infectado muerde a otro y con menor frecuencia, cuando un animal o persona están en contacto con saliva infectada o tejidos neurológicos, a través de las membranas mucosas o heridas de la piel.²⁷

En murciélagos, es un problema de gran magnitud, ya que es una enfermedad que puede presentarse tanto en especies hematófagas como en las no hematófagas. De este modo, se han registrado casos de rabia en varias especies de insectívoros, frugívoros, omnívoros e ictiófagos.²⁸ Las especies de murciélagos que pueden ser portadoras del virus de la rabia, incluyen el murciélago de cola libre Tadarida brasiliensis, el cual representa el reservorio más importante de la rabia en los centros urbanos y rurales de Chile,²⁹ el murciélago común Myotis lucifugus³⁰ y la especie de amplia distribución neotropical Desmodus rotundus,³¹ la cual es la más común y abundante de los murciélagos hematófagos que son observados solo en América Latina.

De este modo, existe una gran variedad de agentes virales que pueden estar presentes en murciélagos y que afectan a la salud del ser humano. De hecho, no son solo los virus los que pueden causar enfermedad por medio de murciélagos, ya que son de especial atención las infecciones producidas por bacterias como Leptospira spp³² y hongos como Histoplasma.³³ Sin embargo, debido a su reconocida capacidad de albergar una gran variedad de virus y a que alguno de ellos posee alta mortalidad y potencial pandémico, es que el enfoque de salud en el ser humano se circunscribe principalmente a ellos. Por este motivo, también se suele asociar a cada familia de murciélagos con virus que pueden estar implicados en la transmisión de una determinada enfermedad. Como resultado, en la actualidad los murciélagos se clasificaron en dos grandes grupos: Yinpterochiroptera (que incluye a zorros voladores y murciélagos de herradura) y Yangochiroptera (el resto de los pequeños murciélagos microquirópteros),³⁴ dentro de los cuales los virus son huéspedes muy comunes.

Los murciélagos son mamíferos pertenecientes al orden Chiroptera, el cual se divide en dos subórdenes: Yinpterochiroptera, que incluye a los murciélagos de herradura y zorros voladores y Yangochiroptera, que agrupa a la mayoría de los murciélagos microquirópteros. Ambos subórdenes incluyen familias que han sido implicadas en la transmisión de virus que afectan a los humanos. La figura ha sido adaptada y modificada de acuerdo a la referencia.³⁵

Murciélagos como incubadoras óptimas para la propagación de virus:

Los brotes de mayor impacto para la salud pública a lo largo de la historia del siglo 20 han sido causados por el virus de la influenza.³⁶ Sin embargo, familias virales como filoviridae y coronaviridae han tomado un papel más protagónico en el siglo 21 y son cada vez más frecuentes los reportes que asocian su causalidad en brotes y epidemias. Ambas familias poseen como reservorio natural a los murciélagos, los cuales son reconocidos como anfitriones no solo de estos sino también de una amplia diversidad de virus.

La capacidad de propagación viral atribuida a los murciélagos se sustenta en que estos poseen un sistema inmunológico único que les permite mantener una alta carga viral sin mostrar signos de enfermedad grave. Este fenómeno les permite actuar como reservorios de virus en la naturaleza sin sufrir mortalidad adicional. Además, debido a que son móviles, pueden diseminar los virus que portan a diferentes regiones geográficas y especies animales. A esto se suma que sus hábitos alimenticios variados les permiten consumir diferentes tipos de alimentos, lo que les da la oportunidad de entrar en contacto con una amplia gama de patógenos.

Existen algunos mecanismos que propician que los murciélagos sean incubadoras óptimas para los virus emergentes. Uno de ellos, es la limitación de sus reacciones inmunitarias antivirales, debido a que la evolución del vuelo haya seleccionado un conjunto único de respuestas inmunes antivirales que controlan la propagación de virus, limitando las respuestas inflamatorias autodestructivas. De esta manera, se han descubierto varias adaptaciones en células de murciélago que permiten respuestas inmunitarias antivirales sólidas contra virus de ARN mientras que la respuesta inmunitaria contra los virus de ADN se ha atenuado.³⁷

Las respuestas inmunes innatas utilizan los receptores Toll-like receptor (TLR por sus siglas en inglés) que son un tipo de PRR (patrón de reconocimiento de receptor) que se han conservado de forma evolutiva en todo el reino animal y son importantes para la detección de ARN viral en células humanas. En cuanto a los murciélagos, el interés se ha enfocado en los TLR que son importantes para la defensa inmune contra patógenos. De este modo, se han analizado secuencias de TLR3, TLR7, TLR8 y TLR9 en especies de murciélagos y se encontró que ciertos sublinajes evolucionaron bajo selección positiva para TLR7, TLR8 y TLR9. Los sitios seleccionados de forma positiva se encontraron en el dominio de repetición rica en leucina (LRR), lo que sugiere que juegan un papel importante en el reconocimiento de patógenos. Es sorprendente, como el TLR3 evolucionó bajo selección negativa. Estos resultados sugieren que la selección positiva para TLR7, TLR8 y TLR9 podría contribuir a la adaptación de la interacción patógeno-huésped en murciélagos, especialmente en el TLR9 de murciélagos.³⁸

Por otro lado, los sensores de ARN citosólico como RIG-I y MDA5, que detectan ARN exógeno en células humanas, también se han detectado en la mayoría de los genomas o transcriptomas de murciélagos estudiados. Los murciélagos han desarrollado nuevos mecanismos para limitar las respuestas proinflamatorias inducidas por virus mientras mantienen las respuestas de IFN tipo I para limitar la propagación del virus. En general, la comprensión de cómo los murciélagos limitan los procesos proinflamatorios inducidos por virus, puede permitir a los investigadores adaptar estas estrategias para contrarrestar la inflamación en humanos.

Durante la infección viral en murciélagos, diversos genes de su sistema inmunológico, como RIG-I, MDA5, IFNα y la familia IRF, se expresan en altos niveles, lo que permite que los virus sean reconocidos y eliminados muy rápido una vez que infectan a los murciélagos. No obstante, una respuesta inmunitaria intensa y rápida puede dañar los tejidos y órganos del huésped, causando una tormenta de citocinas que puede resultar en la muerte. Por lo tanto, los murciélagos han evolucionado para activar genes de inflamación o IFN que han perdido o alterado su función para evitar esta consecuencia grave.

Esto explica por qué los murciélagos son huéspedes asintomáticos del virus. Aunque el MDA5 de murciélago puede detectar la invasión del virus y activar el IFNβ, esta activación es leve, lo que ayuda a explicar por qué los murciélagos pueden ser infectados por cientos de virus sin desarrollar enfermedades.³⁹

La señalización de interferón (IFN) en células humanas y de murciélagos induce la expresión de genes antivirales llamados ISG, que pueden ser específicos de cada especie. La expresión de ISG se correlaciona con un estado antiviral en células vecinas e infectadas. En células de murciélago, el número exacto de ISG aún no se ha establecido, pero se sabe que son diferentes a los de las células humanas y pueden ser específicos de cada especie. Además, las células de murciélago tratadas con IFN muestran una rápida inducción y disminución subsiguiente de los transcritos ISG, lo que sugiere un control más rápido de la replicación viral y una toxicidad celular reducida en comparación con las células humanas. La expresión de ISG también puede regularse al alza en respuesta a infecciones virales en células de murciélago, lo que sugiere que juegan un papel importante en la limitación de la propagación del virus.³⁷

En el año 2016 se reveló que la familia de genes PYHIN, los cuales son sensores de ADN capaces de reconocer ADN extraño, estaban ausentes en dos especies de murciélagos (Pteropus alecto y Myotis davidii).⁴⁰ Esta familia aparte de ser importantes sensores inmunitarios del ADN intracelular propio y extraño son activadores de las vías del inflamasoma o del interferón. De este modo, se ha planteado la hipótesis de que la ausencia de la familia PYHIN puede permitir que los murciélagos limiten la activación de la respuesta inmune innata al ADN propio dañado generado por la infección viral de ARN, evitando así una inflamación excesiva.^40,41 Aparte que la eliminación de los sensores de ADN del inflamasoma puede indicar una importante adaptación inducida por el vuelo y relacionada, al menos en parte, con la coexistencia del patógeno y el huésped.⁴⁰

De acuerdo con lo expuesto, es comprensible que los murciélagos sean incubadoras óptimas para la propagación de virus. Ya que la respuesta inflamatoria en los murciélagos contribuye a la persistencia relativamente larga de los virus, lo que da por ejemplo a los coronavirus emergentes más tiempo y espacio para obtener mutaciones para transmisiones entre especies.³⁷ Además de la respuesta inmunitaria antiviral única de los murciélagos, la capacidad de volar también contribuye al desarrollo de nuevos virus emergentes. De este modo, las especies reactivas de oxígeno, formadas como resultado del metabolismo activo durante el vuelo de estos mamíferos, dañan el ADN celular y las enzimas involucradas en la replicación viral, como la ARN polimerasa dependiente de ARN de los coronavirus.⁴²

La respuesta inflamatoria en los murciélagos contribuye a la persistencia larga de los virus, lo que da por ejemplo a los coronavirus emergentes más tiempo y espacio para obtener mutaciones para transmisiones entre especies.³⁷ Además de la respuesta inmunitaria antiviral única de los murciélagos, la capacidad de volar también contribuye al desarrollo de nuevos virus emergentes. De este modo, las especies reactivas de oxígeno, formadas como resultado del metabolismo activo durante el vuelo de estos mamíferos, dañan el ADN celular y las enzimas involucradas en la replicación viral, como la ARN polimerasa dependiente de ARN de los coronavirus.⁴²

Por último, se han revelado propiedades pro-mutagénicas de las bacterias productoras de ácido láctico dentro de la microbiota intestinal de los murciélagos, que también pueden promover mutaciones en los virus de estos animales. Esta actividad pro-mutagénica se determinó cuando la expresión de recA (enzima asociada a la recombinación genética) aumentó con la aparición de roturas de doble cadena en el ADN celular, mientras que un aumento de la expresión de katG (una enzima que funciona como catalasa y peroxidasa) en presencia de radicales hidroxilo indicó actividad antioxidante.⁴³ De este modo, se propone la participación potencial de la microbiota intestinal de los murciélagos en la respuesta antiviral y abre nuevas fronteras en la prevención de enfermedades emergentes que se originan en estos mamíferos.

Estrategias actuales y futuras para prevenir la transmisión de enfermedades de los murciélagos a los humanos:

La prevención de la transmisión de enfermedades de los murciélagos a los humanos es una prioridad importante para la salud pública. Algunas de las estrategias involucran la investigación y vigilancia activa de las poblaciones de murciélagos para detectar la presencia de virus y otros patógenos que es esencial para prevenir la transmisión de enfermedades. Los programas de investigación y vigilancia permiten detectar patógenos emergentes y monitorear la distribución y prevalencia de enfermedades de los murciélagos. Además, gracias a los estudios de vigilancia genómica en murciélagos se han logrado identificar cepas de coronavirus en murciélagos como las denominadas LYRa11 y LYRa3 que estaban relacionadas con el virus que causa el SARS en humanos.⁴⁴

Asimismo, este tipo de estudios han permitido conocer que tanto el SARS-CoV como el SARS-CoV-2 evolucionaron a través de mutaciones, posiblemente involucrando una recombinación homóloga, durante el paso por al menos un huésped intermedio: civetas o mustélidos para el SARS-CoV y una especie de pangolín para el SARS-CoV-2. De esta manera, el virus progenitor presente en una especie de murciélago de herradura obtuvo adaptaciones genéticas para permitir la infección y la transmisión entre seres humanos.⁴⁵

Pero la vigilancia de estos mamíferos no solo es importante por el grupo de agentes infecciosos que albergan, sino que, como ya se mencionó con aterioridad poseen una importancia crucial en el mantenimiento de los ecosistemas, lo que sustenta el interés de preservar su diversidad y número. Ante ello, en la actualidad existen propuestas para cartografiar los movimientos de estos mamíferos que se ven amenazados por la construcción de parques eólicos por toda Europa, ya que pueden provocar colisiones entre murciélagos, tanto entre animales locales como migratorios.⁴⁶ Además, en la actualidad también existen modelos computacionales para identificar y proteger rutas migratorias y dormideros críticos ya que este conocimiento es fundamental frente a las crecientes amenazas del cambio climático y las turbinas eólicas que podrían disminuir la supervivencia migratoria.⁴⁷

Por otro lado, es importante realizar labores en educación pública, la vigilancia de enfermedades, la gestión de hábitats y el control de poblaciones de murciélagos, ya que las actividades de monitoreo y vigilancia permiten la detección temprana de brotes y es esencial para implementar medidas de control adecuadas. Mientras que la educación y sensibilización de la población sobre las enfermedades transmitidas por murciélagos y cómo prevenirlas es esencial para proteger la salud pública. Sin embargo, es importante que estas actividades cuenten con colaboración intersectorial, que incluyan: la salud pública, la agricultura, la gestión ambiental y la educación.

Por último, la investigación y desarrollo de vacunas contra enfermedades transmitidas por murciélagos es una parte importante de la prevención y el control de estas enfermedades. Junto a todas estas estrategias, son necesarios más estudios para investigar el reservorio de diversos virus como los coronavirus en murciélagos y otros animales y poder predecir una posible próxima pandemia.