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viernes, 04 de julio de 2008

Reproducción del texto original enviado a el diario EL PAÍS y publicado el 11 de junio de 2008

autor: Miguel Vicente

Hace un par de años unos colegas me hicieron el favor de preguntar a médicos de hospitales si creían necesario investigar para combatir a las bacterias resistentes con nuevos antibióticos. Lo más sorprendente no es que dos tercios dijesen que no, sino que la razón esgrimida era que los antibióticos ya existentes, o una combinación de ellos, resuelven en los hospitales el 80% de las infecciones. Quedaba implícito que un 20% de los casos no se resolvían, en otras palabras que el enfermo no sobrevivía. Preguntados por si esos casos tenían algo en común la respuesta era que son enfermos con uno de tres problemas: están inmunodeprimidos, han sufrido una cirugía mayor, o son viejos.




La edad modifica el aspecto del ser humano e influye en las enfermedades que padece. Aunque al final de todo aparezca la muerte, sería bueno que se pusieran todos los medios posibles para evitarnos enfermedades. No se trata, a mi entender, de morir con dignidad sino de morir con el mínimo de sufrimiento. Hans Baldung Grien: “Las edades de la vida", o "las edades y la muerte", 1539 (óleo sobre tabla, 151 x 61 cm, Museo del Prado, Madrid).


Intento reflexionar sobre el porqué a determinados enfermos se les considera casos perdidos. ¿Se aplican criterios muy economicistas al derecho de los enfermos? Para explicarme, ¿si el enfermo con pulmonía tiene 40 años, un individuo “productivo”, hay que curarle, pero si tiene 80 no?. Seguramente si lo preguntamos así nadie admitirá que uno y otro tengan derechos diferentes, pero no considerar importante encontrar curas para uno de ellos tiene ese significado. Además es que el riesgo de contraer la pulmonía aumenta significativamente con la edad.

Tampoco es hoy frecuente que personas sanas enfermen de tuberculosis, pero la incidencia de esta enfermedad entre los enfermos de SIDA no es despreciable, y el bacilo de Koch es cada día más resistente a los antibióticos que le combaten. ¿Tienen estos enfermos menos derecho a que se trabaje para encontrar una cura para una de las enfermedades que puede llevarles a la muerte? Una vez más preguntado así nadie se atrevería a decirlo.

Y raro es quien con una vida normal pesca una infección por bacterias como, por poner un ejemplo de actualidad, Acinetobacter, u otra de las que producen enfermedades “nosocomiales”, las que ocurren en los hospitales. Pero esto sí es un riesgo para quienes han sufrido operaciones quirúrgicas de envergadura. Una vez más diríamos que estos pacientes debieran tener el mismo derecho que cualquier ciudadano a que se busquen medios para curarle. Ni el viejo ni el inmunodeprimido ni el paciente quirúrgico merecen morir con una infección por mucha edad que tengan o graves que sean sus otras enfermedades. Aunque no sea la causa fundamental de su muerte, una infección no es nada agradable de tener.

Pero estos principios elementales de ética parecen estar en segundo plano, casi diríamos escondidos por el inconsciente colectivo, cosa que contrasta con la exquisita actitud empleada para otros casos, en que no se trata ya de vivir o morir, sino de aminorar el sufrimiento que inevitablemente acompaña al dejar de existir.
No intento culpabilizar a nadie, y menos por su trabajo: los médicos tratan a los enfermos con su mejor ciencia para curarles, las farmacéuticas desarrollan las mejores medicinas que pueden y los investigadores perseguimos ideas que lleven a encontrarlas, hasta los políticos distribuyen los limitados fondos disponibles para así mejorar nuestras vidas. Nadie en sus cabales responderá afirmativamente a la pregunta inicial de este escrito, pero un conjunto de circunstancias contribuyen a que al final exista un problema, para resolverlo sepamos que existe. Si todos tenemos derecho a que se traten nuestras enfermedades, debemos demandar, desde todos los foros y a todas las instancias, que se pongan medios para conseguirlo. Urge encontrar nuevos compuestos que frenen las infecciones, en especial las causadas por microbios resistentes, y eso no es sencillo, los antibióticos fáciles de encontrar ya se llevan usando más de medio siglo. Queda una labor difícil y costosa, tanto en imaginación como en recursos, si no la hacemos seguiremos haciéndonos preguntas éticamente incómodas.

9:58 | gestionado por Miguel Vicente | Enviar comentario (2)

sábado, 28 de junio de 2008

autor: Miguel Vicente

En la última década los avances en la secuenciación de un número considerable de genomas completos de bacterias y otros microorganismos como la levadura, complementados por su análisis funcional mediante la técnica de matrices de genes (microarrays) nos han cambiado la percepción de la variabilidad en el microcosmos. Pensábamos antes que la biodiversidad se generaba por el juego de la selección sobre las mutaciones de los genes estructurales, los que en su mayoría contienen información para producir proteínas. Pero los resultados actuales reclaman, cada vez más, un papel protagonista para las regiones no codificantes, las tradicionalmente conocidas como “ADN chatarra”.



Estromatolitos actuales. Los estromatolitos son uno de los pocos registros fósiles que dejaron las bacterias. Sabemos que fueron producidos por ellas porque en la actualidad se siguen formando en los mares donde las condiciones son propicias. Esta imagen muestra estromatolitos actuales en Australia (Shark Bay).


¿Ocurrió la evolución como la contamos?
Describir la evolución de los seres vivos tiene solo un referente cierto al ciento por cien, la biología y la diversidad que podemos estudiar, de manera todavía bastante incompleta, de los organismos que viven hoy en día. A partir de ahí los científicos que estudian la evolución quieren poder contar la historia de lo que ha ocurrido desde el origen del planeta Tierra hasta ahora. Es algo así como describir la historia de la música basándonos tan solo en los éxitos de esta semana en los 40 principales.
Quienes estudian la evolución de animales y plantas suelen tener una ayuda más, el registro fósil, que, en su mayoría, contiene restos petrificados de las partes duras de algunos cadáveres. Para entendernos, esto sería como contar la historia de la música relacionando entre sí los cuadros de tema musical de unas cuantas pinacotecas. Ya es difícil, pero ¿qué le espera al microbiólogo que quiera estudiar la evolución de las bacterias?



MVSICA LETITIAE CO[ME]S MEDICINA DOLOR[VM] La música acompaña a la alegría, es un bálsamo para la tristeza. ¿Podríamos, a partir de la imagen pintada por Vermeer y de la frase que incluyó en la tapa del virginal recrear la ópera de Monteverdi L'Orfeo, favola in musica? La pintura, en la colección real británica (St. James’ Palace, Londres) data de 1662-1665, la ópera, una de las primeras que existen se estrenó el 24 de febrero de 1607.




Prescindiendo del fósil.
A la hora de encontrar fósiles las bacterias son muy poco agradecidas, algunos hay, pocos, porque no suelen tener esqueletos mineralizados y su tamaño es microscópico. El microbiólogo tiene además acceso a una parte muy limitada de todas las bacterias vivas. Solo puede manipular en el laboratorio una ínfima proporción de todas las que existen, no sabemos cómo cultivar a las demás fuera de su ambiente natural. Como contrapunto puede explotar la ventaja de que muchas bacterias se reproducen, en condiciones óptimas, a gran velocidad y así se ha intentado reproducir la evolución en el laboratorio. Y dispone de potentes técnicas para examinar todo el ADN que se encuentra en un organismo, el genoma, o en un ambiente, lo que se llama “metagenoma”. Lo que voy a comentar utiliza la genómica para deducir, a partir de cómo vemos el presente, lo que pudo ser el pasado. El método depende por completo de estudiar a los supervivientes, pero eso es lo que ha resultado de la evolución, no la supervivencia de los mejor adaptados, que es un mito urbano, sino la supervivencia de los supervivientes, que no es tan de Perogrullo como a primera vista parece.

Cuando la chatarra es protagonista.
Muchas secuencias del genoma de los microbios serían clasificadas como ADN chatarra porque no contienen información para producir proteínas o ácidos nucleicos, pero no lo son. Son señales reguladoras, se les unen moduladores de la lectura de la información (la transcripción), y son muy diversas, incluso en organismos emparentados. La diversidad en algunos microbios se debe en gran medida a las diferencias en las complejas redes reguladoras que actúan sobre genes estructurales muy parecidos. Para sorprendernos más también se encuentran casos en los que pese a la diversidad de las redes reguladoras el resultado final llega a ser muy parecido. Esto es lo que ocurre en dos reguladores, llamados Ste12 y Tec1, de tres especies de levadura. Los dos contribuyen a controlar el crecimiento de estas levaduras en forma de filamento (hifa) y a su carácter invasivo, una propiedad que puede influir en que algunos organismos sean a veces patógenos. En el conjunto de los tres genomas se han detectado unos 200 sitios de unión de Ste12 y Tec1, pero solo un 20% están compartidos en los tres, y además un 10% de los sitios que funcionan en una de las especies no son funcionales o ni siquiera existen en las otras dos. En definitiva una complejidad que a primera vista parecería innecesaria pero que permanece incrustada en el genoma de las tres especies.


Seudohifas de la levadura. Se forman en respuesta a la limitación de nutrientes, y en algunos hongos patógenos la transición desde forma unicelular a seudohifa es un requisito para la virulencia. Joe Heitman, Duke University.


Las fuentes de la diversidad
¿Hay algún motivo por el que las redes reguladoras presenten tanta diversidad? Al menos una: suministran a la evolución la plasticidad que no puede obtener por completo de los genes estructurales. Estos van a producir proteínas cuya función biológica muchas veces es acoplarse a una molécula y modificarla, ya sea hidrolizándola, forsforilándola o en suma haciéndola participar en una reacción química. Y por pura química sabemos que hay solo un número limitado de estructuras que puedan hacer cada una de esas reacciones, es decir que la diversidad de los genes estructurales se reduce a lo que permite la bioquímica. La regulación, por el contrario modula los tiempos y ritmos con los que suceden las reacciones y el material sobre el que trabaja es la interacción entre dos o más biomoléculas. Frente a la escasa posibilidad impuesta por la química de variar los sitios donde se efectúan las reacciones bioquímicas, la variación de las superficies por las que interaccionan las proteínas no tiene esos límites. Además las variaciones pueden ser toleradas con más facilidad en los reguladores que en los genes estructurales ya que no será fácil que por ello se pierda por completo una función bioquímica. A mí no me cabe duda de que si no existiese esa plasticidad en los programas biológicos la diversidad de los seres vivos sería ínfima, los mismos reguladores actuando sobre los mismos genes lo que producen es el mismo organismo, y esto tampoco es tan de Perogrullo como parece.

Con este artículo cumplo en parte lo que prometí a Emilio Cervantes de resumir un comentario escrito en colaboración con Jesús Mingorance. En un futuro escribiré cómo las bacterias han sido unas eficaces máquinas para someter a prueba las interacciones entre proteínas y quedarse con las que les eran más eficaces para cada función, que será la otra parte del díptico.

REFERENCIA
M. Vicente and J. Mingorance. 2008. Microbial evolution: the genome, the regulome and beyond. Environ. Microbiol. 10: 1663–1667.


19:37 | gestionado por Miguel Vicente | Enviar comentario (11)

lunes, 23 de junio de 2008

autores: Ernesto García y Adela González de la Campa; adaptación: Miguel Vicente

Descubrir que el ADN contiene la herencia genética, como ya se ha contado en otro artículo de este foro, fue un descubrimiento basado en experimentos iniciados en 1928 por el inglés Griffith y finalmente probados en 1944 por el canadiense Avery. El principal actor de esos experimentos fue el germen causante de un conjunto de enfermedades bastante graves, Streptococcus pneumoniae, llamado también neumococo por ser la pulmonía (o neumonía) una de ellas. Para causar la enfermedad neumococo necesita, como ya demostró Griffith, estar recubierto de una cápsula de polisacáridos cuyo papel es proteger al microorganismo de ser fagocitado por las células del sistema inmunitario. Los anticuerpos que bloquean la cápsula nos pueden por ello proteger frente a la infección por S. pneumoniae. Pero no todos los neumococos tienen una composición idéntica de su cápsula, existen, al menos, 91 tipos distintos, por lo que diseñar una vacuna se complica.



Una víctima del neumococo. Fred Astaire, pareja artística de Ginger Rogers en muchas películas, falleció a los 88 años por pulmonía hace ahora veintiún años (22 de junio de1987). Fotograma de La Alegre Divorciada (1934).


Las infecciones respiratorias todavía causan una de cada cuatro muertes.
Las infecciones respiratorias (principalmente neumonías) son responsables de la muerte de 4 millones de personas cada año, una cuarta parte de todas las muertes que ocurren en el mundo. En la mitad de los casos, dos millones, se trata de niños menores de 5 años. La mortalidad causada por neumococo, el patógeno predominante de estas infecciones, es mayor que la originada por cualquier otra bacteria patógena. Además de la pulmonía, neumococo causa otras infecciones invasivas graves, como la bacteriemia y la meningitis, en las que infecta zonas del cuerpo a las que normalmente no tiene acceso, así como la otitis media, especialmente en niños, ancianos y pacientes con alteraciones del sistema inmunológico.



Tres enfermedades producidas por neumococo. La pulmonía (izquierda) se produce cuando neumococo baja de las vías respiratorias superiores a los pulmones. La meningitis (centro) es una enfermedad invasiva en la que neumococo se aloja en una zona del cuerpo donde normalmente no hay bacterias. En la otitis media (derecha) neumococo pasa de las fosas nasales o la faringe al oído. Fuente: PneumoADIP.

La emergencia imparable, desde hace varias décadas, de las resistencias antimicrobianas hace que estas infecciones sean cada vez más difíciles de tratar estando ya incluido el neumococo entre los denominados “supergérmenes”. El 14% de los neumococos de origen respiratorio muestran una resistencia intermedia a la penicilina y el 22% poseen resistencia de alto nivel, aunque los valores varían notablemente de unos países a otros dependiendo, asimismo, de la edad. Así en Europa occidental un 11% de los neumococos aislados de los menores de 18 años son resistentes a penicilina con rangos de variación de entre 1-2% en los países escandinavos y más de un 39% en España.

¿Qué es un serotipo?
Frente a una infección nuestro sistema inmunitario responde, entre otras maneras, produciendo anticuerpos, unas proteínas especiales que circulan por la sangre. Los anticuerpos, al ser solubles, se obtienen en el suero y tienen la propiedad de bloquear las moléculas del invasor, con preferencia las que están en su superficie. Por eso los polisacáridos de la cápsula son muy buenas dianas para producir vacunas que protejan de la infección. Los anticuerpos son muy específicos, y basta con que existan pequeñas diferencias entre dos moléculas para que reconozcan a una pero no a la otra. La diversidad de la cápsula de neumococo se traduce en que existen diversos tipos que son reconocidos por diversos anticuerpos. A cada tipo se le llama "serotipo" y se le identifica porque es posible bloquearlo con un suero específico.

Una vacuna para cada neumococo
Hay dos tipos de vacunas: la polisacarídica 23-valente (una mezcla de polisacáridos capsulares de neumococo preparados a partir de los 23 serotipos más frecuentes) y la conjugada heptavalente (vacuna conjugada neumocócica heptavalente, en abreviatura VCN-7). La 23-valente tiene una eficacia del 60 al 70% en la prevención de la bacteriemia neumocócica del adulto, pero no sirve para niños menores de 2 años. Para estas edades se utiliza la VCN-7 que incluye los siete serotipos que causan con mayor frecuencia enfermedad neumocócica invasiva (llamada también ENI) en niños.
La vacuna VCN-7, fabricada en Estados Unidos, incluye casi el 86% de los serotipos que circulan en Estados Unidos y Canadá. Sin embargo, en Europa, la vacuna solo cubre el 71% de los serotipos frecuentes (en el caso de España, el 68%). Además, en regiones en las que la mortalidad infantil debida a neumococo es mayor, la cobertura estimada de la vacuna es aún inferior, siendo 62% en África, 60% en Latinoamérica y 38% en Asia. Hay que tener en cuenta que esas estimaciones contienen datos limitados de países con mucha población (China, India) o, incluso, sin datos (Indonesia, Nigeria). Ahora se están desarrollando nuevas vacunas para esas regiones que incluyen un mínimo de 10 serotipos y que se espera proporcionen mayor protección. Caso aparte son algunas poblaciones, como los indios americanos, para quienes la eficacia de la vacuna es solo del 50%. Otro problema importante de la vacuna VCN-7 es su elevado coste. Hay asociaciones tales como GAVI Alliance PneumoADIP que trabajan en coordinación con la Organización Mundial de la Salud y el Banco Mundial para que la vacuna llegue a los países menos desarrollados.

Pros y contras de la vacuna frente a neumococo
En los países donde se ha utilizado la VCN-7, se ha observado una disminución de las infecciones causadas por neumococos con serotipos incluidos en la vacuna. En Estados Unidos, la frecuencia de ENI causada por los neumococos de serotipos vacunales ha disminuido drásticamente, de 80 casos por cada cien mil niños menores de 5 años en 1998-99 a menos de cinco casos por cien mil en 2003.



Eficacia de la vacuna VCN-7. Los datos se refieren a la disminución de las enfermedades producidas por neumococo en niños. Datos e imagen de neumoADIP.

Pero no se ha observado cambio en la incidencia de neumonía en aborígenes australianos, y pese a la vacuna, ha aumentado la ENI producida por serotipos no vacunales, frente a los que no protege, en los nativos de Alaska. Si bien la utilización de la VCN-7 ha conseguido disminuir en los niños la frecuencia de ENI causada por los serotipos incluidos en la vacuna, las bacteriemias por neumococos de otros serotipos relacionados con los de la vacuna pero no incluidos en ella, han aumentado. Existe así el peligro de que algunos serotipos no incluidos en la vacuna reemplacen a los clásicos y se conviertan en patógenos de éxito. De hecho, en España, desde que se comercializó la VCN-7 en junio de 2001, se ha observado un descenso de los serotipos vacunales causantes de ENI tanto en niños como en adultos, junto con un aumento de los no vacunales. Se teme por ello que la eficacia de la VCN-7 disminuya en un futuro próximo si se produjese un reemplazo de los serotipos vacunales por los otros o si se originasen intercambios de los genes capsulares (y, en consecuencia, del polisacárido capsular) que permitiesen a los neumococos vacunales eludir la acción de los anticuerpos inducidos por la vacuna.
En cuanto a la resistencia a los antibióticos, todos los neumococos de serotipos incluidos en la VCN-7, menos uno, se caracterizan por ser resistentes a varios antibióticos, Se ha observado que la vacuna VCN-7, aparte de prevenir las enfermedades neumocócicas, está desempeñando en los países en donde se  ha usado, un papel importante en la disminución de la frecuencia de cepas de S. pneumoniae resistentes. Esto parece indicar que la utilización de menos antibióticos relaja la presión selectiva sobre los patógenos y contribuye a que las cepas resistentes sean sustituidas por otras sensibles.


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domingo, 15 de junio de 2008

autor: Miguel Vicente

Las doce enfermedades que cambiaron nuestro mundo incluyen dos, la fiebre amarilla y la malaria, que son transmitidas por la picadura de algunos mosquitos, y otras dos que se contagian por vía sexual, la sífilis y el SIDA. La sífilis es producida por una bacteria, la malaria por un protozoo, y la fiebre amarilla y el SIDA por virus. Otras dos de las enfermedades, la viruela y la gripe española, también son producidas por virus. La viruela se contagia por contacto, ya sea de un individuo a otro o por las ropas y restos de un enfermo. La gripe se transmite por vía respiratoria  inhalando el virus exhalado por los enfermos. Las seis han dejado profundas marcas en la historia de la civilización.



La peste en Roma. Cuadro de Jules Elie Delaunay.1869. Musée d'Orsay, Paris.

REFERENCIA DEL LIBRO:
Irwin W. Sherman. Twelve diseases that changed our world. 2007. ASM Press, Washington.
ISBN 978-1-55581-466-3



Los estigmas de Venus
John Hunter, médico nacido en Escocia, demostró que la sífilis era una única enfermedad, que puede manifestarse como pus en el pene y como llagas en la piel, pero la demostración posiblemente acabó años después costándole la vida, ya que para probarlo se infectó a sí mismo en la piel con el pus de un enfermo. Esto ocurría en 1748, dos siglos antes de que el equipo de la Escuela de Anatomía Sir William Dunn de Oxford, dirigido por Howard Florey purificase la penicilina, el antibiótico que demostró ser la cura para esta enfermedad. El mercurio, un  veneno que se usaba en tiempos de Hunter como medicamento, no curaba la enfermedad, que, hasta la llegada de la penicilina, solo empezó a tratarse con cierta eficacia en los primeros años del siglo veinte por medio del salvarasán, una droga derivada de otro veneno, el arsénico, descubierta por Paul Ehrlich. Los orígenes de la sífilis, producida por la bacteria Treponema pallidum, se confunden con la leyenda, en un principio se creyó que su transmisión a Europa ocurrió por el contagio de los hombres que acompañaron a Colón en los viajes a América. La sífilis, enfermedad que probablemente existiese ya en Europa antes del Descubrimiento, fue determinante, al propagarse entre los soldados de Carlos VIII,  en la retirada de Nápoles del ejército francés fracasando así en su invasión de Italia.



Olympia, un cuadro de Éduard Manet, pintor impresionista víctima de la sífilis. El temor al contagio de la sífilis venérea radicalizó la moral de las sociedades occidentales hasta bien avanzado el siglo XX. Al igual que mas tarde ocurriera con el SIDA la asociación de la enfermedad con la vida disipada se utilizó como coartada para frenar los comportamientos liberales del individuo.

La plaga del siglo XXI
El SIDA también tiene como una de sus varias vías de transmisión, y la primera que se identificó, la práctica del sexo. Es un síndrome de inmunodeficiencia producido por la destrucción de células del sistema inmunitario a manos de un virus que actúa como un auténtico “Caballo de Troya” destruyendo las células que debieran defender al cuerpo frente a las infecciones. Los orígenes del virus que lo causa, el VIH, parecen encontrarse en virus de animales, posiblemente primates. Hasta el momento el SIDA no tiene cura, tan solo existen medicamentos que frenan su desarrollo, y las únicas formas de evitar el contagio tienen más que ver con el comportamiento que con el uso de medicamentos, ya que tampoco se ha encontrado hasta ahora una vacuna. La aparición del SIDA en las últimas décadas del siglo pasado no cabe duda que supuso un freno que contrarrestó la espontaneidad del comportamiento sexual que había permitido el uso de anticonceptivos orales en la década de los setenta. Ha supuesto asimismo un arma más para los defensores de los esquemas conservadores de familia y relaciones humanas y en algunos momentos ha revelado muchas contradicciones de la sociedad con respecto a la difusión y el uso del preservativo como medio para impedir el contagio.



Adiós a las Armas, una película basada en la novela de Ernest Hemingway.
El sorprendente anuncio público de Rock Hudson en 1985 sobre su padecimiento de SIDA conmovió a todo el mundo y cambió muchos de los estereotipos con los que el público observaba a los protagonistas del cine estadounidense.

Nadie lamenta la extinción de esta especie
La viruela es una enfermedad ya erradicada gracias a las campañas masivas de vacunación con una vacuna muy eficaz, la más antigua de todas las hoy en día disponibles. En el pasado la viruela provocaba epidemias periódicas que produjeron gran mortandad sobre todo entre las poblaciones que, como los nativos americanos y al contrario que los europeos, no habían estado expuestos con anterioridad a la enfermedad. Se cree que el virus de la viruela procede de virus de los animales domésticos que pudo empezar a infectar a los humanos hace más de 10.000 años.



Isabel I de Inglaterra, resistió a Felipe II y a la viruela. Pese a su virulencia no todos los que la contraían morían a causa de la viruela, pero padecían secuelas que desfiguraban el rostro. Se dice que la Reina Virgen usaba cosméticos de vinagre y plomo para ocultar los efectos de la enfermedad que padeció a sus 29 años. Pese a lo tóxico del mejunje, Isabel vivió hasta los 69 años (Elizabeth I de Inglaterra, el retrato de La Armada Invencible, por George Gower, ca 1588, Woburn Abbey).

La viruela fue el gran aliado de Hernán Cortés para derrotar a un ejército azteca que le sobrepasaba ampliamente en efectivos. Su uso como arma biológica deliberada parece que se debe al ejército inglés capitaneado por Geoffrey Amherst, que en la guerra de 1763 entre Francia e Inglaterra distribuyó mantas contaminadas con viruela a las tribus de nativos que le eran hostiles.
El transporte de la vacuna de la viruela, descubierta por Edward Jenner en 1798, al Nuevo Mundo lo realizó una expedición financiada por la corona de España a la que se conoce como “Real Expedición Filantrópica de la Vacuna” que comenzó en 1803 y se prolongó hasta 1814. Fue diseñada y dirigida por el médico Francisco Javier Balmis y como elemento imaginativo y curioso utilizó a veintidós niños huérfanos como contenedores vivientes de la vacuna. Ante la imposibilidad, en una época en la que no había refrigeradores, de mantener vivo al virus de la vacuna se iba inoculando de un niño a otro según pasaba el tiempo y así se mantuvo activa hasta el final de la expedición.

La enfermedad que acabó con una guerra
La epidemia de gripe que recorrió el mundo en 1918 acabó, hasta su fin en 1920, con la vida de veinte millones de personas. La gripe es producida por virus que se transmiten por el aire, no es necesario el contacto directo entre los enfermos para que el virus pase a las vías respiratorias de los individuos sanos, los aerosoles que se producen al estornudar y al toser son la mejor forma de difusión. No fue hasta 1933 cuando  un equipo del Institute for Medical Research de Londres identificó el virus de la gripe humana. A su fácil contagio se une la excepcional capacidad del virus que la produce para generar mutaciones que dejan sin efecto de una vez a otra la inmunidad adquirida al padecerla. La mayoría de las veces el virus no adquiere propiedades que le hagan especialmente maligno, pero de vez en cuando, cuando el virus de la gripe humana adquiere genes de virus que afectan a los animales, se producen nuevas combinaciones que son especialmente letales. En 1918 se llamó gripe española, en 1957 gripe asiática (dos millones de víctimas), gripe de Hong Kong (un millón) en 1968. La gripe española ocurrió mientras el mundo occidental estaba sumido en una guerra que se suponía iba a ser el final de todas las guerras, realmente fue la gripe la que contribuyó a acabar la Primera Guerra Mundial.
Además de atacar a las tropas alemanas, ya debilitadas por la carencia de suministros y alimentos, que se disponían a invadir París, y por lo tanto forzar una rendición, parece que sus efectos sobre la historia no acabaron ahí. Woodrow Wilson, que era presidente de Estados Unidos, se encontraba afectado por un trancazo mientras se negociaba el armisticio lo que pudo contribuir a que aceptase una propuesta del francés George Clemenceau que dejaba a Alemania en una situación de dificultades y postración que fueron el caldo de cultivo propicio para el auge del nacional socialismo encabezado por Adolf Hitler y su posterior victoria en las urnas.



El grupo de cuatro dirigentes aliados reunido en Versalles. De izquierda a derecha el primer ministro británico David Lloyd George, el Primer Ministro Italiano Vittorio Emanuele Orlando, el Primer Ministro Francés Georges Clemenceau y el Presidente estadounidense Woodrow Wilson. El tratado de Versalles puso fin a la guerra con Alemania en junio de 1919.

Los mosquitos, cómplices del asesino
El que los mosquitos puedan ser vectores para transmitir infecciones se probó en primer lugar en 1878 en la transmisión de la elefantiasis. Unos años después se probó asimismo para la malaria, una enfermedad en la que el patógeno, descubierto en 1880 por Alphonse Laveran, es un protozoo, del género Plasmodium, siendo los de la especie P. falciparum la malaria más mortal. Ronald Ross aventuró que podía ser transmitido por los mosquitos y el papel de un tipo específico de mosquito, el Anopheles llamado en italiano “zanzarone”, en la transmisión de la malaria, lo encontró Giovanni Battista Grassi de la Universidad de Roma.



El mal’ aria y los  zanzarone. El cuadro La Malaria (1850-1851) pintado por Antoine Auguste Ernest Hébert y dos sellos postales conmemorativos de Ross y Grassi. Hasta que Ross en 1897 y Grassi en 1898 demostraron que la picadura de los  mosquitos Anopheles transmiten el Plasmodium, descubierto por Laveran, se atribuía la malaria a los malos aires de las regiones pantanosas. En el fondo no dejaba de tener su lógica ya que los mosquitos se desarrollan con facilidad en las aguas estancadas.

La malaria producida por Plasmodium falciparum es una enfermedad tropical altamente mortal (25%) en la que el parásito destruye los glóbulos rojos. Ha matado a grandes conquistadores y ha debilitado en muchos casos a ejércitos enteros, por ejemplo a las tropas estadounidenses en Vietnam. No existe todavía una vacuna eficaz que esté bien probada, si bien existe la esperanza de que esté cercana, y aunque hay medicamentos que la curan, cada vez son más las cepas de Plasmodium resistentes a ellos, para colmo el mosquito transmisor se ha hecho resistente a muchos insecticidas.

Cobayas humanos
La fiebre amarilla es otra enfermedad transmitida por otro mosquito, la hembra del Aedes aegypti, y producida por un virus. Causa fiebres muy altas, ictericia y vómitos y un tercio de los afectados no logra sobrevivir. Que el contagio no ocurre por contacto directo con un enfermo y se necesita que un mosquito transmita la infección con su picadura fue una idea que avanzó Carlos Finlay, un médico cubano. La prueba final tuvo mucho que ver con el interés de los estadounidenses en la construcción del Canal de Panamá. Era importante controlar la fiebre amarilla que era endémica en Cuba y en el territorio donde se construyó el canal. La prueba final del papel del Aedes la tuvo una comisión militar dirigida por Walter Reed. El procedimiento causó una controversia, al no haber animales susceptibles a la enfermedad los experimentos se realizaron en Cuba sobre voluntarios humanos a los que se ofreció una recompensa. Las medidas de exterminación del mosquito resultaron ser eficaces y las muertes por fiebre amarilla durante la construcción del canal fueron mínimas.
La fiebre amarilla no existía en el Nuevo Continente antes de la llegada de Colón. El virus probablemente fue llevado desde África, donde era endémica, a causa del tráfico de esclavos. Los individuos portadores pero no enfermos debieron ser acompañados por larvas de mosquito, el Aedes es un insecto doméstico que se adapta a vivir en pequeños receptáculos con agua, así los mismos barcos que llevaron al virus dentro de personas transportaron al mosquito.



Las Falacias de la Esperanza. Este cuadro de Turner lleva por título “Traficantes de esclavos arrojando a los muertos y moribundos por la borda. Se acerca un tifón”. Turner escribió el poema “Las falacias de la esperanza” para dar título a varios de sus cuadros.

¿Quién es nuestro enemigo?
La viruela se declaró erradicada el 8 de mayo de 1980, el éxito de la primera vacuna abrió las puertas a la búsqueda de remedios para las enfermedades que azotan a la humanidad, pero no se ha conseguido el mismo éxito para el resto de las enfermedades que he comentado en las dos entregas. Incluso enfermedades para las que hay vacunas muy eficaces y para las que se diseñaron planes de erradicación siguen siendo un serio problema. La poliomielitis, una grave infección viral, que aparte de poder ser mortal deja importantes secuelas, sigue siendo un problema en muchas partes de África. Los planes para su eliminación fracasaron cuando el gobierno Nigeriano decidió suspender la vacunación con el pretexto de que escondía un siniestro plan del mundo desarrollado para esterilizar a las mujeres musulmanas. El enemigo es la ignorancia.



Representación de un paciente con secuelas de polio, Egipto 18 Dinastía 1403 - 1365 aC.

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domingo, 08 de junio de 2008

autor: Miguel Vicente

Se han reconstruido en el tubo de ensayo dos de los procesos moleculares que inician la división de Escherichia coli. En un artículo anterior comenté que, pese a tratarse de las células más sencillas que conocemos, la división de las bacterias es compleja. Es lógico pensar que parte de la complejidad de la precisa regulación de su división puede estar contenida en las propiedades de las moléculas que participan en ella. Ahora se comprueba que esto puede ser cierto.



Oscilación de MinCD provocada por MinE. La predicción del modelo publicada hace siete años. En rojo MinE, en verde MinCD.
Meinhardt and de Boer . 2001. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98: 14202-14207.


Dos grupos de investigadores, uno alemán y el otro estadounidense, han encontrado que algunos componentes de dos de las etapas iniciales de la división bacteriana pueden reproducir lo que hacen en la bacteria incluso cuando están fuera de ella. Se trata de las proteínas MinD y MinE, que participan en la localización del centro de la célula, y de la proteína FtsZ que forma parte desde el principio del complejo que inicia la producción de un tabique para separar las dos hijas.

Persecución molecular
El trabajo del grupo alemán ha consistido en demostrar que las proteínas MinD y MinE pueden reproducir fuera de la célula las oscilaciones que realizan en su interior desde un extremo al otro. MinD es un potenciador de MinC, un inhibidor de la división celular que impide el funcionamiento de FtsZ. Los investigadores han mezclado las dos proteínas sobre una doble capa de lípidos (como si fuese una membrana celular) colocada encima de una lámina de mica. Para distinguirlas han marcado una fracción de cada una de ellas con compuestos que producen fluorescencia al iluminarlos con luz ultravioleta, han elegido el verde para MinD y el rojo para MinE. De lo que se sabemos sobre cómo funcionan MinD y MinE  en la célula podemos decir que MinE debería ir tras MinD empujándolo desde el lugar que ocupa en la membrana hacia el extremo. Esto es exactamente lo que las dos proteínas hacen en el ensayo sin células.



MinD se despega del soporte y forma ondas cuando se añade MinE. Los números marcan el tiempo transcurrido desde la adición de MinE a una superficie recubierta uniformemente por MinD. La barra marca una longitud de 50 μm.


Cuando la preparación solo contiene MinD se observa una lámina continua de proteína recubriendo a la membrana, al añadir MinE la uniformidad se rompe y se crean ondas de MinD separadas una de otra por MinE. El proceso necesita ATP, una de las formas de suministrar energía a las reacciones biológicas.



MinE persigue a MinD. En el recuadro A se ve en rojo la fluorescencia de MinE, que empuja a la fluorescencia verde de MinD. En el recuadro B se ha cuantificado la fluorescencia verde y roja del recuadro señalado en A. La flecha señala la dirección del desplazamiento de la onda de fluorescencia verde. La escala marca una longitud de 50 μm.

Apretarse el cinturón
FtsZ, la proteína con la que ha trabajado el equipo estadounidense, es precisamente la que sufre los efectos del complejo MinCD (formado por MinC y MinD), y es la que inicia la formación del anillo de división en el centro de la célula, el lugar en donde, debido a la oscilación de uno a otro extremo, menos tiempo permanece MinCD. Se sabe que FtsZ forma polímeros siempre que no haya MinCD. FtsZ no puede unirse por sí misma a la membrana de la bacteria, se cree que lo hace por medio de otras dos, FtsA y ZipA. Lo que han hecho los investigadores para simplificar el sistema es pegarle a FtsZ un segmento de la proteína MinD, justo el responsable de que ésta se una por sí sola a la membrana. También le han pegado una proteína fluorescente (en este caso amarilla) para poder visualizarla. Esta quimera, muy diferente de la proteína original, no es capaz de dividir a la bacteria, pero sí se puede colocar en el interior de liposomas (unas vesículas que reproducen un recinto parecido al interior de la célula) y se incorpora a su membrana. Suministrándole  GTP, la molécula que en este caso aporta la energía, se observa que la FtsZ quimérica forma polímeros en forma de anillo, como haría la FtsZ original en el centro de la célula. Lo más interesante es que estos anillos artificiales, que solo se forman sobre superficies con una determinada curvatura, son capaces de tirar de la membrana hacia el interior, se produce así un adelgazamiento del liposoma en la zona donde está el anillo que se interpreta como la constricción que marca el sitio de división en la bacteria.



FtsZ consigue estrechar el lugar del liposoma donde se localiza. La imagen de abajo se tomó seis minutos después que la de arriba. Las imágenes de la izquierda, obtenidas por contraste de fase muestran el contormo del liposoma. Las del centro son la fluorescencia de la quimera FtsZ, y las de la derecha la imagen compuesta en la que la fluorescencia se ha coloreado de amarillo

Biología Sintética
Los dos trabajos nos demuestran que se puede reconstruir, sin necesidad de que haya células,  parte de la maquinaria de división de las bacterias. Además de ser interesante para aplicarlo en ensayos de nuevos fármacos antibacterianos permitirá comprobar si lo que sabemos sobre el proceso de división celular es correcto en todos sus aspectos o si por el contrario intervienen elementos adicionales que no conocemos. Nos dicen además que en el control de los procesos celulares complejos juegan un importante papel las propiedades intrínsecas de algunos de sus componentes. Así la propiedad de MinE de empujar a MinD de un lado a otro puede determinar sin más cuál es el centro de la célula por donde ha de localizarse el tabique que separe a las dos hijas. El mecanismo de polimerización de FtsZ puede, por su parte, estrangular la membrana de la célula y contribuir al proceso de constricción. Todo esto va a servir para dentro de poco sintetizar la maquinaria en su totalidad y conseguir que se dividan, como si fuesen células, estructuras artificiales que no lo son.

REFERENCIAS

M. Loose, E. Fischer-Friedrich, J. Ries, K. Kruse, and  P. Schwille 2008. Spatial regulators for bacterial cell division self-organize into surface waves in vitro. Science 320: 789-792.

M. Osawa, D.E. Anderson, and H.P. Erickson. 2008. Reconstitution of contractile FtsZ rings in liposomes. Science 320: 792-794.

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sábado, 31 de mayo de 2008

autor: Miguel Vicente

Creemos los humanos ser quienes gobernamos la Tierra, y la verdad es que alguien nos ha debido engañar. En la Tierra mandan los microbios, y bien claro queda al hojear el libro de Irwin W. Sherman “Doce enfermedades que cambiaron nuestro mundo”. De las doce, en diez los protagonistas son microbios. Todas han tenido, más que guerras y descubrimientos, efectos insospechados en la historia. Y algunas los acompañaron agravando su impacto sobre la humanidad.



La  portada del libro reproduce el cuadro "La peste en Roma" de Jules Elie Delaunay.



Sangre azul enferma: porfiria y hemofilia
De las doce enfermedades tan solo dos, la porfiria y la hemofilia no son enfermedades infecciosas. Se trata de enfermedades hereditarias, es decir que no se contagian de una persona a otra, sino que, lo mismo que el color de los ojos, se transmiten de padres a hijos. Las dos son enfermedades que afectan a las propiedades de la sangre. La porfiria, un defecto en el metabolismo de la molécula de los glóbulos rojos que transporta el oxígeno por la sangre, la hemoglobina, provoca dermatitis, trastornos gastrointestinales y demencia. Son los síntomas que padecía Jorge III. El monarca británico en cuyo reinado se independizaron los Estados Unidos. Su enfermedad fue llevada al cine en la película “La locura del rey Jorge”  (1994). Se dice que uno de los episodios de porfiria, que heredó de María Estuardo, pudo influir en agravar el conflicto entre protestantes y católicos en Irlanda cuyos efectos llegaron hasta nuestro siglo.



María, Reina de los Escoceses.
Las infidelidades, traiciones y asesinatos que formaron parte de la vida de María Estuardo, se olvidan en la imagen romántica de una mujer a la que se muestra en el paisaje idealizado del palacio de Holyrood, al final de la Royal Mile de Edimburgo. The Royal Collection © 2004 Her Majesty Queen Elizabeth II.


La hemofilia, un defecto heredable en la coagulación de la sangre oculto en las mujeres y muy grave en los hombres, fue transmitida por la reina Victoria a sus descendientes, entre ellos a los descendientes de dos de sus nietas, la reina Victoria Eugenia, esposa de Alfonso XIII y abuela del actual rey de España y a Alix, la zarina esposa del zar Nicolás. Las dos eran portadoras de la enfermedad. No está claro cómo, sin antecedentes en su familia, la reina Victoria adquirió el defecto genético que produce la hemofilia, y tampoco lo está que la transmisión de la hemofilia al príncipe Alexis de Rusia y a varios hijos de Alfonso XIII tuvieran un papel decisivo en la revolución soviética o en la dictadura de  Franco, pero sí que fue un motivo de preocupación en los dos países que en nada ayudó a resolver sus conflictos del siglo XX.



La reina Victoria. Su reinado fue uno de los más largos en la historia reciente del Reino Unido y su política de alianzas conyugales, unida a la frágil salud de alguno de sus descendientes modificó la percepción que de su país tuvieron otras naciones europeas.


Un presidente católico

La patata, una planta original de Sudamérica extendida en Europa en el siglo XVIII, era un alimento básico de los irlandeses del siglo XIX. Tres temporadas, 1847 a 1849, en las que la patata fue atacada por el tizón tardío, causado por el hongo Phytophtora infectans que empieza por atacar las hojas de la planta y acaba pudriendo los tubérculos, agravaron la ya crítica disponibilidad de alimentos en Irlanda y provocaron la emigración masiva de los irlandeses pobres, en su mayor parte católicos, al Nuevo Mundo. Muchos, debilitados por la hambruna, fallecieron, víctimas de varias enfermedades, a bordo de los llamados barcos ataúd. Los que sobrevivieron se asentaron en Canadá y los Estados Unidos en donde uno de cada diez habitantes lleva sangre irlandesa. Sin sus votos quizás John F. Kennedy, hijo de un irlandés y católico, hubiera tenido más difícil ser elegido en 1960 presidente de un país con mayoría protestante.



Comedores de patatas. Cuadro pintado por Van Gogh en 1885 que retrata los ambientes de finales del siglo XIX en los que, por su buena adaptación a zonas frías y húmedas la patata era la base de la alimentación. La localidad es Neunen, en Los Países Bajos. Van Gogh quería mostrar un ambiente campesino en el que las mismas manos que trabajan la tierra son las que se llevan el alimento a la boca.


La plaga secreta

Las epidemias de cólera no son algo del pasado, el cólera, una enfermedad producida por una bacteria, todavía causa estragos en muchos lugares del mundo en desarrollo. Angola en 2006 sufrió una de las últimas epidemias con 1800 víctimas mortales. Hasta que John Snow encontró en 1854 que los que enfermaban de cólera bebían agua de fuentes contaminadas por aguas fecales se pensaba que la causa del cólera eran los miasmas de las atmósferas insalubres. Robert Koch demostró en 1884 que era producido por una bacteria, Vibrio cholerae, que ya había descrito el italiano Filippo Pacini en 1854. El cólera sirvió a finales del siglo XIX para establecer medidas de cuarentena en la inmigración a Estados Unidos de judíos rusos, su eficacia parece dudosa, pero lograron aplacar a la opinión pública y lamentablemente rebajar los flujos migratorios de personas poco favorecidas. Pero también fue determinante en mejorar el alcantarillado, el suministro de agua potable y los hábitos higiénicos en general, así como para desarrollar las prácticas modernas para el cuidado de los enfermos.



Muerte en Venecia.
A las tribulaciones de Gustav von Aschenbach, interpretado en 1971 por Dirk Bogarde en la película de Luchino Visconti, se une la epidemia de cólera que es mantenida en secreto por las autoridades de la ciudad. La explicación oficial, el Sirocco, prolonga la teoría de los miasmas como causa de la enfermedad.



La peste negra
La peste bubónica o peste negra, causada por la bacteria Gram-negativa Yersinia pestis, se desarrolla en las ratas y se transmite a los humanos por las pulgas que se infectan al vivir en ratas enfermas. Es una de las bacterias más letales conocida, la dosis que por vía intravenosa mata al 50% de los ratones de experimentación es de solo una bacteria. La infección se puede propagar también por el aire, ya que la peste puede invadir el aparato respiratorio. La peste negra sirvió de pretexto a Boccaccio para situar la acción del Decamerón, pero la epidemia entre 1346 y 1352 redujo la población europea en un 20%. Los cambios afectaron en profundidad a todo el tejido social, incluso la restricción en los viajes provocada por el temor a enfermar pudo impulsar la creación de universidades y escuelas locales.



Napoleón en el hospital de apestados de Jaffa. La peste negra fue una amenaza que mantuvo ciudades aisladas y enfermos recluídos. El cuadro de Antoine-Jean Gross muestra la escena del 11 de marzo de 1799.


Enfermedad romántica
El cambio de la cultura de recolectores a la de agricultores y ganaderos puede que sea el origen de que un microorganismo del suelo que infectaba al ganado o a la caza cruzase la barrera de las especies siendo capaz de infectar al hombre. Tal bacteria es Mycobacterium tuberculosis. No le va la tuberculosis muy en zaga a la peste, unas diez bacterias pueden ser suficientes para producir la enfermedad. La tuberculosis, pese a su gravedad, ha quedado ligada al romanticismo. No solo se la asociaba a la vida bohemia y libertina, sino que el enfermo de tuberculosis ejerció un inexplicable atractivo erótico que inspiró obras como La Dama de las Camelias de Dumas, a la que siguieron óperas como La Traviata (La extraviada) de Giuseppe Verdi  y La Boheme de Giacomo Puccini. La tuberculosis es en realidad una grave enfermedad que agota al enfermo cuyo aspecto en sus fases terminales en nada se asemeja a la imagen erótica de Violetta Valery y Mimi, las protagonistas de las óperas del romanticismo. El reconocimiento de que la tuberculosis es una enfermedad contagiosa producida por el bacilo de Koch (ver biografía) produjo una reacción muy estricta, se dictaron en el pasado siglo unas medidas preventivas que afectaron en gran parte a inmigrantes y personas desfavorecidas, se hizo asimismo obligatorio en muchos casos el examen por Rayos X, bien para obtener un trabajo o un visado y se construyeron hospitales especiales (sanatorios) para paliar los efectos de la enfermedad. En la España de posguerra el “día de la flor” obtenía fondos para la lucha antituberculosa. Tal cuestación parece que se originó en San Sebastián en 1912 y no deja de ser interesante una vez más la asociación de la enfermedad con la imagen romántica de la flor.



La Traviata, imagen romántica de la mujer atractiva y accesible. Ilustración que muestra a Violetta Valery, la protagonista enferma de la ópera de Verdi, por Rafal Olbinski.


Las otras seis plagas que cambiaron el mundo
De otra enfermedad producida por una bacteria, la sífilis, de la malaria, causada por un protozoo y de cuatro enfermedades virales tratará la segunda entrega de esta reseña.

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jueves, 15 de mayo de 2008

autor: Miguel Vicente

En el siglo XX ocurrieron grandes desastres, dos guerras mundiales fueron la causa de innumerables pérdidas de vidas y recursos. Pero también fue la época en que la expectativa de vida dentro de los países más avanzados aumentó de forma espectacular pasando de los 50 años a finales del siglo XIX a los 80 que en 2007 era la media de la población española (EL PAÍS 30 de octubre 2007). Una mejor alimentación, mejores condiciones higiénicas y de confort, así como los avances en la Medicina son sin duda los principales factores que produjeron esa mejora.




Enfermedades como la gripe española causaron un enorme impacto en la historia del siglo XX. Hospital militar de urgencia durante la epidemia de gripe española. Camp Funston, Kansas, USA. (Imagen: National Museum of Health and Medicine, Armed Forces Institute of Pathology, Washington, D.C., United States).


Examinar la gráfica en la que se representa el número anual de muertes por cada cien mil habitantes ocurridas en los Estados Unidos desde 1900 a 1996 es bucear en la historia social y médica del pasado siglo. Lo primero que salta a la vista es un descenso gradual a lo largo de los años, tan solo roto por un pico anormal de muertes en 1918-1919, descenso que se acelera entre 1937 y 1953 y que tiene un repunte a partir de 1980. El descenso global refleja sin duda las mejoras en higiene, alimentación y confort, así como la mejor atención médica, pero ¿qué ha podido causar los otros cambios?

Antibióticos y guerras
El pico de muertes que ocurrió en 1918, año en el que varios países eran devastados por la Primera Guerra Mundial, no tuvo como causa principal esa contienda, sino una enfermedad infecciosa, la gripe española. El descenso más acelerado entre 1937 y 1953 es el efecto que tuvo la introducción de las medicinas para combatir las infecciones bacterianas: sulfamidas (1935) y antibióticos como penicilina (1941),  estreptomicina (1943) e isoniazida (1952). Coincide en parte esta bajada en la mortandad con el final de la Segunda Guerra Mundial, la penicilina fue en gran parte un esfuerzo bélico para curar las infecciones provocada por las heridas. Por último, el repunte en la frecuencia de fallecimientos que se inicia en 1980, y que casi devuelve la tendencia de la curva a la que existía en la era pre-antibióticos se explica por la propagación de resistencias a los antibióticos en las bacterias patógenas.


Mortandad anual  por cada cien mil habitantes durante el siglo XX en los Estados Unidos. En el recuadro se indican las tendencias. Las flechas señalan los cambios de tendencia por la disponibilidad de antibióticos y por la propagación de resistencias a ellos.

Un virus peor que la guerra
Estas gráficas, en las que las frías cifras de las estadísticas esconden sucesos históricos y cambios sociales, tienen un atractivo fascinante. Además algunas han servido para más, como es el caso de la distribución de edades de las personas que fallecieron por gripe española. Mientras la mayoría de víctimas de la gripe normal son niños o ancianos, en la epidemia de gripe española el número de víctimas entre adultos jóvenes, de 20 a 40 años fue anormalmente alto, mientras que su efecto en mayores de 65 años fue apreciablemente menor. El análisis de estos datos sugiere que las personas nacidas antes de 1889 habían adquirido inmunidad al virus de la gripe española por ser supervivientes de otro virus que les infectó al rondar los 35 años de edad.



Mortandad según la edad en la epidemia de gripe española comparada con epidemias de gripe normal.
La epidemia de gripe española en 1918 causó más víctimas entre adultos jóvenes que las epidemia de años anteriores de gripe normal. Su efecto sobre la expectativa de vida, panel de abajo, fue  acusado.


De España solo el nombre
El virus de la gripe española fue uno de los peligrosos casos en los que un virus que infecta animales, y en particular aves, muta de manera que puede infectar a los humanos. Nada tuvo que ver España en el origen del virus, aunque se creía que ocurrió en Norteamérica no parece que haya pruebas concluyentes sobre ello. Pero España sí tuvo un papel importante en la difusión de las noticias que constataban la pandemia. Razones estratégicas, a consecuencia del estado de guerra, condujeron al bloqueo de la información sobre ella en las potencias beligerantes, pero cuando el virus pasó a España, un país neutral, los medios de comunicación, que en nuestro país no tenían esas cortapisas, pudieron difundir la noticia. Fue esto lo que llevó a llamar a esa infame plaga con el nombre por el que se conoce.



Los pastorcillos de Fátima, en los dos extremos de la expectativa de vida en el siglo XX. Los hermanos Jacinta y Francisco, a los lados, sucumbieron, al año siguiente de que se tomase la foto, víctimas de la gripe española. Su prima Lucía, en el centro, falleció a los 97 años, en 2005.

De las gráficas de mortandad no podemos predecir qué nos depara el futuro, pero sí podemos extraer algunas conclusiones, como es la necesidad de mantener los hábitos de vida saludables adquiridos en el siglo pasado y extenderlos a los países menos favorecidos como la mejor ayuda que podemos prestar. Y la de encontrar nuevos medicamentos que frenen las infecciones si no queremos retroceder a un escenario en el que las enfermedades infecciosas sean, incluso en los países más desarrollados, la amenaza que representaban hace un siglo, cuando una sola epidemia de cólera en 1903 produjo en la India más de un millón de muertes.

REFERENCIA
Armstrong GL, Conn LA & Pinner RW (1999) Trends in infectious disease mortality in the United States during the 20th century. J Amer Med Assoc 281: 61-66.

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sábado, 10 de mayo de 2008

autor: Miguel Vicente

La versión en inglés de este artículo se ha publicado en  Small things considered "The Microbe Blog"

Recuerdo un ejemplo de un libro de texto, de Gramática creo, que hace medio siglo estudié en el colegio, era así:

Un sevillano contaba/ a un patán que oyendo estaba/ las grandezas que encerraba/ la Iglesia del Vaticano:/ Mira tú si habrá extensión/ que el que oyendo misa esté/ en la iglesia, al cura ve/ del tamaño de un piñón./ -¿Y hay altares?/ -Más de mil; el mayor es colosal,/ baste decir que el misal/ lo mudan en ferrocarril.



El baldaquino de Bernini en la basílica de San Pedro del Vaticano. Las columnas salomónicas, y su decoración espiral, recuerdan las espirales que forman diversas proteínas que intervienen en la división de las bacterias. Foto: Thiago,

También en las bacterias, que por su minúsculo tamaño están en el otro extremo, hay proteínas que viajan por raíles de lípidos. Son las encargadas de dar precisión a la división celular y de mantener la forma de tubo de las bacterias bacilares.


Compleja simplicidad
Si las bacterias no hubieran optimizado los procesos que utilizan para crecer y multiplicarse muy posiblemente no hubieran logrado pervivir y colonizar la mayoría de los ambientes del planeta Tierra. Los textos de Biología con los que estudiábamos en el siglo 20 despachaban la descripción de cómo se dividen las bacterias con un sola frase “por fisión binaria simple”. Nada más lejos de la realidad que la cosa sea “simple”, hoy en día sabemos que, en Escherichia coli, solo para que se forme el tabique que separará a las dos hijas resultantes de la división se necesitan más de una docena de proteínas  que se ensamblan siguiendo una secuencia compleja y en la que basta con que falle una de las etapas para que se produzca una catástrofe que impide el ensamblaje de las demás, y por consiguiente que fracase la división. Y es más, antes de que se inicie el ensamblaje de esta maquinaria es preciso que la primera proteína que lo inicia, llamada FtsZ, encuentre la forma de colocarse en el centro exacto de la célula. Esto asegura que el citoplasma y el ADN de la madre, convenientemente duplicados, se repartan por un igual entre las dos hijas.

En busca del centro
Hay al menos dos procedimientos  que aseguran la colocación de FtsZ en el centro de la célula, uno de ellos es que FtsZ no funciona en las zonas ocupadas por el cromosoma, que en las bacterias forma una estructura llamada nucleoide. Es un fenómeno al que Conrad Woldringh, un profesor de Amsterdam, bautizó como “oclusión por el nucleoide”. El otro, independiente del nucleoide, funciona estableciendo un gradiente en la concentración de otro inhibidor de FtsZ llamado MinC. El estudio de este mecanismo fue impulsado por Lawrence Rothfield, un profesor de Connecticut.

Repulsión o atracción
A su vez, se han descubierto dos procedimientos por los que se establece el gradiente del inhibidor MinC en distintas bacterias, de forma que su concentración es en cualquier caso mayor en los extremos de la bacteria. MinC está asociada a otra proteína MinD, que se coloca en la membrana citoplásmica. Bacterias como Escherichia coli obligan a la pareja MinCD a abandonar el centro y oscilar de una punta de la célula a la otra mediante otra proteína más, MinE. Por el contrario en otras bacterias, de las que Bacillus subtilis es la mejor estudiada, MinCD son atraídas por otra proteína llamada DivIVA que se pega a los dos extremos pero no al centro.



Dos imágenes de la misma célula de B. subtilis en la que se han teñido las espirales de ípidos de la membrana. Cada imagen se ha tomado a una profundidad diferente. Foto: Mol. Microbiol. 68: 1315–1327.
Red ferroviaria
En cualquier caso ¿cómo se las arreglan estas proteínas para viajar a lo largo de la célula? Ahora investigadores de la Academia de Ciencias de Eslovaquia y de la Universidad de York han encontrado que en la membrana de B. subtilis existen algunos lípidos que forman raíles con forma de espiral a los que se asocia MinD, arrastrando con ella MinC. Para detectarlos han utilizado tintes fluorescentes que se unen con preferencia a un tipo de fosfolípidos, a los que también se une preferentemente MinD.


Las proteínas de división: mercancías distribuídas por la red ferroviaria de B. subtilis a lo largo de la membrana citoplásmica. Imagen: Mol. Microbiol. 68: 1315–1327.
Hay más proteínas que se colocan en espiral en el interior de las bacterias de forma bacilar (las que como E. coli B. subtilis son como un tubo), entre ellas está MreB, cuya ausencia provoca la pérdida de la forma y también  la propia FtsZ y su acompañante FtsA, siendo éstas dos últimas parte de la maquinaria que se ensambla para formar el tabique de división.

REFERENCIA
I. Barák, K. Muchová, A.J. Wilkinson, P.J. O’Toole and N. Pavlendová. 2008. Lipid spirals in Bacillus subtilis and their role in cell division.  Mol. Microbiol. 68: 1315–1327.

20:06 | gestionado por Miguel Vicente | Enviar comentario (10)

sábado, 03 de mayo de 2008

autor: Miguel Vicente

Pronto será posible llevar la secuencia individual de nuestro genoma en el documento de identidad. Todavía sirve para poco, pero es un primer paso que abrirá las puertas para la medicina individualizada. La técnica se ha usado para secuenciar el genoma de James Watson, codescubridor de la doble hélice, y de un aislado clínico de Francisella tularensis una bacteria patógena del supuesto arsenal bioterrorista.



James Watson básico. Un retrato publicado en el número de Nature en el que se ha publicado la secuenciación del genoma del codescubridor de la la doble hélice.


Hace casi cuarenta años, en agosto de 1972, asistía en Amsterdam al 8º Congreso Europeo de Bioquímica en el que Charles Weissman relataba las maravillas del fago Qbeta, un virus que ataca a las bacterias. Me impresionó cómo Weissman, para explicar qué poco se sabía en aquél momento sobre la secuencia de este pequeño virus bacteriano, tomaba un balón y con gran desenvoltura sacaba por una abertura lo que parecía un rosario de cuentas de color blanco, que nos decía representaban los 4160 nucleotidos de la única cadena de  RNA que compone su genoma. De vez en cuando el rosario que salía del balón, en vez de cuentas blancas, tenía unas pocas cuentas de colorines, que nos decía eran las que habían sido identificadas como Adenina, Uracilo, Guanina o Citosina, los cuatro compuestos, o bases, que configuran la secuencia en el ARN*.

Un rosario de cuentas sin identificar.
Al final de la explicación quedaba esparcido en el suelo un rosario blanco con breves toques de color. Determinar el orden en el que se disponen los nucleotidos en el material genético, la secuenciación, es lo que permite leer la información contenida en los genes. En aquéllos años era un proceso tedioso y poco exacto, tanto era así, que muchas secuencias de ADN o, en casos como Qbeta, de ARN, se deducían aplicando
a la secuencia de las proteínas que codificaban la traducción inversa del código genético. Como un aminoácido puede ser codificado por más de un triplete de bases la traducción inversa no podía por menos que ser ambigua.

Tan solo cinco años más tarde se inventaron dos procedimientos de secuenciación que contribuyeron a revolucionar la Biología de finales del siglo veinte, y con ella las expectativas de tratar muchas enfermedades cuyas causa eran por entonces prácticamente desconocida. Uno de los dos métodos de secuenciación, diseñado por el doble premio Nobel (1958 y 1980) Frederick Sanger, prevaleció por ser fácilmente automatizable. Con esa tecnología fue posible plantearse el Proyecto Genoma Humano, cuyo objetivo era obtener la secuencia de los tres mil millones de bases que componen el genoma humano, casi un millón de veces el genoma de Qbeta. Pero no fue una tarea fácil, aparte de otra docena de avances técnicos, se tardaron diez años desde que se esbozó el proyecto (que oficialmente empezó en octubre de 1990) hasta que se publicaron en febrero de 2001 los resultados de la primera fase del Proyecto, y no fue hasta 2004 que realmente se dio por finalizado.



Una batería de secuenciadores del tipo usado en el Proyecto Genoma. Basados en el método de secuenciación de Sanger separan los fragmentos de ADN por electroforesis.

Del coche de caballos al fórmula 1
¿Cuánto se ha tardado ahora en averiguar la secuencia completa del genoma de James Watson, el codescubridor, con Rosalind Franklin, Francis Crick y Maurice Wilkins, de la doble hélice del ADN? Dos meses. El coste del Proyecto Genoma, cientos de millones de dólares, el de la secuencia de Watson, una centésima parte.

La tecnología, como podemos imaginarnos ya obsoleta, que usó el Proyecto Genoma necesitó instalaciones de un gran número de máquinas  trabajando a la vez, que más recordaban una factoría que un laboratorio. El instrumento usado ahora se podría colocar en la mesilla de noche. Su diseño, desde su fundamento químico hasta el proceso de medida, ha hecho borrón y cuenta nueva con el método de Sanger, que incluía un engorroso proceso de separación de  fragmentos de ADN de distinto tamaño. Ahora todo se hace en microbolitas enclaustradas individualmente en micronichos a las que llegan los reactivos necesarios para añadir uno a uno los cuatro diferentes nucleotidos, que según se van incorporando al fragmento de ADN que hay en cada bolita producen un pequeño destello gracias a otra reacción química acoplada. Los destellos son procesados por un ordenador que interpreta y ensambla la información y la convierte en la secuencia del ADN.




Secuenciador de 454 Life Sciences. El utilizado para secuenciar el genoma de James Watson. El ordenador se aloja en la mesita sobre la que está el módulo en el que se realizan las reacciones químicas.

¿Lo pagará la Seguridad Social?
Todavía se está lejos de abaratar el coste del proceso hasta los mil dólares (unos 650 euros al cambio de hoy), que es lo que se considera estaríamos dispuestos a pagar los ciudadanos de a pie para disfrutar de tener la secuencia de nuestro genoma. Hoy sería de todas maneras un lujo inútil, ya que la información para poder interpretar el contenido del genoma todavía está en mantillas. Pero sin duda esto abre nuevos horizontes en el camino hacia la medicina personalizada. Y por pura lógica, obtener la secuencia completa de una bacteria, ha pasado de durar años a poder completarse en días. Incluso la secuencia del genoma de Mycoplasma genitalium, que como ya dijimos en otro artículo tiene el genoma de menor tamaño secuenciado, se pudo completar en 4 horas. Esta rapidez del método se nos anuncia puede servir para hacer un diagnóstico que detecte desde la propagación de genes de resistencia a los antibióticos en las infecciones, hasta ataques bioterroristas.  Esta última es la motivación que ha guiado el trabajo de secuenciación de aislados clínicos de la bacteria Francisella tularensis para comparar su genoma con el de estirpes de referencia, su aplicación a 80 estirpes requirió tan solo 6 semanas.

* En el ADN, que forma el genoma de la mayor parte de los seres incluido el humano, en vez de Uracilo se encuentra Timina.


REFERENCIAS
Wheeler et al. 2008. The complete genome of an individual by massively parallel DNA sequencing. Nature. 452: 872-876.

M.V. Olson. 2008. Dr Watson’s base pairs. Nature. 452: 819-820.

La Scola et al. 2008. Rapid comparative genomic analysis for clinical microbiology: The Francisella tularensis paradigm. Genome Research. 18:742-750.


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domingo, 27 de abril de 2008


autores: Susanne Gola y Miguel Vicente

Lejos de la imagen romántica del científico, Robert Koch, que revolucionó la microbiología con descubrimientos tan cruciales como la identificación del germen que causa la tuberculosis, vivió inmerso en las ambiciones, conflictos y pasiones que agitan al mundo de los investigadores modernos. En 1905 le fue otorgado el Nobel de Fisiología o Medicina y sus postulados, definiendo los requisitos necesarios para probar que un determinado microbio es el causante de una enfermedad infecciosa, son todavía, con pocas modificaciones, una pieza fundamental en las investigaciones actuales.



Robert Koch no solo descubrió la causa de enfermedades infecciosas como la tuberculosis y el carbunco, también estuvo inmerso en una época en la que los antiguos patrones de la ciencia  y los científicos sufrieron profundos cambios pasando de ser una afición a una profesión.



Según Koch, para cerciorarse de que un microbio es la causa de una enfermedad, es necesario que esté siempre asociado a los casos de enfermedad, que se le pueda obtener de los enfermos y cultivarlo en el laboratorio para usarlo luego para infectar a un individuo sano (obviamente un animal de experimentación) y volverlo a obtener de este último cuando a su vez caiga enfermo.  En palabras de Koch “El conjunto de todos estos factores me permite concluir que los bacilos presentes en las lesiones de la tuberculosis no solo las acompañan sino que de hecho la causan. Estos bacilos son los auténticos causantes de la tuberculosis”. Siguiendo estas pautas Koch encontró además otros microbios patógenos responsables de enfermedades como el carbunco y el cólera.

Robert Heinrich Hermann Koch había nacido en Clausthal el 11 de diciembre de 1843. Era el tercer hijo de un total de once. Su padre era técnico de minas. Se cuenta que aprendió a leer a los cinco años leyendo periódicos y que pronto mostró, como su padre, una gran afición por los viajes, lo que sin duda debió ayudarle en sus desplazamientos a lugares entonces remotos de África y la India para estudiar enfermedades y epidemias  como la malaria y la peste. Estudió Medicina en la Universidad de Göttingen.

Inventos de cocina
El trabajo de Koch, aparte de por su calidad como científico, fue también posible por avances técnicos de su laboratorio que hoy en día son rutinarios, entre ellos la llamada “Placa Petri” y el uso de agar como compuesto para solidificar los medios de cultivo permitiendo la propagación de colonias aisladas descendientes de un único individuo. La primera fue inventada por Julius Richard Petri un colaborador de Koch. Sustituir por agar a la gelatina animal, que, además de ser destruida por muchas bacterias no llega a ser sólida a la temperatura a las que se  incuban, se le ocurrió a otro de sus ayudantes, Walter Hesse, viendo cómo los postres con gelatina de agar que cocinaba su esposa Lina (Angelina Fannie) permanecían sólidas incluso en el verano. A Lina, educada en Nueva York, le había enseñado a usar el agar un vecino que había vivido en Java .



Añadiendo el medio de cultivo con agar fundido a las placas Petri. Laboratorio de Ramón Díaz, CIB. Foto: Erinia Vicente.

Discrepancias no sólo científicas
A Koch se le opuso otro influyente biólogo de su época, Rudolf Virchow, quien opinaba que las enfermedades son debidas casi exclusivamente al mal funcionamiento de las propias células del enfermo. Esta rivalidad científica se mezclaba con recelos y rencores sobre las condiciones  profesionales y académicas de cada uno. Otra conclusión de Koch, completamente probada hoy en día,  de que la tuberculosis humana y la bovina son producidas por gérmenes diferente también atrajo múltiples críticas y oposición cuando en 1901 la comunicó en el Congreso Médico Internacional sobre Tuberculosis en Londres.



Vial de Tuberculina de Koch de 1895 que se conserva en el Charité Hospital, Berlin. Foto de Terry Sharre.

Todavía es más controvertido el hallazgo de la tuberculina, un extracto del medio donde se cultiva el bacilo de la tuberculosis y cuya procedencia Koch guardó en secreto durante tiempo, se cree que esperando recibir, si se comprobaba que servía para curar la enfermedad, unos buenos ingresos. Finalmente Koch se vió forzado, incluso por causas de política científica, a revelar los detalles, lo que en cierta medida podía ser prematuro. Por aquél tiempo, 1889, Koch, a la sazón cuarentón, se enamoró de una joven de 17 años, Hedwig Freiberg. Es posible que cuatro años después Koch utilizase algunos de los ingresos reportados por la tuberculina para divorciarse de su primera esposa, Emma, y casarse con Hedwig. La eficacia de la tuberculina como cura de la tuberculosis es todavía un tema controvertido, pero lo que sí es cierto es que su uso como herramienta para  su diagnóstico, en lo que fue también decisiva la intervención de Clemens von Pirquet que se dio cuenta de que la tuberculina producía una reacción alérgica,  ha sido muy importante.



Hedwig Freiberg a la edad en la que conoció a Robert Koch y en la que se ofreció para una prueba con tuberculina. Publicada en Nature con autorización de R. Munch y el patrocinio de la German Science Foundation.


El poder del amor
El nuevo matrimonio de Koch fue recibido como un gran escándalo por el estamento académico, nada proclive a aceptar conductas personales que se salgan de las normas más cavernícolas, pero lo cierto es que Hedwig no solo acompañó a Koch hasta su muerte en Baden-Baden el 27 de mayo de 1910 por un ataque cardíaco, también fue una pieza clave para demostrar la eficacia de la tuberculina como diagnóstico. Koch, posiblemente con una infección latente y sin síntomas por el bacilo de la tuberculosis, había probado la tuberculina en él mismo, lo que al tratase de una prueba de alergia le había causado una reacción muy fuerte. La joven, no cabe duda de que guiada por su afecto por el científico, se ofreció voluntaria para que se le hiciese la prueba, así se pudo calcular la dosis adecuada para realizar el diagnóstico en individuos no infectados.

GLOSARIO
Placa Petri: Una caja cilíndrica de poca altura, antes fabricada en vidrio y en la actualidad mayoritariamente en plástico, provista de una tapa asimismo circular y de idéntico material. Se utiliza sobre todo en microbiología para cultivar bacterias.
Agar: Una gelatina obtenida de algunas algas que se usa en la cocina tradicional de países asiáticos. No es degradada por la mayoría de las bacterias y una vez solidificada es traslúcida y bastante rígida.


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sábado, 19 de abril de 2008

autor: Miguel Vicente

Se calcula que a diario mueren de tuberculosis cuatro mil personas. La tuberculosis, una enfermedad producida por el bacilo de Koch (Mycobacterium tuberculosis) y que se pensó estaba desapareciendo, vuelve a ser en la actualidad un serio motivo de preocupación.  No sólo es frecuente entre los enfermos de SIDA, a los que ataca por la debilidad de su sistema inmune, también quienes reciben medicación para bloquear el factor de necrosis tumoral, una terapia usada para aliviar algunas enfermedades autoinmunes, pueden ser atacados por el bacilo de Koch con más facilidad. Contribuye a aumentar la preocupación actual el que estén apareciendo cepas de M. tuberculosis que son resistentes a varios de los pocos antibióticos que pueden combatirlo. Que el bacilo de Koch sea difícilmente tratable se debe a varias causas, una es que suele mantenerse en estado de letargo, en el que los antibióticos son menos eficaces, otra acaba de descubrirse: la estructura de la cubierta de las Micobacterias es más compleja y resistente de lo que se creía.



Una imágen romántica de la tuberculosis. La actriz brasileña Cacilda Becker  en una representación de "La Dama de las Camelias" dirigida por  Luciano Salce, en Sao Paulo, Brasil (1952).

Clasificación bajo sospecha
En un artículo anterior de este foro se explicaba que la existencia de dos membranas en las bacterias Gram-negativas no solo las hacía distintas de las Gram positivas, sino más resistentes a antibióticos como la penicilina.  Las Micobacterias, entre las que se encuentra el causante de la tuberculosis y el de la lepra, se habían clasificado, por las forma en que se tiñen por la tinción de Gram, como Gram positivas. Sin embargo su capacidad de resistir a muchos antibióticos no casaba con esa clasificación. Ahora se ha observado en gran detalle la estructura de la cubierta de bacterias como Mycobacterium smegmatis y la cepa BCG de Mycobacterium bovis, bacterias emparentadas con el bacilo de Koch pero menos peligrosas, y podemos concluir que su cubierta es más compleja de lo que nos revelaba el método de tinción de Gram.

Tres dimensiones apilando rodajas
Para revelar la estructura de la cubierta de las Micobacte