La digitalización de la Microbiología


El foro “Esos pequeños bichitos” ha tenido el honor de aparecer como uno de los foros de microbiología que reseña un artículo de la revista Microbe (microbio) de la Sociedad Americana de Microbiología (ASM) en su número de noviembre de 2010. El artículo, cuya autora Melanie D. G. Kaplan es colaboradora de SmartPlanet.com de la CBS, pasa revista a los foros más conectados con la ASM e incluye una tabla “Intel for the Micro World” (Intel para el micro mundo) en la que aparecen varios foros dedicados a la microbiología. “Esos pequeños bichitos” es el único foro escrito en lengua no inglesa que aparece en ella. Para dar una idea del contenido del artículo ofrezco a continuación la traducción de su resumen.

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Ni contigo ni sin tí: guía para entender los microbios


Miguel Vicente

Los microbios no son tan llamativos como los tigres, las ballenas o los árboles de la selva, y no suelen aparecer casi nunca como héroes de películas, cuentos o cómics. Y, sin embargo, son los seres vivos más abundantes de nuestro planeta. Para que nos hagamos una idea, tan solo en el cuerpo humano hay aproximadamente un centenar de billones (con “be”) de microbios. Son, además, los más pequeños: para poder observarlos es necesario un microscopio que aumente la imagen al menos mil veces. Los microbios son el origen de todo lo que vive, se extienden por todo el planeta y fueron los que produjeron todo el oxígeno de la atmósfera terrestre.

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Presento en este foro un libro, o según se mire cuaderno, que ofrece una guía para entender cómo viven y cómo nos afectan los microbios, desde lo que comemos hasta las enfermedades que sufrimos. Un texto asequible, pero también riguroso, ameno y actualizado de la microbiología dirigida al público interesado en conocer el mundo de los microorganismos.
Como primicia del libro reproduzco, ligeramente modificado, el epílogo. Seguir leyendo »

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Avanzando en la lucha contra los patógenos: reunión final de COMBACT


El 18 y 19 de octubre tuvo lugar en el Centro Nacional de Biotecnología la última reunión del proyecto COMBACT. En ella se presentaron los últimos resultados obtenidos por los participantes así como un resumen de las actividades de difusión entre las que se encuentra este foro. Se presenta en esta reseña la cobertura de la reunión realizada por Europa Press.

Reportaje de la reunión COMBACT

Declaraciones de Miguel Vicente, coordinador de COMBACT (Centro Nacional de Biotecnología, CSIC)

Declaraciones de Jesús Mingorance (Hospital Universitario La Paz, IDiPAZ) y Paulino Gómez-Puertas (Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa”, CSIC)

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Tres caballeros y una dama: la trastienda de la doble hélice


autor: Miguel Vicente

Ya sé que a mucha gente no les resulta simpática la figura de Rosalind Franklin, la científica que aportó los datos experimentales que permitieron deducir que el ADN es una molécula formada por dos hélices antiparalelas que contienen la información genética, la doble hélice. Pero me pregunto a quién le caen simpáticos James Watson o Francis Crick, los dos científicos del Cavendish Laboratory de Cambridge que obtuvieron en 1962, año en que murió Marilyn Monroe, el Premio Nobel por la publicación de esta estructura.

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Crick (a la izquierda) y Watson en 1953 paseando por los jardines de la Universidad de Cambridge. The James D. Watson Collection, Cold Springs Harbor Laboratory Archives.

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Un paso más hacia el diagnóstico rápido de la tuberculosis



autora: Cristina Ortiz *

Un grupo de científicos de diferentes instituciones en Suiza, Alemania, Sudáfrica, Perú, India, Azerbaiyán, y Estados Unidos, acaba de publicar en The New England Journal of Medicine la comprobación de la eficacia de un nuevo método automático para detectar en no más de dos horas si una persona está infectada por el bacilo de Koch, Mycobacterium tuberculosis (MTB), causante de la tuberculosis. El método permite además detectar si la cepa que infecta al paciente es resistente a rifampicina (RIF), uno de los antibióticos de primera línea usados contra la tuberculosis.

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El “Xpert MTB/RIF” es como se ha llamado la máquina que permite en no mas de dos horas diagnosticar la tuberculosis. Para iniciar el procedimiento se obtiene una muestra de esputo del paciente y se inactiva con un reactivo especialmente formulado para matar la bacteria, licuarla y estabilizar los componentes. La manipulación de la muestra es mínima, basta con agitar la mezcla, dejarla reposar un cuarto de hora y volver a agitarla. De esa mezcla, ya inocua, se retira un pequeño volumen, de 2 a 3 mililitros, o sea lo que sería una cucharada sopera, y se introducen en un cartucho en el que se encuentran todos los reactivos necesarios para realizar el análisis. A partir de ahí ya todo lo hace la máquina, que tras una hora y tres cuartos facilita el resultado, tanto en una pantalla como en una impresora.

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La alarma del verano de 2010: resistencia NDM-1


autor: Jesús Mingorance
Hospital Universitario La Paz. IdiPAZ.

A mediados de agosto aparecía en The Lancet un trabajo presentando la caracterización epidemiológica y molecular de una nueva resistencia a antibióticos llamada NDM-1, asociada a infecciones por bacterias gramnegativas. Con un tono algo menos neutro de lo habitual en la literatura científica, los autores advertían de los riesgos que puede entrañar su hallazgo, y esa advertencia ha levantado la alarma transmitida por diversos medios de comunicación, en los que se ha presentado como la nueva superbacteria que traerá el fin de la era de los antibióticos, etc. etc. Tanto es así que la revista Newsweek, que suele publicar una sección titulada “sabiduría popular” (Conventional Wisdom), en su número doble de agosto atribuía a la resistencia NDM-1 el mismo índice de preocupación que al virus VIH, mientras que rebajaba los índices de otros virus causantes de gripes, tanto la A como la aviar, y de neumonías como el SARS que han alarmado a la opinión pública en el último lustro.


Y lógicamente, nos preguntamos ¿de qué va todo esto? ¿qué tiene de particular la dichosa resistencia de la bacteria? ¿…? Intentaremos dar algunas respuestas.

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Distribución de las estirpes de enterobacterias conteniendo la resistencia NDM-1 en Bangladesh, India, Pakistan, y el Reino Unido. (fuente: REFERENCIA).

¿Qué quiere decir NDM-1 y por qué es peligroso? En primer lugar conviene aclarar que, contrariamente a lo que indican algunos titulares, NDM-1 no es una bacteria. Es una proteína y más concretamente una metalo-β-lactamasa (metalo-beta-lactamasa ó MBL). Esto quiere decir que NDM-1 es una enzima, una proteína que tiene actividad catalítica. Las MBLs reciben este nombre porque tienen uno ó dos átomos de zinc en su centro activo, y actúan rompiendo el anillo beta-lactámico de los antibióticos de la familia de la penicilina (con la única excepción del aztreonam). La rotura del anillo desactiva completamente el antibiótico. Además, como las demás MBLs, NDM-1 es insensible a los inhibidores de beta-lactamasas de uso clínico corriente, como el ácido clavulánico. Muchas veces el ácido clavulánico se asocia a los tratamientos con los antibióticos del tipo de la penicilina precisamente para evitar que las betalactamasas presentes en muchos patógenos los inactiven sin más. Esto quiere decir que una infección producida por una bacteria productora de NDM-1 no podrá tratarse adecuadamente con ningún antibiótico beta-lactámico (penicilinas, cefalosporinas, carbapenems), ni con ninguna de las combinaciones de antibiótico más inhibidor que se utilizan habitualmente.

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Estructura de una metalo-beta-lactamasa de la bacteria Pseudomonas aeruginosa. Las dos esferas amarillas son dos átomos de zinc en el centro activo. (fuente).

¿Y cual es el problema? ¿acaso no hay otros antibióticos? Sí, hay otras familias de antibióticos a las que no les afecta NDM-1. El problema es que esta resistencia anula por si sola a casi toda la familia de los beta-lactámicos, que constituyen una parte muy importante del arsenal antibacteriano, y que por sus propiedades son los antibióticos preferidos para tratar la mayor parte de las infecciones. El problema es también que la resistencia está asociada a un elemento genético transferible, es decir, que puede viajar entre diferentes clones de una especie, e incluso entre diversas especies, y por lo tanto puede llegar a una bacteria que ya tenía previamente otras resistencias. Esto ocurre con facilidad en los hospitales, donde la presión antibiótica es muy elevada, y el resultado es la selección de clones multirresistentes, que con frecuencia son muy difíciles de tratar. De hecho, varias de las cepas descritas en el trabajo de Kumarasamy y colaboradores son multirresistentes, y una de ellas es pan-resistente (“resistente a todo”).

¿Qué me pasaría si fuese portador de una bacteria productora de NDM-1? Nada. Lo más probable es que no se diera cuenta. Nuestra flora bacteriana está formada por muchas bacterias, entre las que se encuentran las enterobacterias. La NDM-1 es una proteína que puede encontrarse en enterobacterias y les confiere resistencia a los antibióticos, pero no tiene ninguna actividad tóxica ni virulenta. La colonización por bacterias productoras de NDM-1 no es peligrosa en sí misma. El problema surge cuando alguna de estas bacterias produce una infección por lo difícil que puede resultar tratarla.

¿Y entonces, qué me pasaría si tuviese una infección por una bacteria productora de NDM-1? En la mayoría de los casos podría utilizarse un tratamiento antibiótico alternativo. Si la bacteria responsable es multirresistente las opciones de tratamiento pueden estar seriamente limitadas, y aquí entran en juego otros factores, como el tipo de infección, el microorganismo y el estado basal del paciente. No es lo mismo una infección urinaria que una neumonía, ni es lo mismo una infección en un paciente que previamente estaba sano, que en un paciente que ya tenía algún otro problema. En general con los tratamientos alternativos hay menos experiencia de uso y, en ocasiones pueden ser más tóxicos, lo que puede dificultar el tratamiento, especialmente en pacientes “frágiles”.

¿Si tuviese una infección por una bacteria productora de NDM-1 me la detectarían? Los análisis rutinarios de los Servicios de Microbiología incluyen antibiogramas. Si un paciente tiene una infección por una bacteria productora de MBLs se detectará dicha actividad y se dará esa información a su médico. Para determinar si se trata de NDM-1 o de otra MBL habrá que analizar el gen que codifica la resistencia (mediante PCR, por ejemplo). Dado que todas las MBLs tienen actividades similares la identificación precisa del gen es de interés epidemiológico, pero no es relevante para el paciente.

¿Y no pueden utilizarse antibióticos nuevos? Sí, hay algunos antibióticos aprobados recientemente que parecen funcionar bien, pero ninguno es de una familia nueva. El problema es que la investigación en esta área se ha reducido mucho en las últimas décadas, las líneas en desarrollo son muy escasas y es previsible que en los próximos años salgan al mercado muy pocos nuevos antibióticos. El pozo se está secando, desde hace ya algún tiempo se vienen lanzado mensajes al respecto, pero la reacción está siendo lenta y tímida (en el mejor de los casos).

¿Pero hay motivos para alarmarse? No y sí. No hay motivos para generar una alarma inmediata. La aparición de NDM-1 no supone realmente una novedad, las MBLs se describieron ya en la década de los noventa, y aún son poco frecuentes. Sin embargo, desde su descubrimiento se han expandido por todo el mundo y su frecuencia va en aumento, y eso sí es preocupante porque nos estamos quedando sin armas para responder.

¿De dónde viene NDM-1? Se trata de un gen natural que por su actividad particular ha sido seleccionado por la presión antibiótica sobre la flora bacteriana humana. Al integrarse en un elemento genético móvil capaz de saltar entre cepas, e incluso entre especies, se difunde muy rápidamente. No conocemos las funciones originales de las MBLs, pero deben estar relacionadas con el metabolismo de la pared bacteriana. El análisis de las secuencias de aminoácidos de las diferentes familias de MBLs indica que están lejanamente emparentadas, lo que a su vez muestra que se trata de un grupo de enzimas antiguo y ampliamente distribuido entre las enterobacterias. (Lo siento, no hay fundamentos para teorías conspirativas).

Entonces, ¿dónde está la novedad? El título del trabajo de Kumarasamy y colaboradores sugiere que se ha descubierto un nuevo mecanismo de resistencia, y en ese sentido es incorrecto. Lo que se ha descubierto es un nuevo gen perteneciente a una familia ya conocida y cuyos mecanismos de acción han sido bien caracterizados. La novedad podría estar en la velocidad con la que NDM-1 está diseminándose por el mundo. En 2008 se detectan los primeros casos en Reino Unido, y en 2009 ya constituyen el grupo mayoritario, siendo el 40% de las MBLs detectadas (que son pocas en términos absolutos, pero están en aumento). Dado que se trata de la primera vez que se describe, aún no existen datos sobre otros países, aunque es previsible que en los próximos meses aparezcan ya los primeros informes.

¿Por qué ha surgido NDM-1 en la zona de la India y Pakistán? No hay ninguna razón objetiva. Otras familias de MBLs han sido descritas originalmente en Japón, Italia, Alemania, Brasil y Corea, y algunas de ellas se han diseminado ya por todo el mundo. El problema de las resistencias es un problema global. Sin embargo, sí es cierto que en los países en los que los antibióticos pueden comprarse sin receta médica (como la India, entre otros muchos…) suele hacerse un uso excesivo e innecesario de antibióticos que no benefician a nadie, pero que contribuyen a aumentar la presión antibiótica y a seleccionar resistencias. Por ello es más frecuente que las resistencias se originen en éstos países, y por ello volvemos a insistir en lo importante que es evitar el USO INNECESARIO de todos los antibióticos

REFERENCIA:

Kumarasamy KK, Toleman MA, Walsh TR, Bagaria J, Butt F, Balakrishnan R, Chaudhary U, Doumith M, Giske CG, Irfan S, Krishnan P, Kumar AV, Maharjan S, Mushtaq S, Noorie T, Paterson DL, Pearson A, Perry C, Pike R, Rao B, Ray U, Sarma JB, Sharma M, Sheridan E, Thirunarayan MA, Turton J, Upadhyay S, Warner M, Welfare W, Livermore DM, Woodford N.2010. Emergence of a new antibiotic resistance mechanism in India, Pakistan, and the UK: a molecular, biological, and epidemiological study. Lancet Infect Dis. 10: 597-602.

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La leche materna no sólo alimenta al bebé


Autor: Alfonso M. Corral*

Durante la Semana Mundial de la Lactancia nos bombardean con informaciones sobre las bondades de la leche materna. Algunas ya conocidas como que ya de adultos tendremos un menor riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares. De otras, sin embargo, nunca había oído hablar. Como el descubrimiento de que los bebés no digieren el 21% de la leche materna y que esta parte no digerida favorece el crecimiento de bacterias intestinales saludables.

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El 21% de la leche son azúcares complejos derivados de la lactosa. Unos azúcares que, sorprendentemente, los seres humanos no podemos digerir. Y es que, señala uno de los autores de este estudio, Bruce German, no deja de ser asombroso que “la leche contenga tanto material que el bebé no pueda digerir“.

Intentando encontrar un sentido evolutivo a tal derroche de energía, el grupo de dirigido por David Mills en la Universidad de California en Davies encontró en las heces de los bebés que tomaban leche materna una bacteria que sí es capaz de digerir estos azúcares complejos: Bifidobacterium longum subsp. infantis. De este modo, la madre influye en el tipo de bacterias que viven en el intestino de su retoño. De hecho, esta bacteria no se ha podido encontrar ni en adultos ni en bebés a los que no se les da el pecho.

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Esta subespecie se encuentra en las paredes intestinales, evitando así la proliferación de otras bacterias que pudieran ser nocivas. Para los recién nacidos, con un sistema inmune sin entrenar y sin el ácido estomacal que mate a la mayoría de las bacterias que ingieren, cualquier ayuda frente a los microorganismos hostiles es poca.

Por ello la selección natural ha favorecido esta simbiosis. Eso sí, una simbiosis bastante original, ya que no es el bebé, sino la madre, quien le da alimento a esta bacteria a cambio de protección para sus hijos. Algo así como una niñera en versión microscópica. Como indica German, “las madres están reclutando otra forma de vida para cuidar de su bebé.”

REFERENCIA:

Sela, D., Chapman, J., Adeuya, A., Kim, J., Chen, F., Whitehead, T., Lapidus, A., Rokhsar, D., Lebrilla, C., German, J., Price, N., Richardson, P., & Mills, D. (2008). The genome sequence of Bifidobacterium longum subsp. infantis reveals adaptations for milk utilization within the infant microbiome. Proc. Nat. Acad.  Sci., 105: 18964-18969.

* Alfonso  M. Corral es Divulgador Científico en el Centro Nacional de Biotecnologia del CSIC.

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Las bacterias gourmet comen sushi


autor: Marta García Ovalle*
selección de imágenes y pies de figura: Miguel Vicente

¿Qué diferencias hay entre un japonés y un norteamericano? Además de las que vemos a simple vista, hay otras que están más ocultas. Estudiando unas enzimas que pueden digerir compuestos presentes en las algas ha surgido el sorprendente resultado de que los genes que las codifican, en un principio identificados en bacterias marinas, se encuentran también en la flora intestinal de los japoneses, pero no en los occidentales. Esto ha conducido a proponer que posiblemente los genes pasaron de las algas consumidas con la dieta a algunas bacterias del intestino. Es posible, aunque dista de estar comprobado, que de esta manera se facilite la asimilación de compuestos del alga, y que esto sea a la larga beneficioso para el organismo humano. Así que los alimentos que tomamos no sólo serían importantes para nuestro cuerpo, sino también para los pequeños habitantes del intestino, nuestra microbiota intestinal.

Robert-Kaufman

Sushi. Arroz ligeramente dulce y aromatizado con caldo de algas y vinagre de arroz es la base del sushi. Pescado, mariscos, hueva de pescado tortilla de huevo, hortalizas y algas nori completan los diferentes tipos de esta comida japonesa recientemente popularizada en occidente. La pasta de rábano picante y la salsa de soja se añaden como ligeros toques de aliño. Entre bocado y bocado se intercalan láminas de gengibre encurtido para no confundir los sabores. Imagen: un tejido estampado de Robert Kaufman. Seguir leyendo »

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Bacterias: el primer regalo de mamá


autor: Miguel Vicente

Nada más venir al mundo, los bebés pasan de un ambiente prácticamente estéril, en el que no han estado en contacto con ningún microbio, a un mundo en el que pululan bacterias, virus y otros microorganismos. El bebé es para ellos como un territorio sin dueño que se apresuran a colonizar. Para el recién nacido es de importancia vital que en su cuerpo se desarrollen las bacterias más adecuadas para ayudarle a vivir y a defenderse de otros microbios que pueden ser dañinos. Según se concluye de una reciente investigación, las primeras bacterias que recibimos al nacer son un regalo de nuestra madre y son diferentes según el parto ocurra de forma natural o por cesárea.

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Nacimiento de San Juan Bautista. Fresco de Domenico Ghirlandaio, capilla Tornabuoni, Santa María Novella, Florencia. 1486-1490. Seguir leyendo »

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Venter en 2010 comprueba de nuevo que Avery, ya en 1944, tenía razón


autor: Miguel Vicente

Otra vez más Craig Venter ofrece el espectáculo que periódicamente da anunciando la publicación en la revista Science de un experimento en el que el brillo de la tecnología utilizada y la repercusión mediática son más protagonistas que los planteamientos científicos. Esto ya no es sorprendente, lo que resulta curioso es que una vez más se repite el tratamiento desorbitado y, en algunos aspectos, erróneo, que los medios de comunicación dan a la noticia. Los resultados no establecen nuevos principios científicos, ni plantean teorías revolucionarias, son, eso sí, ejemplos de virtuosismo técnico. Ya en trabajos anteriores Venter había conseguido por un lado producir un genoma sintético, y por otro convertir a una especie en otra haciéndole un transplante de genoma, ahora ha combinado las dos técnicas y el resultado ha producido una bacteria casi idéntica a la que le ha servido de guía para sintetizar el genoma transplantado. Contado así queda muy lejos de los titulares que los medios de comunicación nos han estado suministrando. Y créame el lector que el experimento y el resultado han sido tal como lo digo.

Ancient of Days

“Urizen como Creador del Mundo Material” una ilustración de William Blake (1757 – 1827) para “Europa, una profecía”. Seguir leyendo »

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