jueves, 28 de febrero de 2019

Práctica de transformación bacteriana


Materiales
Rotulador indeleble.
6 unidades
Asas metálicas de siembra
6 unidades
Guantes
30 pares
Juego de micropipetas (1-10 μl, 10-100 μl y 100-1000 μl)
6 juegos
Puntas para juego de micropipetas
6 racks por cada una
Tubos eppendorf de 1,5 ml.
10 unidades
Gradillas para tubos eppendorf
6 unidad

Reactivos
Agua destilada estéril para control negativo
50 ul

Plásmido pUC 18/19
6 ul

Placas Petri LB con ampicilina
20 ml
18 placas
Placa Petri LB sin ampicilina
20 ml
1 placa

Equipos
Baño María
1 unidad
Cámara de flujo laminar
1 unidad
Incubador 37°
1 unidad
Termoblock 42°
1 unidad

La transformación bacteriana es absorción directa, incorporación y expresión del material genético exógeno. Para ser mantenido de manera estable por la célula, el ADN plasmidial debe contener un origen de replicación, que permitirá la replicación en la célula, independientemente del cromosoma. Debido a que la transformación usualmente produce una mezcla de inusuales transformaciones y abundantes células no-transformadas, se necesita de un método para identificar las células que han adquirido el plásmido. Los plásmidos utilizados en este tipo de experimentos, contienen usualmente un gen que les otorgue resistencia a un antibiótico. La cepa bacteriana a transformar, debe ser sensible a éste. Las células capaces de crecer en un medio de cultivo con este antibiótico, serán las que han sido transformadas por el plásmido, y las células que no puedan crecer carecerán de éste.

En éste tipo de transformación, la región que contiene el sitio múltiple de clonamiento, o sitio polylinker, reside en el fragmento del gen lacZ-α, lo que significa que los plasmidios recombinantes tendrán el gen deseado insertado en alguna parte dentro de lacZ-α. Cuando este fragmento genético interrumpido sea expresado por la E. coli, no se producirá una proteína lacZ-α utilizable, por lo que no se formará β-galactosidasa utilizable.

Las bacterias que tengan el plásmido pero éste no tengan la secuencia recombinante pueden romper el X-gal presente en el agar del medio, tornándose suscolonias de color azul. Las bacterias que han sido transformadas, no pueden procesar X-gal y permanecen con su coloración blanca natural.

El plásmido comercial pUC18/19 sirve para clonar en E. coli.
Transformación bacteriana
Se prepararon previas células de E. coli competentes mediante el protocolo de Cloruro Cálcico. Se congelaron.

Descongele las células competentes de E. coli en hielo.

Prepare 2 tubos 1.5 ml. Rotule con - el tubo de control negativo y ? para el tubo problema. Agregue 50μL de células E. coli competentes a cada tubo.

En el tubo negativo ponemos 1 ul de agua destila esteril, en el tubo problema ponemos 1 ul que contiene el plásmido pUC18/19. Mezclar pipeteando dos o tres veces.

Incube los tubos en hielo durante 10 minutos.

Genere un shock de calor al colocando el tubo en el termobloque a 42°C durante 30 segundos.

Luego coloque rápidamente los tubos en hielo durante 2 minutos.

Añada a cada tubo 1 ml de medio SOC precalentado a 37°C

Incube a 37 ° C,  si es posible con una agitación de 200 rpm, durante 30 min.

Distribuya 100 ul de las diluciones 1:10 del control negativo y 1:10 y 1: 100 del tubo problema en placas Petri de LB preparadas con 100 ug/ml de ampicilina. Por paralelo se siembra una placa de LB sin ampicilina para comprobar que las E. coli competentes son viables.

Incube a 37 ° C durante 12-16 horas.

Inspeccione las placas para observar presencia de colonias transformadas.

Preguntas de repaso: 
¿Qué ocurriría si no añadimos antibiótico a las placas Petri?
¿Qué función tiene en el plásmido la región de clonación múltiple "MCS"?
En un tubo Eppendorf tengo 1x104 bacterias. He hecho un experimento de transformación con un plásmido. Por experimentos anteriores se que mi tasa de transformación es de 1 bacteria cada 10 millones de bacterias. Hago una dilución 1/1000 y siembro 10 ul de esa dilución. ¿Cuántas bacterias tendré en mi placa con antibiótico?

lunes, 25 de febrero de 2019

Un alga unicelular evoluciona en tiempo real a organismo multicelular

Un alga unicelular evoluciona en tiempo real a organismo multicelular. La transición duró alrededor de un año, y fue causada por la introducción de un depredador en su medio ambiente. La transición vida unicelular a multicelular fue uno de los pocos acontecimientos importantes en la historia de la vida que creó nuevas oportunidades para que evolucionaran sistemas biológicos más complejos. Se plantea la hipótesis de que la depredación es una presión selectiva que puede haber impulsado la evolución multicelular.


https://www.nature.com/articles/s41598-019-39558-8

jueves, 21 de febrero de 2019

¿Futuro de la educación?


Peligros de las nuevas propuestas
La clase invertida tiene el problema de romper la transmisión vertical del saber. La transmisión de saber ya no será entre generaciones, entre personas. Cuando tienes un profesor, éste se encarga de contarte cuáles fueron los retos a los que se han tenido que enfrentar en su generación y te plantea los que se intuye van a ser los de tu propia generación. Además, el buen profesor señala qué es lo real y qué es lo ficticio. Es algo que hacen muy bien los viejos. Nadie puede sustituir esa sabiduría. Que conste que no estoy en contra de las nuevas tecnologías. De hecho estoy interesado en incorporarlas a mis clases pero como complemento. Estoy en contra de su supremacía, de que sustituyan la relación profesor-alumno. Desde los gurús de Silicon Valley se difunde un discurso monolítico que pretende conectar a las personas y lo único que consiguen, o pretenden, es aislarlas cada vez más. Privar a las personas de medios independientes de producción para depender de ellos. Venderte tu interconectividad, que es básicamente venderles tu perfil.
 En Ecuador en la Embajada de los EEUU ya están pidiendo las cuentas de redes sociales para decidir si darte la visa. En los sketch de Enchufe TV hicieron una parodia de esta posibilidad como algo gracioso. Bien, la ficción se ha hecho realidad. La idea era "tan buena" que han decidido llevarla a la práctica.

 La gameficación, o ludificación, puede ser una herramienta importante pero tiene un peligro muy serio: la adicción. Y no hablo de la adicción al saber, hablo de mezclar educación y hormonas: dopamina, endorfinas, noradrenalina, testosterona. Ya hay muchas personas enganchadas a los juegos de ordenador. En el futuro se prevé que incluso puedan llegar a que la recompensa sea algún tipo de sustancia química, lo mismo que la biología nos premia con nuestra dosis química de felicidad cuando tenemos un orgasmo (bueno, al menos en las personas que no somos asexuales) ¿Qué aprenderemos? ¿Aquello que nos produzca más sensación de felicidad? Cuando te haces mayor descubres que las cosas importantes es difícil descubrirlas. Nadamos en un mar de estímulos, pero aquello que llena tu vida es algo que está en relación con tus padres, con lo que quieres transmitir a tus hijos. Son experiencias que surgen del conflicto entre tus deseos personales y los valores que se te han transmitido. Son las percepciones de que tu cultura constriñe y al mismo tiempo es y ha sido el vehículo en donde tu persona se ha desarrollado. La vida es corta y por eso cuando te haces mayor vas desconfiando de las distracciones, de aquello que te aparta de lo que te hace grande y te llena.
En las Aventuras de Huckleberry Finn, Mark Twain retrata a la perfección el drama que supone dejar que entre en tu balsa dos timadores. Huck y Jim tratan de escapar de los estados esclavistas del Sur para que el esclavo Jim pueda llegar al norte en donde tendrá libertad. Dos timadores piden ser llevados en la barca por la que van río arriba. Al poco Huck y Jim se dan cuenta que son los timadores los que van imponiendo sus deseos y aprovechándose de ellos.

Dejar la educación en pasajeros externos es ponernos en las manos de intereses de terceros. Una educación debe ser lo menos intrusiva y lo menos manipuladora posible.


Flipping classroom
La clase invertida consiste básicamente en aprender la teoría en casa viendo videos o tutoriales y dedicar las clases con el profesor como una tutorver problemas

Gamificación: aprender jugando
El concepto de gamificación fue creado por Johan Huizinga en su libro Homo ludens en 1938 ¡Menudo año para escribir un libro sobre juegos!. Porteriormente otros autores, como Jane McGonigal, fueron expandiendo el concepto describiendo las características de los juegos que ella entendía como:
    - Objetivos
    - Normas
    - Retroalimentación
    - Participación
Tenemos que pensar que Jane nació en 1977 y es diseñadora de juegos. Los juegos de computador han superado los ingresos de la industria del cine de largo y cada vez más y más gente juega y gasta dinero en estos juegos. Estamos en el SXXI amigos.

Kevin Werbach y Teixes Ferran son otros autores que están aportando a cómo incorporar los juegos al aprendizaje. Richard Bartle creó un test para conocer el tipo de jugador de juegos que eres. Los clasificó en asesinos, recolectores, exploradores y socializadores.
Ejemplo de gamificación: "la vida es bella"

En la UDLA, en 2018, realizamos el 2º Congreso Internacional de Salud Centrada en la Comunidad. Los alumnos presentaron algunas propuestas de juegos. Mi principal crítica a estos juegos es que son juegos de mesa. Es poco probable que después de estar sentados 6 hora al día a los alumnos les apetezca sentarse dos horas más para jugar un juego. Los alumnos no son oficinistas. Me gustaría más la idea de un juego para jugar en una clase, los 25 alumnos, a través del teléfono celular. Estos son los juegos que se presentaron en el congreso:

¿Qué podemos hacer para combatir la resistencia a los antibióticos?

La tercera parte de los antibióticos se usa tanto en humanos como en ganado

Luego nos quejamos de que los antibióticos no funcionan. Lo que no funciona es este sistema que confunde salud con maximización de beneficios.
De los 41 antibióticos aprobados para su uso en ganadería, 31 son usados en la práctica médica humana. Fuente
En temas de salud debiéramos buscar alternativas al "Son los negocios amigo, sino lo hiciese yo habría otro que lo haría". La maximización de beneficios y salud son dos conceptos que maridan muy malamente.
Este señor, Rodrigo Rato, desvalijó un banco público. Resumió el saqueo en una frase ya célebre: "Es el mercado amigo"

Por poner un ejemplo de lo mal que casan avaricia y salud podemos poner el ejemplo de la empresa Venky de la India, una de las mayores productores de pollos y que también produce y vende al por mayor antibióticos que son la última línea de defensa para infecciones humanas, como es la colistina, en sacos de 1 y 5 kg. 

Entender la línea de tiempo para poder resolver problemas

Otro de los problemas es la percepción del problema de la resistencia a los antibióticos. En una encuesta realizada en estudiantes universitarios en Italia se observó que el 78% de los encuestados creían erroneamente que la resistencia a los antibióticos eran debido a que nuestro cuerpo se vuelve resistente a los antibióticos y que por eso dejan de funcionar. Un visión estática del problema. Muchos estudiantes y algunos médicos y veterinarios... no entienden el concepto de línea de tiempo y tienden a ver el problema como un problema de aquí y ahora. La aparición de bacterias resistentes es debido a un proceso paulatino de selección de bacterias con capacidad para resistir a los antibióticos.

En 2019, los estudiantes universitarios deberían tener claro la pregunta ¿Qué fue antes el huevo o la gallina?. La única respuesta posible es ¡El huevo! No entender esta pregunta denota que no se conoce el funcionamiento de la teoría total de la biología: evolución por selección natural. Si no se entiende que la evolución es un proceso en el tiempo entonces no se puede entender nada relacionado con la biología. Entender que los procesos dependen de su evolución en el tiempo no solo es importante para la biología. Por ejemplo, actualmente se analiza la violencia intrafamiliar o de pareja desde etiquetas estáticas como el género, sin darse cuenta que los procesos de violencia son procesos en el tiempo.

La falta de educación está relacionada con la resistencia a los antibióticos

Las personas que no tienen una buena educación toman más antibióticos que las personas con niveles de educación altos, según la encuesta de percepción de los antibióticos realizada en varios países por la Organización Mundial de la Salud. Por lo tanto, si hay espacio de mejora. Educar es una de las soluciones.

miércoles, 20 de febrero de 2019

Glicocalix: donde el individuo comprende que no está solo

Más allá de los proteoglucanos y las glucoproteínas

Cuando se explica bioquímica a alumnos de ciencias de la salud, al final del capítulo de las proteínas, debemos estudiar el glicocalix. Es un tanto aburrido porque su diversidad hace difícil sintetizar lo que supone el glicocalix en la biología. Es sencillo hablar de proteínas glomerulares y proteínas fibrosas, pero el temario se vuelve espeso cuando tenemos que hablar de las proteínas compuestas que se conjugan con azúcares. La complejidad de este tema radica en que no se conoce bien y por lo tanto, no se puede explicar con pasión.
Proteoglucanos: formados por glucosa, ácido urónico y proteína. Hay cinco proteoglicanos solubles presentes en el glicocálix: sulfato de heparán, sulfato de condroitina, sulfato de dermatano, sulfato de queratán y acido hialurónico. En mis clases digo que su función principal es la lubricación... para proteger a las membranas de la fricción... una explicación pobre e inexacta. Cosas de tener un temario muy extenso y poco tiempo (excusas)
Glucoproteínas: formadas por azúcares y proteínas. Por ejemplo, las mucinas salivales; en la sangre, la protrombina y las inmunoglobulinas; en las hormonas, las gonadotrópicas, y algunas ribonucleasas. La explicación que doy en clase es que los azúcares sirven como código de barras para que la célula sepa a donde mandar las proteínas y también que sirven para que el sistema inmune reconozca tejidos u órganos dependiendo de los "códigos de barras de azucar" que tengan las proteínas que los constituyen (una explicación a brocha gorda)
Engolosinados con el ADN y las proteínas hemos dejado a los azúcares de lado

Engolosinados con el ADN y las proteínas, los científicos hemos dejado a los azúcares de lado, debido a que los azúcares son la última frontera en biología. Lo que se conoce de azúcares está a años luz de lo que sabemos del ADN o de las proteínas. Es relativamente fácil trabajar con las proteínas o el ADN. Las técnicas están bien establecidas. Ayuda mucho el hecho que las proteínas son aminoácidos traducidos a partir de los tripletes de ADN. Así, si modificamos el ADN podemos producir cambios en las proteínas y eso nos ayuda a entender su función. No sucede lo mismo con los azúcares. Es difícil producir cambios en su estructura. En ciencia nos hemos limitado a inactivar las enzimas encargadas de que un azúcar se incorpore a una estructura mayor. Digamos que los biólogos moleculares han estado engolosinados trabajando con ADN y proteínas y han dejado los azúcares de lado.

Lo hermoso del glicocalix es que además de las funciones obvias de lubricación, de permitir un espacio para mantener la estructura de la célula o los órganos o para organizar el agua y los nutrientes es que se trata de un código de información ¿Alguien ha dicho código? Cuando hablamos de códigos atraemos a personas muy inteligentes a los que les gustan los retos. De repente lo aburrido se vuelve atractivo. Hoy en día, biólogos moleculares, de sistemas y computacionales están estudiando los códigos de azúcares, lo que se ha venido llamando el glucidoma, para comprender un nuevo lenguaje.

Y como siempre, el origen está en las bacterias

En las bacterias más primitivas, las arqueobacterias, además de la membrana plasmática, en el exterior tienen una pared celular constituídas de capas S de glucoproteínas, pseudopeptidoglicano o polisacáridos. En las eubacterias, la pared celular se compone de peptidoglicano que actúa como una malla que evita que la presión osmótica interna de la bacteria descomponga la membrana plasmática. Estas paredes celulares son estructuras organizadas, con límites definidos. Además, pueden tener un glicocalix que no tiene límites definidos y se deforma con facilidad. Además, pueden exudar materiales poliméricos para crear biopelículas
material exudado polimérico extracelular compuesto por Las proteínas y carbohidratos producidos por las bacterias en 1 la pared celular, 2  el glicocalix o 3 la biopelícula (biofilm) son un material exudado polimérico extracelular. Este material también está producido por células eucariotas las epiteliales de las superficies mucosas. Fuente
La primera vez que la humanidad se dio cuenta que nuestra herencia estaba escrita en el ADN fue en 1944, precisamente estudiando el glicocalix de Streptococcus pneumoniae. Recientemente, hemos descubierto el primer sistema de memoria colectiva estudiando las biopelículas de Pseudomonas aeruginosa. De esa manera, estamos descubriendo que ese glicocalix es algo más que una película mucosa de glucoproteínas. 

Las propiedades del glicocalix, que se estudian en las células y tejidos humanos, se exhiben, por tanto, en bacterias y en comunidades de bacterias como las biopelículas. El glicocalix es ese espacio de glucoproteínas y glucolípidos que sirve para mantener hidratadas a las células, que canaliza los nutrientes, que sirve como una especie de columna vertebral mucosa para el soporte de las membranas, contribuye al reconocimiento, comunicación y adhesión entre células. Los distintos tipos de glicocalix sirven también para identificar a una comunidad de células y así diferenciar lo propio de lo ajeno.

Las bacterias surgen hace 4000 millones de años y los seres pluricelulares, como nosotros, aparecen hace solo 1000 millones de años. Las tres cuartas partes del tiempo de evolución del glicocalix se dio exclusivamente en bacterias protozoos. Ese mecanismo de adhesión y reconocimiento entre células, con todo lo que ello implica: memoria, comportamiento social, diferenciar lo propio de lo ajeno, estaba ya listo antes de la aparición de organismos pluricelulares. En este momento, el glicocalix sirvió para guiar el movimiento de las células que empezaban a dividirse en linajes para que se agrupasen en tejidos.

Hoy en día, la medicina está comprobando que incorporar al glicocalix en nuestro mapa conceptual del cuerpo humano es imprescindible para entender múltiples procesos: la inmunidad de la infección, como defendernos del cancer, las enfermedades cardiovasculares, la compatibilidad de los transplantes o los defectos en el desarrollo embrionario.

martes, 19 de febrero de 2019

¿Cómo te sentirías si te dijesen que no hay agua potable?

En Ecuador el 25% de los hogares carecen de acceso al agua potable. En este anuncio se extrapola esta situación a países acostumbrados a que el agua salga potable "milagrosamente" de casa uno de los grifos. El estupor de la gente cuando se le dice que no hay agua potable es impresionante

domingo, 17 de febrero de 2019

Diferencias entre un médico y un biólogo: altruismo y la selección natural

Cuando un médico ve a alguien tratando de encender una motosierra con la sierra entre sus piernas piensa que será alguien a quien curar. El biólogo pensará en los beneficios de la selección natural
 
Se pueden observar perfectamente en la respuesta de ambos cuando escuchan que un padre o una madre no quiere vacunar a sus hijos. El médico trata de convencerlo de las indudables ventajas de la vacunación. El biólogo se calla pensando en el bien que le hará a la evolución que los hijos portadores de esos genes se mueran y no los transmitan a la siguiente generación.
De hecho, a las personas que creen en estupideces se las deberían mandar a hospitales estúpidos para que se trataran exclusivamente con ese tipo de medicina estúpida:
Esas madres que llevan a sus hijos con diabetes al naturista que les dice que la insulina es veneno y que mejor lo trate con aceite de lavanda... esa opción es una maravilla para la selección natural que evita que la estupidez se pase a la siguiente generación... Ah por cierto, el niño diabético murió.

La mala educación se cargará a la sanidad pública

Una noticia reciente: Un paciente ingresa de urgencias a las 18:35 de la tarde con un aneurisma abdominal roto, 100% de mortalidad si no se trata inmediatamente. Viene en helicóptero porque su vida está en juego, con todo el personal de urgencias preparado para subirlo a quirófano en 2 minutos de reloj, listo para ser intervenido. Es operado de urgencia; 2 cirujanos vasculares, 2 anestesistas, 2 enfermeras, 1 auxiliar y un celador trabajan en quirófano. Se emplea para salvarlo una prótesis de alta tecnología que cuesta 21.000€ en total, usando un arco radiológico y una mesa especial con un coste de 600.000€. Tras la cirugía pasará 3 días en UCI, donde intensivistas, y enfermería especializada seguirá luchando por su vida (esos 3 días de lucha ascienden a 5500€). La semana en planta de hospitalización al salir de UCI, “tan solo” requiere 21 turnos de enfermería, auxiliares y celadores, además de un cirujano pendiente 24h diarias esos 7 días (7300€). 
El pobre médico que escribió esto concluye: “El principal problema no lo tiene la sanidad, lo tenemos nosotros. Nos la vamos a cargar por ignorantes. Es lo que hay. El tiempo nos pondrá en nuestro lugar”. Fuente.
Independientemente de la anécdota económica, el resumen es que el paciente llega muriendo en un helicóptero a la puerta de urgencias y sale caminando por su propio pie una semana después...
Su comentario al ser dado de alta fue: "Gracias señores, pero con lo que pagamos en impuestos es vergonzoso que tengamos que compartir habitación con otros enfermos".

Otra noticia, esta vez en Euskadi: un varón se ha dirigido a la recepción de urgencia, junto a un familiar que se encontraba indispuesto, y después de que le comunicaran que su familiar debía esperar para ser atendido, se ha dirigido a su vehículo y lo ha enfilado hacia la entrada de urgencias hasta empotrarlo en el mostrador, sin causar heridos

La estupidez se retroalimenta a si misma: la falacia circular
 Esto es el escenario que plantea la película "Idiocracia" que recomiendo ver encarecidamente.
En la película hay un momento muy gracioso en el que se celebra una reunión para determinar porqué se están muriendo las cosechas. Resulta que en EEUU en el año 2500 se riegan los campos con una especie de Gatorade, llamado Brawndo. Obviamente, las sales y electrolitos acaban matando a las plantas. Cuando el protagonista recomienda regar los campos con agua... el comité de expertos entra en bucle. Como no saben argumentar y, cuando se les presiona a que lo hagan, utilizan la falacia circular. Falacia circular:

Brawndo tiene lo que quieren las plantas
Brawndo tiene electrolitos
¿Qué son los electrolitos?
Es lo que usan para hacer el Brawndo
¿Por qué lo usan?
porque Brawndo tiene electrolitos

 La labor de un profesor es ejercer cierta selección artificial, es decir, dejar que vayan progresando sólo aquellos que demuestran cierto grado de conocimiento. No se suspende por no tener corazón de padre. Se suspende para hacer el papel que tienen los depredadores sobre el rebaño: eliminar a los incapaces.
A pesar de que existe vacuna contra el tetanos producido por Clostridium tetani, un niño de 6 años en Oregón, agoniza durante 47 días en la unidad de cuidados intensivos. Los padres continuaron sin creer en las vacunas. Fuente

Ya se que esto suena muy nazi. Y diréis: "Hay personas geniales que no son reconocidas por el sistema académico" y tendréis razón. Es verdad. Sin embargo, prueba a bajar el listón académico y ya veréis el desastre.

Hablar de responsabilidades es una agresión

Otras de las causas, aparte de bajar el listón académico, que genera idiotez en la población es el neolenguaje del poder que en el siglo XXI ha conseguido cambiar el "este trabajo es una porquería" por el "creo que todavía tienes mucho espacio para la mejora". El poder ha dejado de ser despótico a manejar un lenguaje lleno de doble vínculo. El poder te exprime pero te lo presenta como una nueva oportunidad. Muchos psicólogos ya están diciendo que la mayoría de las personas no necesitan terapia sino un sindicado. Uno de los mecanismo que utilizan los nuevos amos del siglo XXI es generar un discurso en el que la culpa se revierte en el explotado y nunca nunca se le habla de responsabilidad. En el mundo del neolenguaje todos tenemos derecho a algo y nunca tenemos responsabilidades. Es el famoso eslogan de la empresa de cosméticos de L¨Oreal "Por que tú lo vales"
Las consultas se sobrecargan de imbéciles que creen tener síntomas por estar leyendo blogs en internet. Y como nadie nos ha dicho que "Ud no puede ponerse en el lugar del médico" pues acudimos a solicitar nuestro tratamiento porque "Yo lo valgo". 
Hoy en día a un alumno le hablas de responsabilidad y es como si lo estuvieses acusando de algo. Están tan acostumbrados a la neolengua que no queda más que aprender a dar palos en la cabeza utilizando un lenguaje positivo. Lo grotesco llega cuando les dices que un trabajo es una porquería (leer el primer comentario del post). Eso es una agresión. La sinceridad es agresión. Demandan ser mandados en neolengua, ser engañados con un discurso positivo que mienta sobre su propia responsabilidad en la porquería generada.

viernes, 8 de febrero de 2019

Enterobacterias: de vuelta al coli

Las enterobacterias es un grupo grande de bacterias Gram negativas que viven normalmente en los intestinos de animales de sangre caliente (del griego Entéron, intestino). Esta familia es muy numerosa en el intestino. De hecho, la especie más famosa de esta familia, la archiconocida Escherichia coli, constituye cerca del 80% de las bacterias aerobias del intestino.

En el intestino, las enterobacterias se reproducen rápidamente, porque todos sabemos que la comida tarda sobre 33 horas entre que entra en la boca y sale en forma de excrementos. Por eso se dividen rápido, porque sino se eliminarían de los intestinos, un lugar agradable con mucho alimento y a temperatura constante.
Muchísimas vacas, muchísimos cerdos, muchísimos pollos, muchísimas personas. ¿Qué tienen en común? muchísimos intestinos produciendo cantidades ingentes de bacterias cada día. Bacterias que se reúnen posteriormente en las balsas de lodos de granjas y depuradoras.
Humanos y animales de granja consumimos miles de toneladas de antibióticos todos los años
 Para evitar epidemias en granjas, engorde y para evitar infecciones producidas por bacterias consumimos antibióticos, miles de toneladas de antibióticos todos los años. Los más consumidos son los beta lactámicos.

Los antibióticos más utilizados en el mundo son los beta lactámicos. Son todos aquellos que tienen un anillo lactámico en su estructura como los penicilina, cefalosporinas, monobactámicos, carbacefem, carbapenems. Fuente.
 Como existe una presión selectiva muy bestia han aparecido genes de resistencia a los antibióticos beta lactámicos. Esos genes producen enzimas que degradan a estos antibióticos. Son las llamadas betalactamasas.

Tu pones un antibiótico y yo... lo quito

Existen muchos genes productores de betalactamasas. Muchos de esos genes se encuentran en cromosomas de enterobacterias, otros se encuentran en cromosómas móviles como son los plásmidos que pueden intercambiarse de manera horizontal entre especies de bacterias. En los hospitales los genes de betalactamasas que producen más problea son los que se encuentran en cromosomas o genes betalactamasas Amp-C.

Estas betalactamasas son inducibles, normalmente están reprimidas. Cuando se encuentran con el antibiótico betalactámico, se desrreprimen y se inducen, es decir, al colocar el antibiótico betalactámico sobre una bacteria que aparece como sensible, a las 48 horas es resistente. Es decir que el antibiótico betalactámico induce la expresión del gen que va a producir la enzima. Es una de las propiedades de las betalactamasas clase C, es decir, las que se encuentran en el cromosoma. Existen mutaciones en los promotores del gen que hacen, a veces, que el gen está expresado constitutivamente y por tanto la bacteria está continuamente produciendo betalactamasa. Hay especies de enterobacterias con estas betalactamasas clase C:

Pseudomona aeruginosa
Citrobacter freundii
Enterobacter
Serratia
y Morganella (que son infrecuentes de observar)

Las betalactamasas de clase C no se pueden inhibir por sulbactam, el tazobactam ni el ácido clavulánico, lo cual agrava el problema

Si la bacteria produce un poco de betalactamasa puede degradar cefalosporinas de primera generación, pero si su producción de betalactamasa es elevado pueden destruir cefalosporinas de tercera generación como la ceftazidima.
Para estas bacterias que tienen en el cromosoma betalactamasas clase C y que hiperproducen betalactamasa no se pueden utilizar inhibidores de betalactamasas por lo que lo que se hace es utilizar otro antibiótico o dos antibióticos. 
Una alternativa, cuando esto ocurre, es tratar la infección con un carbapenem como el imipenem.

 Imipenem es un antibiótico caro. Precio orientativo 25$ por dosis.
Y cuando introducimos presión selectiva ¿Qué ocurre? que aparecen las carbapenemasas, enzimas que degradan los antibióticos carbapenémicos. Y como las bacterias humanas más numerosas son las enterobacterias, como siempre, en los hospitales, las bacterias que presentan este tipo de genes suelen ser enterobacterias.

¿Qué son las carbapenemasas y por qué asustan tanto?

Son enzimas presentes en bacterias Gram negativas que inactivan los antibióticos carbapenémicos, es decir, los que tienen un anillo tipo carbapenémico en su estructura (ver primera imagen del post). Cuando una bacteria tiene un gen productor de carbapenemasas... tenemos un problema.

Existen dos familias de carbapenemasas: las de tipo serin betalactamasas (KPC y SME) y las metalobetalactamasas (VIM, IMP, y NDM). Como muchos genes de carbapenemasas se encuentran el los plásmidos, pequeños cromosomas móviles que se pueden transmitir entre bacterias, el riesgo de diseminación es muy alto. Como además, como ya dijimos, las enterobacterias se expulsan con las heces y se concentran en balsas de lodos o en depuradoras... ¿Qué ocurre cuando ponemos bacterias unas encima de otras?
Las bacterias se vuelven sexuales
Y comienzan a tener sexo, que consiste en que una bacteria produce un pene de proteína, que en las bacterias se llama pili, y con el hace contacto con otra bacteria y le introduce el plásmido del amor. Si este plásmido lleva un gen productor de carbapenemasas la bacteria "fecundada" ahora será resistente a los antibióticos carbapenémicos.

jueves, 7 de febrero de 2019

Fagos: lo que no hace el uno lo hace el otro

Los fagos se pueden utilizar como terapia antibacteriana. El fago introduce su ADN en la bacteria. Este ADN empieza a hacer copias de si mismo y posteriormente las proteínas que les hace falta. Las proteínas se ensamblan con el ADN dentro y en ese momento las múltiples copias del fago revientan a la bacteria por dentro y salen al exterior en busca de nuevas bacterias. Fuente

Las bacterias se defienden de los bacteriófagos (virus especializados en eubacterias) cortando el ADN de estos virus cuando entran en la célula. Para ello utilizan o bien enzimas de restricción, que cortan todo el ADN que no está metilado (el de las bacterias está metilado), o bien mediante el sistema CRISPR, el cual le permite a la bacteria cortar ADN similar al que alguna vez le infectó a ella o a sus progenitores.

En dos artículos publicados recientemente (ver referencias) dos grupos independientes han observado la estrategia altruista que realizan los fagos para evitar las defensas de las bacterias.

Las bacterias producen una proteína anti CRISPR-Cas que la inactiva. La proteína se llama Acr (anti-CRISPR). Los fagos que presentan los genes para producir esta proteína se llaman fagos-Acr. Aunque las bacterias pueden resistir las proteínas Acrs, su respuesta se ve muy disminuída. Así, los fagos tienen alguna oportunidad de resistir, multiplicarse y lisar la bacteria para procurar nuevas células.
En esta fotografía de microscopía electrónica se observa al fago introduciendo el ADN en el interior de la bacteria. Fuente
Esto podría ser de utilidad para los científicos que trabajan con los fagos como alternativa a los antibióticos. Si los fagos que se utilicen en la terapia antibacteriana son portadores de genes acr entonces las dosis de fagos utilizadas en la terapia pueden ser mucho menores.

Hoy por ti, mañana por mi

Los fagos cooperan en su invasión a la bacteria de manera altruista. El primer fago bloquea CRISPR-Cas con Acr y el segundo fago tiene la oportunidad de replicar De esta manera, en una infección por fagos hay que tener en cuenta si alguno de ellos porta genes acr.
 Referencias: 

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30721-9 
 https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30738-4

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-07/uoe-vct071818.php

miércoles, 6 de febrero de 2019

Mitocondrias por vía paterna

Se ha encontrado que algunas personas reciben mitocondrias por vía paterna, cuando lo normal es que la transmisión de las mitocondrias sea vía materna. Es lo que se dice que la excepción confirma la regla. 

Las mitocondrias del espermatozoides están en la parte basal. Nunca, o bueno, casi nunca a raiz de este descubrimiento reciente, entran en el interior del óvulo
Cuando el espermatozoide toca la membrana del óvulo, éste secreta una sustancia que hace que el moco que rodea al óvulo se vuelva muy espeso. De esta manera los demás espermatozoides pierden su oportunidad de llegar a la membrana del óvulo, y por eso mismo, el cuerpo basal y la cola del espermatozoide no llegan nunca, o casi nunca, a entrar en el óvulo. 


Si esto es así, todas las mitocondrias que tenemos en las células humanas proceden de las mitocondrias de nuestras madres. Las mitocóndrias, como antiguas bacterias que son, se dividen dentro del óvulo y de cada una de nuestras células, que proceden del óvulo fecundado de nuestras madres, dividiéndose de manera binaria, lo mismo que hacen las bacterias originales. Como las mitocondrias todavía poseen un genoma propio, de esta manera, podemos establecer una línea de tiempo genético materno. Que se hayan encontrado personas que hayan heredados además mitocondrias paternas es una excepción y hace tambalear el dogma de que las mitocondrias solo se heredaban de la madre.

La salud: si todos ganan, yo gano

En salud, especialmente todo lo relacionado con enfermedades infecciosas, el sálvese quien pueda no funciona nada bien. Ya en el Decámeron de Bocaccio, publicado en 1351 en Italia, se describía lo ridículo de intentar escapar de una enfermedad infecciosa, como la peste negra, refugiándose en una casa aislados del mundo. O nos protegemos todos o no se protege ninguno. Es la lógica de apoyo mutuo reflejada en el concepto sudafricano de ubuntu.

Si todos ganan, yo gano

Si todos ganan, yo gano. Esta sería la aproximación correcta a las enfermedades infecciosas. Si en vez de esta lógica lo que impera es una lógica de maximización de beneficios no estaremos atajando el problema. Siempre habrá islas en donde los patógenos resistirán y serán seleccionados para volver con más fuerza.
¿Podemos ser felices si los que están a nuestro alrededor están tristes? Si la vacunación no es total no es eficaz, si los que fabrican un antibiótico también lo venden para engorde en granjas será ineficaz en breve periodo de tiempo, si un medicamento sirve para eliminar vello facial y también para curar la ceguera de los ríos, pero no se vende en África porque no hay mercado...Debemos incorporar la filosofía ubuntu a la sanidad. Fuente
Es obvio que las empresas tienen que ganar dinero y que no tienen que hacer caridad porque va en contra de su razón de ser. La mayor parte del esfuerzo público en I+D va a parar a manos privadas, que luego no hacen público y accesible los productos que venden e incluso especulan con el precio. Las grandes farmacéuticas gastan 100.000 millones de dólares anuales en marketing, cantidad que representa un 50% más de lo que estas mismas multinacionales invierten en I+D. Personalmente creo que deberían haber empresas públicas farmacéuticas.
El epidemiólogo Seth Berkley explica en esta breve charla el problema principal en el desarrollo de vacunas y ya puestos también en el de medicamentos: el libre mercado. Al haber dejado un tema tan importante como es la salud en manos de la iniciativa privada, si no hay dinero para pagar, entonces no hay producto.

Muchos hospitales están en manos de organizaciones religiosas. Por ser instituciones religiosas pagan menos impuestos pero la atención médica es privada. Este tipo de contradicciones se deberían de regular. Si funcionas como una institución movida por el ánimo de lucro, entonces no debes de figurar bajo ningún epígrafe caritativo o sin ánimo de lucro.

Para saber más sobre este tema recomiendo el blog La ciencia y sus demonios


lunes, 4 de febrero de 2019

Wolbachia responsable de la ceguera de los ríos

La ceguera de los ríos es la segunda causa de ceguera en todo el mundo. Se transmite a los seres humanos por medio de la picadura de las moscas negras infectadas con el parásito Onchocerca volvulus.
La mosca negra permite que el parásito entre en el torrente sanguíneo de las personas afectadas. El gusano crecerá en la superficie de la cornea causando finalmente ceguera. Fuente
Hasta ahora se pensaba que la enfermedad estaba causada por gusanos parásitos que construyen túneles en la piel y liberan millones de larvas que se distribuyen por todo el cuerpo hasta provocar una reacción inmune que conlleva la inflamación de los ojos y, posteriormente, ceguera.

Parece ser que no son los parásitos los culpables sino la bacteria Wolbachia que vive en ellos. De hecho, es la responsable de la inflamación que acaba en ceguera y provoca además graves problemas en la piel. Si es una bacteria la responsable entonces podemos tratar esta enfermedad con antibióticos.

Matrioska genética: cuatro especies para una enfermedad

Las especies son como matrioskas rusas: un gusano colonizado por una bacteria que vive dentro de sus células. Esta bacteria, a su vez contiene a su vez un virus. El virus le proporciona a la bacteria herramientas moleculares para que la bacteria se mantenga en la población de gusanos. De esta manera en un ejemplar de gusano infectado tendremos al genoma del gusano, la bacteria y el virus todo en uno. Un sistema genético de tres bandas: virus, bacteria e invertebrado, que además, utiliza a una mosca como vector de transmisión. Cuatro especies para una enfermedad.

Referencia:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3131055/

domingo, 3 de febrero de 2019

El humor negro es como los niños sin vacunar, nunca envejece

Una madre pregunta en internet cómo puede hacer para proteger a su hija, que no está vacunada, del sarampión. Las respuestas que le dan los internautas es una antología del humor negro antivacunas.
Los antivacunas suelen ser seres más inteligentes y más formados que el resto (desde su punto de vista claro). Son personas de fuertes creencias. Estas creencias que les hace mejores que a las demás personas, a veces les exigen este tipo de compromisos.

En la edad media, en Europa, existió una cruzada de niños que se dirigieron a Tierra Santa y que, obviamente, fueron engañados por esclavistas y vendidos como tales. Sacrificios personales de personas relacionadas con sectas son frecuentes. Las sectas destructivas saben que hay personas que quieren ser "curadas" y que son manipulables. Por ese motivo, las sectas proliferan como setas.

Antivacunas y sectas van a menudo de la mano

Con el desarrollo de la medicina en el siglo XX, comenzaron a aparecer sectas curativas. Sectas que sustituían la purificación del espíritu por la curación del cuerpo. Como las sectas son un negocio tan rentable, ahí las tenemos en internet, asociadas a grupos new age, meditación... esparciendo sus mensajes. Pero no las minusvaloremos. Hay más gente enganchadas a sectas en nuestro alrededor inmediato de lo que podemos pensar. El Grupo de Derivas Sectarias del Colegio de Psicólogos de Catalunya, tiene localizadas unas 200 sectas activas en España y calcula que 600.000 personas están afectadas. Un porcentaje elevado de población. Las sectas tienen en común la obediencia de los iniciados a un líder de personalidad fuerte. Este líder tiene que desautorizar a las autoridades sanitarias para poder justificar su poder. Atacar a las vacunas es uno de los mecanismos. Las vacunas son la mejor herramienta que tiene la medicina para tratar a las enfermedades infecciosas. Desprestigiando a la mejor herramienta de la medicina el líder sectario aumenta su prestigio y autoridad personal.

Los antivacunas son una masa de personas que se creen mejores y más informadas que el resto. Pero no están solos. Como personas manipulables están organizados alrededor de personas sin escrúpulos que hacen negocio de su idealismo y deseo de trascender. Es muy curioso observar como el tipo de actividades que realizan estos líderes no son delictivas. Pretender curar el cáncer con ajo no es delito. Cobrar por ello, a sabiendas de que es un fraude tampoco. Es como si las leyes en el fondo fuesen darwinistas.

viernes, 1 de febrero de 2019

Desescalamiento

En 1989, en un artículo de “culto”, Kim y Gallis ya avisaban de la amenaza de una espiral empiricista en las estrategias de tratamiento antibiótico y definían lo que llamaron las “falacias antibióticas” que sustentaban la dinámica de exceso de empiricismo.

Los objetivos de la desescalada antibiótica son, en primer lugar, el de lograr una adecuada cobertura antibiótica con los antibióticos administrados, es decir, si ya sabemos la bacteria que está causando la infección podemos administrar un antibiótico más específico, para no tener que abusar de los de amplio espectro, y en segundo lugar, disminuir la presión selectiva sobre la flora del paciente.

Las bacterias tienen memoria colectiva que se transmite en el tiempo

Pasado, presente y futuro. La línea de tiempo y su memoria parece ser fundamental para la vida. Recientemente estamos descubriendo que existe memoria entre los orangutanes, en las colonias de hormigas. También hemos descubierto que el relato oral más antiguo (de hace 14000 años) del mundo es cierto
El relato oral más antiguo del mundo es cierto. Ocurrió en Canadá, una tribu relató durante 14000 años que habían vivido en una isla cuando el continente estaba completamente helado. Esto nos indica dos cosas: que la memoria es importante y que la vida en Canadá es tan aburrida que lo único salientable que le ha ocurrido a esa tribu ocurrió hace 14000 años.
La memoria existe también entre las bacterias. Tenemos memoria en Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa y en Caulobacter crescendus.

La información crea su línea de tiempo

Cuando tenemos un sistema de soporte de información como es el ARN y posteriormente el ADN es de esperar que en un momento determinado ese sistema empiece a recordar. La memoria es un explorar la cuarta dimensión: el tiempo. Mantener los recuerdos vivos nos ayuda en nuestra tarea de prevalecer, de transmitirnos a las siguientes generaciones. Es un contarle a nuestra descendencia: no vayas por ahí que te vas a hacer daño. Esta información es tan importante para nuestra supervivencia que también lo es para sistemas vivos tan sencillos como lo son las bacterias. No faltará mucho para que las computadoras empiecen a tener recuerdos porque lo mismo que los ácidos nucleicos son un soporte de información para la vida, ellas guardan su información en ceros y unos. En algún momento veremos que empezarán a guardar celosamente historias pasadas, a seleccionarlas y a transmitirlas. 
Los viejos dicen "En mis tiempos..." Se refieren a ese momento de sus vidas en la que todo era acción. La vejez es tiempo de recordar, de hacer balance, de seleccionar anécdotas y de transmitirla a los nietos, niños que todavía no han entrado en la vorágine de la vida y que tienen tiempo para escuchar las historias de sus abuelos.
Los individuos aislados tienen memoria corta, los grupos desarrollan memoria colectiva

Este ha sido el descubrimiento de los investigadores Roland Mathis y Martin Ackerman del Eawag/ETH de Zurich. Cuando hicieron sus experimento con la bacteria acuática Caulobacter crescentus, observaron que la memoria es mayor en poblaciones de células que células individuales. Es como si las bacterias desarrollasen un especie de memoria colectiva.Cuando las bacterias se exponen a concentraciones moderadas de sal están mejor preparadas para sobrevivir a concentraciones cada vez mayores de sal que si nunca fueron expuestas a la sal.


Placa experimental en donde se crece Caulobacter crescentus: cada placa tiene 8 canales con una población de bacterias en cada uno. Fuente Graphics: Stephanie Stutz)
Esta propiedad en células individuales tiene un efecto más corto, solo 30 minutos, que cuando se observa esta propiedad en poblaciones de células. En células individuales después de 30 minutos la tasa de supervivencia a la sal no tiene ninguna relación con si se han expuesto previamente a concentraciones de sal moderadas.
Las bacterias se adhieren a la superficie de cristal por un pedúnculo adhesivo. Cuando la célula bacteriana se divide, una de las hijas se queda adherida y la otra desaparece al lavar la placa. Fuente Graphics: Stephanie Stutz)
Cuando se exponen las poblaciones a una solución moderada de sal, las tasas de supervivencia posteriores cuando se ponen, dos horas después, a una concentración elevada de sal son mayores que en poblaciones que no han sido expuestas a las soluciones moderadas de sal (a esta exposición los autores les llaman avisos). Utilizando un modelo computacional, los científicos explicaron este fenómeno como la combinación de dos factores. Primero, el estrés salino causa un retraso en la división celular, lo que lleva a la sincronización de los ciclos celulares. Segundo, la probabilidad depende de la posición de la célula  

La memoria en Pseudomonas se debe a cambios en patrones rítmicos

En el caso de Pseudomonas aeruginosa, la bacteria tiene que adherirse a una superficie para empezar a formar un biofilm. Para ello, las bacterias tienen que sentir la superfice para empezar a desarrollar las moléculas con las que adherirse a esa superficie. Los autores de este artículo publicado en PNAS han descubierto que P. aeruginosa puede recordar las señales de detección de superficie de sus antepasados. El enfoque reveló que había un patrón rítmico en la expresión del AMP cíclico y la expresión del pili tipo IV, que es una de las moléculas ancla que utilizan las células. Las bacterias recuerdan el patrón rítmico de expresión y esto les permite cambiar de ser una bacteria de vida libre y en movimiento a volverse una bacteria estática y formar un biofilm. El patrón rítmico observado sigue los principios de los sistemas de reacción difusión descubiertos por Alan Turing antes de su suicidio.
Figura 3D. Aquí se ven los patrones de división celular de Pseudomonas salvaje (wt), es decir, la Pseudomonas normal, y la Pseudomonas mutante que carece de uno de los componentes químicos, el pili tipo IV, la molécula que le permite agarrarse a la superficie. La gráfica funciona como un árbol genealógico. Empezamos con el progenitor arriba, se divide binariamente. Algunas de las células dejan el biofilm y por tanto no se les puede hacer seguimiento (se representan por un triángulo que no tiene continuidad en el árbol genealĺogico). Los patrones de división y adherencia recuerdan mucho a los patrones musicales cuando se representan gráficamente (ver video abajo). Fuente
La historia del suicidio de Alan Turing es la historia de un choque entre la coherencia y la hipocresía, entre la excelencia intelectual y las hipótesis simplistas. Las hipótesis simplistas son peores que una mentira. Cuando mientes sabes que estás mintiendo, cuando actúas siguiendo una hipótesis falsa tu conciencia se acalla, con lo que la mentira se acrecienta.
En la fotografía Alan Turing finalizando una maratón. Observar cómo la hipocresía y las hipótesis  simplistas acabaron con el hombre y con el genio es estremecedor.
A Alan Turing un amante le robó en su casa. Fue a denunciarlo. No ocultó, porque sentía que no tenía porqué, el hecho de que había una relación homosexual. El juez se vio en la obligación de aplicar la ley que era de carcel. Como Turing era un héroe de guerra, caballero del Imperio Británico, le dieron la opción de tratarse hormonalmente. En 1954 poco se sabía de hormonas. Algunos expertos, de manera muy muy muy simplista, por no decir irresponsable y criminal, recomendaban que para bajar el impulso sexual había que administrar hormonas... Si una persona tiene relaciones sexuales homosexuales y éstas están prohibidas, desde el razonamiento del juez, si le bajamos la líbido dejará de tener relaciones sexuales y por tanto ya no cometerá delito.
Los sistemas de reacción-difusión son modelos matemáticos del cambio en el espacio y el tiempo de la concentración de una o más sustancias químicas.

P. aeruginosa puede recordar las señales de detección de superficie de sus antepasados porque las alteraciones del ritmo de interacción entre dos sustancias químicas se mantienen en el tiempo. Por lo tanto estamos delante de una memoria colectiva que se transmite en el tiempo.

Hoy en día nos horrorizamos con la muerte de Alan Turing, un asesinato cometido por el estado en su intento de crear orden persiguiendo lo que consideraban una desviación de la conducta normal. Una salvajada que se basó en hipótesis simplistas. El trabajo de Alan Turing demostró que la complejidad puede ser explicada con sencillez si se aborda de una manera honesta y elegante. Los patrones de los animales obedecen a dos sustancias que en el espacio y el tiempo no se distribuyen de manera homogenea sino creando patrones. Esos mismos patrones rítmicos, en el tiempo sirven para crear memoria colectiva. Lo mismo que los patrones rítmicos de las músicas populares o de los acentos en las distintas lenguas que son altamente conservados.


Referencia:

Mathis R, Ackermann M: Response of single bacterial cells to stress gives rise to complex history dependence at the population level. PNAS, 2016, March 7th, doi: 10.1073/pnas.1511509113

https://www.pnas.org/content/115/17/4471

http://newsroom.ucla.edu/releases/bacteria-pass-on-memory-to-descendants-ucla?_ga=2.180640751.977971598.1523012985-1891032046.1523012985 

http://science.sciencemag.org/content/329/5999/1616

http://bacteriasactuaciencia.blogspot.com/2015/09/entender-la-bioquimica-bacteriana-para.html 

https://francisthemulenews.wordpress.com/2010/09/24/alan-turing-el-genio-matematico-que-creo-la-teoria-de-la-morfogenesis-poco-antes-de-suicidarse/