Proteus, la bacteria creadora de fronteras

Las copas de los árboles no están entrelazadas entre si sino que forman un espacio en el que apenas se tocan

Si los individuos tienen que estar diferenciados para poder seleccionados, parece como si los colectivos también tuviesen mecanismos para no mezclarse, para individualizarse creando fronteras. Las bacterias parecen que han sido también precursoras en el establecimiento de fronteras.

Proteus, la bacteria creadora de fronteras

El cultivo tiene en el medio una membrana anapora la cual permite pasar moléculas pero no permite el contacto de las bacterias. Los investigadores vieron que Proteus mirabilis necesitaba el contacto célula a célula para formar una frontera.

Proteus mirabilis desarrolla una frontera entre Proteus mirabilis de distintas cepas como se puede observar en la fotografía de arriba. A la izquierda se ve como se siembran dos cepas distintas de Proteus, la cepa ip1 y la ip2. A la derecha cuando las colonias crecen se ve como se forma una frontera entre ambas. Esto lo descubrió Dienes en 1946. La frontera es real, las células de una cepa respetan la frontera y no invaden el territorio de la otra cepa, de hecho la frontera es una brecha entre ambas colonias, como si fuera un valle.

Cuando los investigadores introdujeron una membrana que impedía el contacto físico entre estas cepas no se producía la frontera. La membrana dejaba pasar hormonas o toxinas, pero por lo visto Proteus mirabilis no agrede con toxinas a la cepa distinta. Lo que parece es que la reconoce.

Gibbs y Greenberg publicaron en 2008 un artículo en Science en el que descubren unos genes responsables. Cuando quitan estos genes Proteus no crea frontera, y cuando se los vuelven a meter Proteus vuelve a crear frontera. El trabajo no es técnicamente novedoso, pero que unos genes controlen algo tan "intangible" como la capacidad para formar una frontera es alucinante y abre y expande el campo de la sociobiología en bacterias. Podéis escuchar el podcast sobre esta noticia aquí.

Cuando no se tiene nada que defender mejor no tener fronteras

Es el caso de los gallegos, un pueblo con una cultura distinta que no encaja en la cultura mayoritaria castellana y que vio en el siglo XIX como se priorizaban económicamente otras zonas de España y al que no le quedó otra opción que la emigración para mejorar sus condiciones de vida.

Rafael Dieste (Rianxo 1899, Compostela 1981) definió de esta manera "sui generis" y romántica la diáspora gallega. Según el autor, en Galicia no se emigra por falta de oportunidades económicas, sino que emigramos porque Galicia no tiene confines determinados

El gallego fuera de su comunidad era y es un camaleón, un adalíz de la integración ¿Qué hay que hacerse pasar por loco? se hace. Se pueden reunir en Casas de Galicia, pero las raíces se pierden en la segunda generación de unos hijos fruto de matrimonios con locales. Perder identidad y por tanto difuminar aquello que nos separa es una estrategia de supervivencia.

Crear fronteras para mantener privilegios

En el siguiente video, a partir del minuto 16:24, el profesor de política de la Universidad Complutense de Madrid, Jorge Verstrynge, aclara en la entrevista que cree que si los obreros tienen patria

En el minuto 17:50 dice sobre el obrero: "¿Ud que derechos tiene? Mire Ud, lo que me da mi DNI (la cédula de identidad en España) y lo que me da mi tarjeta de la Seguridad Social... si me quita Ud eso ¿Qué me queda? pues nada". Según Verstrynge las fronteras, la identificación nacional, sirve para defender esos derechos.

En España, antes de la expulsión de musulmanes y judíos había una pugna entre los bloques cristiano y musulmán. La nobleza cristiana, de origen germánico y naturalizada durante siglos, tenía en mente la reconquista de los antiguos territorios que finalmente consiguen con la toma de Granada en 1492. A partir de entonces se establece un sistema de castas. Ya no solo había una división entre la nobleza de origen germánico y el pueblo, antiguos ciudadanos hispano-romanos convertidos al cristianismo, ahora, existían cristianos nuevos, moriscos, judíos. Para distinguir a los ganadores, los cristianos viejos, se estableció la costumbre de dar dos apellidos, uno del padre y otro de la madre. De esta manera, los cristianos viejos podían distinguir a aquellos que no lo eran por sus apellidos y exigir sus privilegios. Esta mentalidad de castas se exportó a las Américas y se plasmó en una pigmentocracia que continúa hasta nuestros días: cuanto más blanco mejor eres.

Cuadros de castas del Museo de las Américas en Madrid. Dice así: de español e india produce mestizo. En la fotografía se ve como el español tiene un 1, la india 2 y el niño mestizo un 3.

La ciencia se utilizó para los mismos fines en la Alemania nazi. Produce escalofríos ver los árboles genealógicos utilizados para discriminar ciudadanos

Merece la pena entrar en el enlace y comprobar quién era considerado alemán según estas leyes racistas según el porcentaje de sangre aria que tuviesen. Fuente

 ¿Son las fronteras una unidad de egoísmo?

Lo mismo que los ribozimas de hace 4500 millones de años necesitaron diferenciarse en las capas de filosilicatos del barro, o posteriormente en las cápsides de los protovirus, o en el interior de las membranas plasmáticas de las arqueobacterias para poder ser seleccionados, quizás, y esto es lo más interesante de la investigación biológica actual, las fronteras sean la membrana que separa el interior del exterior de la célula social, la frontera entre nosotros y ellos.

Quienes saben mucho de esto son los gurús de sectas destructivas. Un gurú es un artífice de fronteras de grupo. Uno de los mecanismos básicos, y son entre 5 y 7, no más, para crear una secta, es crear la figura de un enemigo exterior, el diablo por ejemplo, y mantener siempre juntos a los integrantes de la secta. Este tipo de frontera de grupo que los mantiene alejados de sus antiguas fronteras, lease familias, unido a otros mecanismos de control mental, consiguen en un tiempo record alienar la individualidad de sus integrantes.

Una madre divorciada que hace alienación parenteral con sus hijos está creando una frontera entre su nuevo hogar, si es que se ha vuelto a casar, y su exmarido. La alienación parenteral no es casual, es un intento de poner unos nuevos límites y excluir de esos límites al padre de los niños.

Para saber más:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3024916/

J Bacteriol. 2009 Jun;191(12):3892-900. 2009 Feb 27.The Dienes phenomenon: competition and territoriality in Swarming Proteus mirabilis. Budding AE, Ingham CJ, Bitter W, Vandenbroucke-Grauls CM, Schneeberger PM.

Gibbs KA, Greenberg EP. Territoriality in Proteus: advertisement and aggression. Chemical reviews. 2011;(1520-6890):188-94.

Ejercicios de bacteriología

Caso clínico: Un bombero severamente quemado, se encuentra hospitalizado, después de varios días de estadía, empezó a desarrollar una infección generalizada en las heridas con presencia de "pus verdosa". Se envía una muestra de la secreción de una de las heridas al laboratorio evidenciándose bacilos Gram negativos, oxidasa-positivos. ¿Qué enunciado es correcto respecto al agente causa más probable?

Se trata de Pseudomonas aeruginosa, un bacilo Gram negativos no fermentador, que tienen un metabolismo oxidativo, por eso son oxidasa positivos.

Varios días de estadía en hospital... se supone que ha estado en tratamiento antibiótico sin que remita la infección. El pus verdoso es debida a la pioverdina.
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Caso clínico: En un paciente con dolor insoportable de la espalda baja, son sintomatología urinaria, se realizó un cultivo de orina en la cual se identificaron enterobacterias no fermentadoras. Un urograma excretor detectó la presencia de cálculos renales. ¿Cuál es el mecanismo de acción para desarrollar cálculos renales?

Casi el 80% de los cálculos renales están compuestos de oxalato de calcio. Otros tipos de cálculos más raros se componen de: cistina (un aminoácido que se encuentra en alta concentración en las personas con cistinuria), ácido úrico u otras sustancias.

Los cálculos también pueden estar compuestos por estruvita (magnesio, amonio y fosfato) en un 10% de los casos. La formación de cálculos de estruvita se asocia con la presencia de una bacteria (Klebsiella, Serratia, Proteus, especies de Providencia) que convierte la urea en amoníaco. La bacteria implicada más común es la Proteus mirabilis. Casi el 40% de los cálculos tienen varios compuestos en la misma piedra. Proteus mirabilis tiene la habilidad de producir grandes niveles de ureasa. La ureasa hidroliza urea a amoníaco, (NH3) y eso hace a la orina más alcalina. Y al subir la alcalinidad precipita el carbonato cálcico y la estruvita.
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Diferencias entre Salmonella y Shigella:

Distintas morfologías celulares bacterianas

Caso clínico: Mujer de 25 años de edad, acudió a la consulta médica por presentar dolor pelvico y ardor al orinar, frecuencia, disuria, fiebre baja. El cultivo de orina evidenció la presencia de bacilos Gram negativos, oxidasa negativos, fermentadores. Pensando en la bacteria más frecuentemente asociada a estas infecciones:

a. ¿Qué factor de virulencia es necesario para que la bacteria establezca la infección? Fimbrias. Posteriormente pueden invadir las células epiteliales de la vejiga escapando así a la acción de los macrófagos

b. ¿Qué bacteria puede ser la responsable? E. coli uropatogenica

La cistitis es una inflamación de la vejiga que causa una sensación de ardor al orinar, sangre en la orina, dolor, fiebre u otros síntomas. Es una enfermedad común en las mujeres, pero también se puede presentar en los hombres. Un 30% de las mujeres sufrirán un episodio de cistitis a lo largo de su vida. La causante es E. coli, responsable del 85 por ciento de las infecciones no complicadas en mujeres sexualmente activas. Estos gérmenes se encuentran en el intestino y contagian a través de las heces (enterobacterias). También puede producirse por tricomonas, Chlamidias, Proteus y Klebsiella.
Caso clínico: Un hombre de 60 años que recibió un transplante de hígado 5 años antes de su ingreso hospitalario para volorar un cuatdro de dolor abdominal espasmódico y diarrea intensa. Tres semanas antes de su ingreso había recibido un ciclo de 10 días de duración con trimetoprima-sulfametoxazol por vía oral por una sinusitis. A la exploración física el paciente estaba febril con una palpación moderadamente dolorosa en el abdomen. La tomografía computerizada reveló un engrosamiento del colon derecho sin abscesos. La colonoscopia puso de manifiesto numerosas placas blanquecinas con una mucosa eritematosa compatible con colitis pseudomembranosa. ¿Qué bacteria puede estar implicada? Razona tu respuesta.
Se trata de una infección por Clostridium difficile. Es muy significativo que el paciente recibiera tratamiento con antibióticos durante 10 días previamente. Este tratamiento eliminó su flora intestinal permitiendo que sus esporas resistiesen el tratamiento y germinando al acabar el ciclo de antibióticos. El rápido crecimiento de Clostridium permitió a la bacteria colonizar el colon en poco tiempo. La colitis pseudomembranosa es característica de esta bacteria.

Colitis pseudomembranosa por Clostridium difficile. Fuente

Caso clínico: Un paciente hospitalizado por dos meses debido a una fractura expuesta complicada con una infección, empezó desde hace una semana con sintomatología sistémica, fiebre alta, malestar general, escalofríos. Los antibióticos no han mejorado e estado de salud, un cultivo de sangre demostró la presencia de bacilos Gram negativos, oxidasa positivos. El examen físico ha demostrado el aparecimiento de lesiones hemorrágicas y necróticas en la piel. Usted sospecha de ectima gangrenoso.

Pseudomonas aeruginosa puede causar una infección en la piel llamada ectima gangrenoso. Se presenta como una lesión redonda u oval, de entre 1 y 15 cm de diámetro, con un halo eritematoso. Habitualmente, aparece un centro necrótico rodeado por una zona eritematosa, que representa el lugar en el que el microorganismo ha invadido los vasos sanguíneos produciendo pequeños infartos en la piel. El mecanismo de destrucción del tejido se produce por la exotoxina A. Esta toxina es similar a la toxina del Corynebacterium diphteriae su modo de acción es bloqueando la síntesis de proteínas en el ribosoma y provocando la muerte celular

Ectima gangrenoso provocado por Pseudomonas aeruginosa. Fuente

PhagoBioDerm: un producto para tratar infecciones bacterianas multirresistentes en quemaduras

En el Instituto Eliava (Tiflis, República de Georgia) han desarrollado un producto denominado PhagoBioDerm para curar las infecciones bacterianas que se producen en las quemaduras. Se trata de una matriz de polímero embebida en una mezcla de bacteriófagos con actividad lítica frente a Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Streptococcus y Proteus. Esta matriz se ha utilizado con éxito en el tratamiento de pacientes con quemaduras infectadas por cepas de S. aureus multiresistentes que no respondieron a ningún tratamiento con antibióticos. La composición es este producto es: Ciprofloxacina (un antibiótico), benzocaína (un anestésico), los fagos, α-Quimotripsina (proteasa que destruye el tejido necrótico) y por último el polímero biodegradable.

Bacteriofagos en PhagoBioDerm™ ayudan a limpiar la herida de S. aureus multirresistente a antibióticos. Fuente: Intl. J. Dermatology, 2002, 41: 453-458

Y ahora vienen los holandeses a decir que ellos tienen un producto basado en fagos que cura S. aureus, y claro, no citan el trabajo de los Georgianos. Eurocentrismo?

El microbioma como aislante reproductivo

Recientemente se ha publicado en Nature un trabajo que muestra un nuevo mecanismo de especiación a través de la relación entre un animal y su microbiota. Este trabajo está recogido en un artículo del Investigación y Ciencia de marzo de 2014 con el título "Nuevo mecanismo de creación de especies".

Esta fotografía de microscopía electrónica de barrido nos muestra a una avista Nasonia vitripennis mientras pone sus huevos en la ninga de una mosca Sarcophaga bullata. Los huevos (en azul) eclosionan 24 h después de haber sido puestos. Las larvas (púrpura) permanecen bajo la envuelta externa de la ninfa durante unos nueve días y utilizan a la mosca como fuente de alimento. Se ha demostrado que las bacterias adquiridas durante la alimentación y que viven simbióticamente con la avispa, pueden matar a las larvas de avispa híbridas. Foto fuente Nature

To make a long story short: Dos tipos de avispas Nasonia vitripennis y Nasonia giraulti, ambas parasitan moscas. Se estudian los descendientes masculinos formados por cruzamientos entre estas dos especies, la mayoría de los cuales muere durante el desarrollo larvario. Al manipular la exposición de las larvas a las bacterias, los investigadores establecieron que la presencia de microorganismos se asociaba a la enfermedad y muerte de los hibridos. Cuando se criaban las larvas en laboratorio en un medio carente de bacterias las larvas tenían una eficiencia biológica casi normal, pero cuando se introducían bacterias la mortalidad de los híbridos volvía a aumentar. Esta mortalidad es independiente de la especie de bacteria. Parece que los híbridos de Nasonia regulan mal la interacción biótica con su microbioma y ahí resida su problema de viabilidad. Es por esto que el microbioma se constituye en una barrera  del flujo genético entre especies.

El microbioma de las larvas híbridas estaba dominada por la bacteria Proteus mirabilis, a diferencia de las especies parentales que albergaban sobre todo especies de Providencia. La mortalidad de los híbridos fue independiente de si se añadían estas bacterias o incluso Escherichia coli. Los híbridos soportaban mal el contacto con el microbioma.

Referencia:

Evolutionary biology: A gut feeling for isolation. Gregory D. D. Hurst & Chris D. Jiggins. Nº 500, pag: 412-413, 2013)