Reflexiones sobre el coronavirus

Antes de nada decir que solo soy un simple biólogo con algún conocimiento de bacteriología. No soy virólogo, ni infectólogo ni epidemiólogo, es decir, no tengo un criterio de autoridad para hablar de este tema. Traigo al blog algunas reflexiones sobre el coronavirus, que como persona interesada en el tema me parecen interesantes.

Vaya vaya es China el país que mejor ha resistido

Cuando estaba en el departamento de patogénesis microbiana de la Universidad de Míchigan había algunas charlas en las que venían militares vestidos de camuflaje. Había un laboratorio que trabajaba investigando Bacillus anthracis. Ante la perspectiva de una pandemia mundial, en 2001-2006 la opinión mayoritaria de los expertos era que quien más iban a sufrir eran los habitantes del sudeste asiático por la pobre infraestructura médica y el hacinamiento de sus ciudades. La pandemia de coronavirus, en 2020 nos ha enseñado que son los países asiáticos: China, Corea del Sur, Taiwan, Japón los que mejor han reaccionado a esta crisis. Por lo tanto, si había alguien pensando en occidente que una de las maneras de evitar que China se convirtiese en la potencia líder mundial a través de una pandemia que los debilitase pues va a ser que no.

Cibervigilancia, una solución eficaz para combatir la pandemia

El filósofo coreano Byung-Chul Han ha publicado en El País un artículo en el que alaba las ventajas de la cibervigilancia para contener la pandemia. Sin embargo, no menciona que fuera de este momento concreto, en el cual tener a toda la población bajo control puede ser una buena idea, hay que pensar en el día después. Si se implementa una sociedad en la que el estado lo controla todo, y hasta puede decidir qué y qué no tiene una puntuación, este tipo de prácticas conducirá a la pérdida de la responsabilidad individual. Es retroceder de una condición de ciudadano a la de súbdito. Un ciudadano se responsabiliza de sus acciones, un súbdito no, un súbdito solo tiene que preocuparse de no dejar evidencias, de que no lo cojan en un renuncio.

Además, cuando se concentra todo el poder en unas pocas manos, puede haber decisiones erróneas por parte de ese poder, sin nadie enfrente que sea capaz de denunciar la estupidez. Es la fábula del emperador desnudo. Precisamente en China saben de esto. En 1420, en China, el almirante Zheng Ho, dirige expediciones gigantescas de China a África. El emperador de aquel momento decide que esas expediciones son costosísimas y por decreto decide que desde ese momento los chinos no navegan bajo pena de muerte. Cuando los jesuitas llegan a China, los chinos se habían olvidado del arte de la navegación. Joseph Needham en su libro "Science and Civilization in China" sostiene la tesis que el poder central fue una de las causas del estancamiento tecnológico en China.

¿Es una buena idea la Academia de Ciencia Militar?

Hoy ha aparecido esta noticia enprensa: China dice haber logrado una vacuna. Lo cual es una gran noticia. El trabajo ha estado liderado por la doctora Chen Wei, reconocida por su estudios sobre los virus del SARS y del Ébola. Esta doctora ha dicho en la cadena china CCTV, citada por el Daily Mail “Si China es el primer país en inventar un arma así y logramos nuestras patentes, eso demostrará el progreso de nuestra ciencia y la imagen de un país gigante”. Los trabajos han sido realizados en la Academia de Ciencia Militar de China.

La noticia aparecida en infobae parece que es la traducción del inglés que a su vez ha sido traducida del chino, digo esto, porque considerar a una vacuna como un "arma" es algo bastante inquietante. Pero, en cierta medida, si lo es. Un arma biológica tiene dos características: la toxina y la antitoxina. Los primeros entes biológicos en entender esta estrategia han sido los virus. Ellos producen una toxina y una antitoxina siempre. La toxina mata a otros virus que quieran entrar en la célula, y la antitoxina protege al virus a la célula hospedadora. También, si la célula hospedadora se divide y por lo que sea el virus no está en alguna de las células hijas, la célula hija que no sea portadora de virus también morirá. Es una estrategia que tiene el virus para evitar que otros virus entren en su célula y para que la célula cuando se divida siempre lleve un virus consigo. Por lo tanto, si hablamos de guerra biológica podemos pensar en un agente biológico letal, y con la tecnología que teníamos en los años 80 del siglo pasado ya podíamos hacer algunos muy competentes en este sentido, ahora bien, si no tenemos el antídoto, la antitoxina, este tipo de estrategias serían como si con un arma disparásemos sin ton ni son y nos diésemos en un pie. Dicho esto, es lógico que una científica que trabaja para una "Academia de Ciencia Militar" piense en una vacuna como un arma.

La ciencia requiera de responsabilidad individual. Si creamos una academia de ciencias militar se supone que esa responsabilidad individual queda supeditada a la cadena de mando, a acatar órdenes. No parece una buena idea. La sociedad civil debe tomar control de la ciencia.

¿Confinamiento o protección de grupo?

El epidemiólogo de la Universidad de Stanford, John P. A. Ioannidis, ha declarado que las decisiones políticas sobre confinar a la población para bajar el pico de infectados se basan en informaciones incompletas. En su opinión, el virus es menos letal de lo que se ha publicado. En el estudio de un crucero, el Princess Diamond, en el cual se infectaron 700 pasajeros y 7 muertes, es sobre ese universo turístico sobre el que Ioannidis basa parte de su hipótesis. “Proyectando la tasa de mortalidad de Diamond Princess en la estructura de edad de la población de Estados Unidos, la tasa de mortalidad entre las personas infectadas con COVID-19 sería del 0,125%. Pero dado que esta estimación se basa en datos extremadamente delgados (solo hubo siete muertes entre los 700 pasajeros y la tripulación infectados), la tasa de mortalidad real podría extenderse de cinco veces más baja (0,025%) a cinco veces más alta (0,625%). También es posible que algunos de los pasajeros infectados mueran más tarde y que los turistas puedan tener diferentes frecuencias de enfermedades crónicas". Es interesante leer su opinión publicada en Stat.

Confinar a la gente en casa se hizo para no tener un pico de infectados que saturasen los sistemas de salud. Ahora bien, ¿Qué ocurre con los homeless, las personas que viven al día y dependen de conseguir su sustento cada día? Igual en países ricos pueden conseguir garantizar una renta básica para todos sus ciudadanos. En América Latina no creo, tampoco países como la India. Es el momento del debate: ¿Qué son más importantes los muertos por coronavirus o los muertos de hambre?. Expertos epidemiólogos dicen que los datos con los que contamos son insuficientes para decidirnos por una estrategia u otra.

La cuarentena es una medida de protección frente a las epidemias con una larga tradición histórica. Quizás por eso los gobiernos se hayan sentido seguros en su aplicación. Pensar que es mejor que es mejor dejar que el virus nos contagie a todos (gráfico de la derecha) y tratar de aislar solo a los mayores de 70 años para que así aumente rápidamente la población con memoria inmunológica frente al virus es una estrategia que habrá que estudiar. La alternativa, a la que se han adherido la mayoría de países, es la de la cuarentena (gráfico de la izquierda) que evite un pico de infectados (en verde) que permita que no se saturen los sistemas de salud. El problema de esta estrategia es que la población protegida (en negro) va a aumentar paulatinamente y más despacio en el tiempo.

Como el coronavirus es un virus ARN tiene una tasa alta de mutación. Puede de esta manera haber un problema y es que al demorar en el tiempo la respuesta inmunitaria de la población, algunos estén inmunizados contra una versión temprana del virus y otros, los que se infectaron tardíamente, estén inmunizados contra la versión mutante de ese mismo virus. Un poco lo que pasa con la gripe común, que la vacuna que te protege este año es inservible para el año que viene porque el virus habrá cambiado y la vacuna no servirá.

La ganadería industrial está industrializando la aparición de patógenos

"Big Farms Make Big Flu" with biologist Rob Wallace

Rob Wallace en su libro "Big farms make big flu" nos advierte de los peligros de industrializar la producción ganadera. Su propuesta es interesante: estudiar la presión selectiva que ejercen sobre los patógenos la producción agrícola y ganadera. La producción industrial de carne ha evitado hambrunas en países como la India. En este país, una de las mayores empresas de producción de pollos, también produce antibióticos. No existe producción industrial sin agroquímicos o antibióticos en grandes cantidades. Es imposible tener grandes extensiones de trigo o granjas de miles de pollos sin antibióticos. Por lo tanto, nuevas técnicas nuevos problemas. ¿Queremos erradicar el hambre? ¿Queremos evitar la aparición de bacterias superresistentes a los antibióticos, virus letales? ¿Es posible lograr las dos cosas?

Sirvan estas reflexiones para animarnos a pensar qué tipo de sociedad queremos.

Para saber más:

http://www.nogracias.org/2020/03/17/habria-que-plantear-estrategias-mas-complejas-para-enfrentarse-al-covid-19-en-el-medio-y-largo-plazo/

DOI: https://doi.org/10.25561/77482

https://science.sciencemag.org/content/early/2020/03/13/science.abb3221

https://www.publico.es/ciencias/coronavirus-baja-ciencia-pedestal-habra-crisis-confianza.html

Como todos los días en la calle y no me enfermo

Personalmente consumo comida callejera. Creo que no supone ningún riesgo para la salud para personas adultas y sanas. Debería de evitarse esta comida en caso de niños muy pequeños, embarazadas, personas inmunodeprimidas.... No toda la comida callejera presenta los mismos riesgos. La leche cruda, los mariscos, los alimentos que no han sido cocinados son los de más riesgo. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), las 10 reglas básicas para la preparación segura de alimentos son:

Elegir alimentos que han sido tratados con técnicas higiénicas.

Aplicar tratamientos de cocción adecuados.

Consumir de forma inmediata los alimentos cocinados.

Conservarlos refrigerados.

Recalentarlos de manera uniforme.

Evitar el contacto de alimentos crudos con cocinados.

Lavarse bien las manos antes de manipularlos y entre alimento y alimento.

Lavar bien las superficies y utensilios que entran en contacto con alimentos.

Evitar los insectos.

Usar agua potable para cualquiera de los usos.

Si se siguen estos consejos no habría ningún problema en consumir alimentos en la calle. Creo que habría que proteger esta costumbre gastronómica ecuatoriana identificando a aquellos puestos de comida callejera que se adscriban a buenas prácticas y se comprometan con la calidad de la comida ecuatoriana. En Galicia, de donde vengo, existe la categoría "Galicia Calidade" que vela por la calidad de los productos gallegos. Cuando encuentras ese logo en un producto sabes que tiene un nivel alto de calidad.

S. aureus está presente en la piel de los humanos por lo que se puede localizar en cualquier alimento y produce una intoxicación muy aguda. Esta aparece entre las 2 y 12 horas después de la ingestión de la toxina que genera el patógeno y provoca vómitos intensos e incontrolados, aunque no fiebre. Es una intoxicación leve y desaparece en 24 horas. El responsable del problema es una toxina de carácter termoestable, lo que permite que en alimentos cocinados se mantenga la toxina, aún cuando no esté presente el microorganismo. Una vez que el microorganismo llega al alimento, el control es sencillo, ya que si la temperatura de refrigeración es adecuada y no se rompe la cadena del frío, el microorganismo no será capaz de formar toxina. Si, por el contrario, las condiciones lo permiten, la toxina llegará al consumidor

El 32% del jugo de naranja que se vende en las calles de Quito no es apto para el consumo humano (2016)

El resultado fue informado por la Secretaría Metropolitana de Salud. La entidad a través del Laboratorio de Alimentos dio a conocer el resultado sobre el análisis de 35 muestras de venta informal de jugo de naranja que se comercializa en la ciudad. Según el informe realizado en abril, el 32% de estas muestras no cumplió con la norma para el consumo humano. En  el año 2011 se realizó un trabajo similar en España y los resultados de contaminaciones bacterianas en los jugos era del 43%

El análisis se realizó con jugos de naranja que fueron adquiridos en las cinco administraciones zonales de Quito entre el 1 y 15 de abril del 2016. Fuente

José Ruales, Secretario Metropolitano de Salud, explicó que de los alimentos contaminados no todos resultaron ser patógenos. Esta es la explicación por la cual a pie de calle podemos decir "yo como todos los días en la calle y no me enfermo". Sin embargo, de un 47% de alimentos con carga bacteriana, el 12% presentaban unos niveles críticos de bacterias fecales e incluso Salmonella. A los comerciantes que tenían estos alimentos contaminadísimos se les sancionó y se les dió un curso de manejo de alimentos.

Es obvio que los alimentos en la calle van a tener más carga bacteriana que en locales con mejores condiciones higiénicas. Más que nada porque los puestos callejeros no suelen tener línea de frío. El frío de una refrigeradora hace que el crecimiento de las bacterias sea más lento. Lanzar el mensaje de que la mitad de las comidas de la calle tienen bacterias es mal informar. Es importante recalcar que las bacterias por si mismas no son malas, que lo malo es comer bacterias patógenas. Las bacterias patógenas son especialistas en producir enfermedad en los humanos y por eso se transmiten de humano a humano. Cuando las ingerimos toman control de nuestro intestino que se convierte en un cañón de diarrea, una manera que tienen las bacterias patógenas de saltar desde nosotros a su próxima víctima. Las demás bacterias, las no patógenas, no saben que hacer cuando llegan al cuerpo humano, muchas se mueren en el ácido del estómago. 

¿Qué nos enferma más rápido una toxina en un ceviche o una bacterias en un jugo?

En este sketch de Enchufe TV podemos reconocer algo que nos ha ocurrido a todos: la intoxicación alimentaria. Fuente

Las conchas son animales filtradores, son capaces de filtrar hasta 8 litros de agua por hora. Si en el mar hay placton o bacterias productoras de toxinas estas toxinas pueden quedar en el cuerpo de la concha. Normalmente se hace un seguimiento a la calidad del agua. Si hay marea roja, es decir, bacterias productoras de toxinas, en el agua de mar, entonces se suspende la recogida de concha. En Galicia, por ejemplo, las conchas se llevan a estaciones depuradoras en donde se las deja un tiempo filtrando agua controlada. Eso se debería hacer por sistema en todo el mundo. De esta manera la concha bombea hacia el exterior la toxina y después de un tiempo ya se puede comer. Sabes que te has intoxicado con una toxina si sientes los síntomas más o menos dos horas después de la ingestión.

Otra tema es que la concha esté en descomposición. Esto suele ocurrir cuando ha pasado varias horas fuera del mar y sin frío. Si es así, pueden crecer bacterias que te provoquen una infección. Si la concha no es fresca, es decir, huele raro, no la comas. Si una concha que haya sido hervida sigue cerrada entonces no la comas. El tiempo que transcurre cuando tienen una infección provocada por alimentos suele ser más largo que cuando te intoxicas con una toxina. Hay algunas bacterias resistentes a la sal y que se encuentran a veces en concentraciones elevadas en el mar, sobre todo cuando el mar es caliente, como es el caso de Vibrio parahemolyticus o Vibrio vulnificus, que pueden provocar infecciones en el humano. Normalmente producen diarreas y cólicos abdominales. Si somos personas sanas normalmente los síntomas no van más allá. Las niños pequeños, las personas muy mayores, los inmunodeprimidos y sobre todo las mujeres embarazadas deberían de abstenerse de comer este tipo de alimentos crudos.

Diferencias entre intoxicación e infección alimentaria

Los síntomas más frecuentes de la intoxicación alimentaria son náuseas y vómitos. El tiempo de inicio, o el tiempo entre el consumo de alimentos y la primera señal, es más corto que en el caso de infección. Esto es así porque, en esencia, el organismo reacciona más rápido cuando se experimenta una intoxicación por sustancias químicas (en general, se desarrollan a las dos horas tras el consumo).

Los signos habituales de la infección de alimentos son diarrea, calambres estomacales, fiebre y escalofríos (estos dos últimos son más extraños en el caso de una intoxicación). El tiempo de reacción es mayor porque los microorganismos necesitan tiempo para reproducirse y atacar el organismo.

En la infección alimentaria, uno de los patógenos más involucrados es la Salmonella, capaz de crecer en el intestino. Las principales fuentes de infección son las personas y los animales de sangre caliente. El patógeno llega a los alimentos por la contaminación de los manipuladores de alimentos o, en el caso de huevos y aves de corral, puede estar presente ya en el animal. En el caso de maríscos o moluscos el patógeno más habitual suelen ser los Vibrios. En el caso de la leche cruda Brucella abortus, o en las conservas mal elaboradas Clostridium botulinum.

En la intoxicación alimentaria, los microorganismos que se localizan en los alimentos producen una toxina que en la mayoría de los casos no se elimina con la cocción. Es muy difícil detectarla porque no se altera ni el sabor, ni el aspecto ni el olor. La única forma de prevención es mantener los gérmenes fuera de los alimentos y estos, a temperatura adecuada.

La leche cruda: cuando el jipismo nos expone a infecciones

Los microorganismos patógenos identificados con más frecuencia en los brotes causados por el consumo de leche cruda o de productos elaborados con ella, son las bacterias Salmonella spp., Campylobacter spp., Escherichia coli, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes y Staphylococcus aureus, que pueden provocar diferentes enfermedades, que pueden ser desde leves, como una gastroenteritis (diarrea, vómitos, náuseas, fiebre, dolores abdominales, etc.) hasta muy graves, como síndromeurémico-hemolítico, listeriosis o salmonelosis, entre otras, que pueden llegar a dejar graves secuelas o incluso provocar la muerte, especialmente en grupos de riesgo (niños de corta edad, ancianos, mujeres embarazadas y personas inmunodeprimidas). Recomiendo leer la entrada sobre leche cruda del blog Gominolas de petroleo, que recomiendo.

 Confieso que no soporto a los jipis. En los ochenta el grupo punk Siniestro total les dedicó una canción. Las Cíes son unas islas cerca de donde nací en donde había una colonia semipermanente de jipis.

De como la Histeria coli volvió locos a los europeos

En el verano de 2011 urémico-hemolítico de Escherichia coli en Alemania causó 53 muertos. Que en Alemania se estuviese muriendo gente por un brote infeccioso causó muchísimo revuelo en un continente acostumbrado a mantener a las bacterias a raya. Los alemanes culparon a los pepinos españoles del brote. Eso supuso un golpe a las exportaciones de hortalizas españolas con pérdidas millonaria. Se produjo un tsunami informativo, todos los medios hablaban de la Escherichia coli que estaba matando en Alemania. Al final resultó qu era una cepa de Escherichia coli que había recombinado, es decir, que en su mayoría era una cepa E. coli O104 a la que se le habían sumado genes de otra Escherichia coli llamada EAEC 55989. Esta nueva cepa nunca antes se había aislado en pacientes y presentaba varias características que la hacían más virulenta y capaz de producir toxinas.

¿Por qué produjo un brote con 53 muertos?

La bacteria se encontraba en unos brotes de soja cultivados en Egipto, y por tanto regados con las contaminadísimas aguas del Nilo, y que se empaquetaron y se enviaron a Alemania donde se consumían crudos en ensaladas. En este caso se produjo la tormenta perfecta: brotes cultivados regados con agua contaminadísima con elevadas concentraciones de bacterias coliformes, es decir, provenientes de intestinos humanos o animales, una bacteria recombinante con lo peor de la O104 y lo peor de la EAEC 55989, la preparación de ensaladas con alimentos provenientes de países del tercer mundo sin control alimentario...

El 32% del jugo de naranja que se vende en las calles de Quito no es apto para el consumo humano

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Simpática si es superficial, problemática cuando se pone profunda

Cuando se tienen que estudiar 27 bacterias en 5 semanas, 15 clases en total, 2 bacterias por clase, 30 minutos para cada una... hay que ser conscientes que en la primera ducha después del examen, la mayoría de lo estudiado, se va a ir con el agua por el sumidero. ¿Qué es lo que va a quedar de todo ese esfuerzo? Si somos capaces de asociar cada una de esas bacterias con 5 características ya habremos triunfado.

Un personalidad bipolar

 Como en la canción de José Alfredo Jiménez: no tienes término bueno, eres buena o eres mala

Las características que definen la personalidad de Staphylococcus aureus son: 1.- Su capacidad de integrar genes en su genoma. Esta propiedad hace que S. aureus tenga muchos genes de resistencia a los antibióticos y distintas toxinas. 2.- Es capaz de crecer en concentraciones elevadas de sal y en condiciones de sequedad. 3.- Tiene gran capacidad de adherencia. 4.- Le gusta vivir en la piel y las mucosas humanas. 5.- Puede vivir tanto en ambientes con oxígeno como en ambientes sin oxígeno.

Coleccionar genes: más resistencia y más toxinas

Staphylococcus aureus es un gran coleccionador de genes

S. aureus es de ese tipo de bacterias que coge todos los genes que pilla. Por ese motivo tiene tantas toxinas. Eso hace que esta bacteria pueda causar problemas inesperados como el caso del tampón menstrual asesino. La toxina-1 del síndrome del shock tóxico (TSST-1) está codificada en el cromosoma del 90% de las cepas de S. aureus. El síndrome del shock séptico (SST) asociado a la menstruación y los tampones, es sin embargo, poco frecuente ¿Cómo puede ser si el 90% de las cepas tiene el gen? la razón es que, para que el gen se exprese el pH tiene que ser neutro y debe de haber oxígeno. La TSST-1 es un superantígeno que estimula la liberación de citoquinas y provoca extravasación de células endoteliales, mientras que a altas concentraciones (por ejemplo, cuando el tampón permanece en la vagina toda la noche) tiene efectos citotóxicos en las células. Como esta exotoxina es termoestable y resistente a la proteólisis, puede atravesar las barreras mucosas provocando SST.

Como se puede ver, S. aureus posee una panoplia de factores de virulencia. La mayoría de ellos de origen vírico.

S. aureus produce un gran número de toxinas, entre las que figuran cinco toxinas citolíticas que dañan la membrana (alfa, beta, delta, gamma y leucocidina de Panton-Valentine (P-V), dos toxinas exfoliativas (A y B), 18 enterotoxinas (A a R) y la toxina-1 del síndrome del shock tóxicom (TSST-1)

¡Qué bacteria tan salada!

Es capaz de crecer en presencia de una concentración elevada de sal. La sal se utiliza para preservar muchos alimentos, así que S. aureus puede crecer allí donde no se espera que existan bacterias y causar intoxicación alimentaria. La sal es muy higroscópica, es decir, capta agua y deseca. Por ese motivo, S. aureus es también capaz de resistir condiciones de sequedad.

S. aureus tiene la capacidad de vivir en altas concentraciones de sal y de sequedad. Esta característica hacen que les sea fácil vivir en la piel o en ambientes muy higiénicos.

Además, es capaz de secretar en este tipo de alimentos enterotoxinas (toxinas que afectan al sistema digestivo). Estas toxinas tienen una serie de características que las hacen "perfectas" para provocar enfermedades de origen alimentario. Por ejemplo, son estables aunque se calienten hasta los 100ºC durante 30 min y resisten la hidrólisis por las enzimas gástricas y yeyunales. Por tanto, cuando se contamina un producto alimentario con estafilococos productores de enterotoxinas y se producen las toxinas, ni un recalentado ligero de la comida ni la exposición a los ácidos gástricos resultaran protectores.

Los alimentos que se contaminan con mayor frecuencia son las carnes curadas con sal, los bollos rellenos de crema, la ensalada de patatas y los helados.

Si vives en superficies mejor agarrarse bien

La capa más externa de las pared celular estafilocócica se puede recubrir de una cápsula de polisacárido. Se han identificado once serotipos capsulares de S. aureus. Los 5 y 8 son responsables de la mayoría de las infecciones humanas. La cápsula protege a las bacterias al inhibir la fagocitosis de éstas por los leucocitos. La mayor parte de los estafilococos producen una biopelícula hidrosoluble laxa (capa de limo). Esta sustancia une a las bacterias a tejidos, catéteres, injertos, prótesis valvulares y articulares. Esta propiedad es importante para la supervivencia de los estafilococos coagulasa-negativos (S. aureus es coagulasa positiva como vamos a ver ahorita), los cuales son relativamente avirulentos.

S. aureus en su superficie tiene una colección de proteínas de adherencia que le permiten unirse a las proteínas de la matriz del hospedador, como por ejemplo, fibronectina, fibrinógeno, elastina y el colágeno. La mayoría de estas proteínas de adhesión están unidas covalentemente al péptidoglicano de la pared celular. La más importante, la proteína A se une a la fibronectina humana. Otra proteína de adherencia importante es la coagulasa, que se une al fibrinógeno y lo convierte en fibrina insoluble originando que S. aureus forme racimos. La detección de esas proteínas es importante para la detección de la bacteria. Las proteínas de superficie G y H se han asociado con la habilidad de S. aureus de invadir el cuerpo humano.

Una característica es que se pegan como lapas gracias a sus proteínas de adherencia

Simpática si es superficial, densa cuando se pone profunda

A S. aureus le gusta vivir en la piel y en las mucosas. Son parte de la flora microbiana de piel y mucosas. Un 15%  de los adultos sanos son portadores permanentes en la nasofaringe. Como patógenos son capaces de producir infecciones asociadas a piel y mucosas. Como S. aureus es hemolítica, es decir, capaz de lisar los glóbulos rojos, gracias a su toxina alfa, por lo que estas lesiones siempre 

Los estafilococos son microorganismos ubicuos de la piel y las mucosas, y es frecuente su introducción a través de interrupciones de la continuidad de la piel. Sin embargo, el número de microorganismos necesarios para que se produzca una infección (dosis infectiva) es generalmente elevado, a no ser que exista un cuerpo extraño en la herida: suciedad, astillas etc. Una limpieza correcta de la herida y la aplicación de un desinfectante adecuado: jabón antibacteriano, Betadine, yodo... permite evitar la mayoría de las infecciones en individuos sanos.

Poder vivir con y sin aire

Staphylococcus son capaces de crecer en una variedad de consideraciones aeróbica y anaeróbicamente.

Por que S. aureus puede pasar de la piel y la mucosa puede penetrar en el cuerpo humano, su habilidad para vivir sin aire es una ventaja.

Inmunodeprimidos, catéteres, hospitales y altas concentraciones de antibióticos: nuevos paisajes adaptativos para S. aureus

 Paisajes adaptativos. . Fuente

QMerece la pena tratar de entender la "personalidad" de una bacteria utilizando la analogía de los paisajes adaptativos. En la figura 2A vemos cómo se comportan las distintas especies, representadas como el círculo A y el B. Las dos especies, o las dos cepas de la misma especie, tienen genomas distintos. Al principio, están el el valle y poco a poco van escalando las cumbres. Se comportan como escaladores ciegos. Su rol es subir, pero no saben cuál es la cumbre más alta. Las cumbres representan la fitness reproductiva. Es decir, en el caso de las bacterias, cuanto más alto más descendencia son capaces de producir. Cuando una especie llega a su máximo de fitness ya no hay quien la baje de ese estado. La evolución se rige por la selección natural, y aquellas bacterias que dejan mucha descendencia son las que se mantienen en el ecosistema. ¿Qué ocurre si las condiciones cambian? bien, que la bacteria igual ya no sigue estando igual de adaptada. Otra vez la selección obliga a esas especies a escalar en su fitness para llegar a la máxima altura. ¿Qué ocurre a una bacteria cuando es "colonizada" por un virus, un transposón, o un plásmido? los nuevos genes de virulencia hacen que esa bacteria se desplace en el paisaje. Si está en un valle comenzará el ascenso.

En resumen, si cambia el ambiente la selección con su presión irá favoreciendo a determinados fenotipos. Si una bacteria es colonizada por un ADN externo que le confiera nuevas propiedades de virulencia, eso colocará a la bacteria en un nuevo escenario y la selección irá modelando ese nuevo genotipo hasta que alcance la máxima adaptación a ese nuevo escenario.

Los antibióticos hacen que la selección natural pase de teoría a la práctica

Los estafilococos desarrollaron una rápida resistencia a los antibióticos después de la introducción de la penicilina y hoy en día sólo un 10% de estafilococos son sensibles a este antibiótico. Esta resistencia está mediada por la enzima penicilinasa, una beta-lactamasa que hidroliza el anillo beta-lactámico de la penicilina. Por este motivo se desarrollaron las penicilinas semisintéticas, capaces de resistir a la penicilinasa, la típica escalada de armamentos. Las nuevas armas: meticilina, nafcilina, oxacilina, dicloxacilina comenzaron a ser inservibles. En este momento, la mayor parte de S. aureus responsables de las infecciones hospitalarias y comunitarias son resistentes a estos antibióticos y estas cepas de SARM (S. aureus resistente a la meticilina) son resistentes a todos los antibióticos beta-lactámicos (penicilinas, cefalosporinas, carbapenemes).

Dado que las cepas SARM son responsables de una proporción significativa de infecciones adquiridas en el hospital y en la comunidad, el tratamiento oral debe ser con trimetroprima-sulfametoxazol, una tetraciclina de acción prolongada como la doxiciclina o minociclina, clidamicina o linezolid. La resistencia a la clindamicina es común en algunas comunidades y el empleo de linezolid se ve limitado por su coste y toxicidad. La vancomicina intravenosa es una alternativa para tratar a los SARM.

Por desgracia se han aislado cepas de S. aureus resistentes a la vancomicina. Se ha descrito resistencia de bajo nivel en cepas con una pared celular más gruesa y desorganizada. Se ha propuesto el siguiente modelo para explicar esta resistencia: las moléculas de vancomicina se quedaría atrapadas en la matriz de la pared celular y no podrían alcanzar la membrana citoplasmática, en la cual alterarían la síntesis de la pared celular.

La resistencia de alto nivel a la vancomicina estaría codificada por el operón del gen vanA procedente de enterococos resistentes a vancomicina. Estas bacterias presentan una capa modificada de peptidoglucano que no fija las moléculas de vancomicina. Este tipo de resistencia es infrecuente en la actualidad. Cuando este gen se disemine entonces estaremos fregados.

Muchos furúnculos están producidos por S. aureus. Fuente

Síndrome de la piel escaldada por estafilococcos

La prevalencia de la producción de toxina exfoliativa en las cepas de S. aureus varía según la zona geográfica, pero generalmente es menor del 5%. Se han identificado dos formas distintas de toxina exfolitativa (ETA y ETB) y ambas pueden producir la enfermedad.

Impétigo ampolloso, una forma localizada de síndrome de la piel escaldada por estafilococos

Síndrome del shock tóxico. Se muestra un caso de infección mortal con afectación cutánea y de tejidos blandos.

Impétigo pustuloso. Se pueden observar las vesículas en distintas fases del desarrollo, incluyendo vesículas llenas de pues sobre una base eritematosa y lesiones secas con costra.

Ántrax producido por Staphylococcus aureus. La lesión se desarrolló en la nalga a lo largo de un período de 7 a 10 días y requirió drenaje quirúrgico junto con antibioterapia. Un ántrax está compuesto de varios forúnculos agrupados en una masa indiferenciada, dando el aspecto de una única lesión eritematosa llena de pus y células muertas.

Fagos macarras que incluso pueden controlar el nivel de peligrosidad de las bacterias

No todos los fagos destruyen a las bacterias que invaden, al menos no inmediatamente. Algunos infectan bacterias y permanecen dormidos en su interior. Los fagos algunas veces insertan sus propios genes en el cromosoma del hospedador. A veces esos fagos llevan en medio de sus genes, genes de otra bacteria. Es lo que en la jerga científica se llama “transducción” que es cuando los genes de una bacteria aparecen en otra y resulta que ha sido un fago el responsable de esa traslocación de genes. A veces esos genes que viajan de una bacteria a otra son peligrosos.

En la década de 1950, por ejemplo, se describió como la bacteria Corynebacterium diphtheriae causa la difteria, una enfermedad de las vías respiratorias altas, sólo cuando está infectada por un bacteriófago. El fago, de hecho, contiene un gen para la toxina que causa la difteria. Una historia similar se descubrió en la década de 1990 con el cólera. Esta enfermedad mortal se le achaca a Vibrio cholera, sin embargo son los genes de fagos en su interior los responsables de la toxina letal.

James M. Musser del "National Institute of Allergy and Infectious Diseases" en Hamilton, Montana y sus colegas se dieron cuenta al secuenciar los genomas de los Streptococcus grupo A (GAS) que gran parte del genoma eran genes de fagos y que estos eran los responsables de la virulencia de este grupo que causa desde carraspera hasta la fiebre reumática que afecta al corazón o el síndrome del choque tóxico. Musser también ha descrito como cuando ciertas células del sistema inmune devoran bacterias GAS, éstas activan varios genes provenientes de fagos para bloquearlas y evitar su destrucción.

Otras veces los fagos van más allá de repartir genes de toxinas entre las bacterias. Matthew K. Waldor de la Tufts University School of Medicine en Boston a comprobado que a veces incluso pueden controlar la liberación de esas toxinas. Por ejemplo, la famosa Escherichia coli. E. coli es una bacteria comensal inocua de nuestro intestino. Algunas cepas de E. coli producen una toxina, conocidad como Shiga que puede causar la muerte, es lo que se llama envenenamiento alimentario. El gen de esta toxina es parte del genoma de un fago que está integrado en algunos cromosomas de ciertas cepas de E. coli. El gen de la toxina sólo se vuelve activo cuando el fago comienza a reproducirse en el interior de la bacteria. ¿Por qué? Pues por que cuando el fago rompe la bacteria la toxina se libera causando el daño en las personas portadoras.

El grupo de Waldor ha descubierto que la ciprofloxacina (un antibiótico tipo fluoroquilona) activa genes de los fagos incrementando la producción de la toxina Shiga. Esto también ha sido observado por John F. Prescott de la "University of Guelph" en Ontario: las fluroquinolonas inducen la actividad del genoma del fago que normalmente está "dormido" en el genoma de Streptococcus canis, una bacteria de la flora normal de perros y otros animala. Si se usan estos antibióticos en animales el fago se activa y se han observado casos severos de shock tóxico y infecciones tipo comecarne en perros infectados con Streptococcus canis.

Exotoxinas en bacterias ¿A quién benefician?

Los fagos codifican genes de exotoxinas que se encuentran por todas partes allí donde haya bacterias. ¿Qué ventajas le proporcionan a las bacterias unos fagos que codifican compuestos tan tóxicos?. En el contexto humano, esas exotoxinas causan enfermedades diversas, desde el cólera a la difteria o la diarrea enterohemorrágica (diarrea con sangre). Sin embargo, la frecuencia de aparición de esos genes en bacteriófagos lisogénicos (fagos que no lisan a la bacteria y que insertan su ADN en el ADN de la bacteria) en ambientes en los que no existen humanos hacen que nos preguntemos si esas toxinas están ahí por nosotros o simplemente los humanos somos las víctimas colaterales de una guerra que todavía no conocemos.

Las exotoxinas codificadas en el ADN de fagos como el de la toxina Shiga (Stx) matan a las células eucariotas atacando elementos y rutas que son comunes en todas las células eucariotas, tanto unicelulares como multicelulares. Por tanto podemos deducir que la evolución de este tipo de toxinas ha ocurrido antes de la aparición de organismos multicelulares. Vamos a ver, ¿Quiénes son los depredadores de bacterias en el medio natural? protozoos ciliados, amebas.... ¿A quién beneficia estas toxinas entonces? la respuesta parece obvia. ¡Oh! ¡Sorpresa! los humanos sólo somos víctimas colaterales.

Esquema de como las toxinas Shiga viajan a través del sistema de membranas de la célula eucariota. La toxina se une a la membrana plasmática, lo que induce una curvatura espontanea que facilita su invaginación. Viaja a través del tráfico de vesículas hasta llegar a la maquinaria de degradación asociada al retículo endoplasmático lo que permite la retro-translocación (en este caso a la entrada) al espacio citosólico. Fuente: Nature

Es muy curioso que los bacteriófagos son una especie de bombín con patas de mosquito. Esto es así porque el fago tiene que "inyectar" su ADN en el interior de una bacteria, que tiene su interior celular a una presión entre 5 y 25 atmósferas. La toxina tiene que entrar en una célula "fofa" que no tiene presión interna, que se mantiene turgente por un citoesqueleto, como si fuese una tieneda de campaña, en la que se entra por invaginación. La toxina es una máquina de penetrar en este tipo de células y machacarlas.

 Referencia:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1462-2920.12232/full
http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fcimb.2014.00046/full

Especies rítmicas. A vueltas con Margulis y la evolución

La biología es extremadamente conservadora. En 2014 todavía se le llama teoría a lo que podría llamarse en toda regla ley de la evolución de tan probada que está por miles de experimentos y por su base matemática que permite hacer predicciones. La clasificación aristotélica duró más de 2500 años y de alguna manera todavía seguimos pensando en primates, secundates y terciates al hablar de los organismos superiores e inferiores. Un debate siempre caliente es el de qué es especie y que no lo es. Personalmente hay algo que me obsesiona en biología y de lo que no se oye hablar mucho y es cómo lo rítmico tiene una lectura y un marco en biología.
Hay procesos rítmicos que deben de tener a la fuerza una base biológica. Por ejemplo los cantos de los pájaros y la construcción de un territorio alrededor de ellos. La complejidad de ese canto se respeta en la comunidad de machos de ciertas especies. Si grabas a uno de estos pájaros y con un ordenador haces que el canto se vuelva más complicado y esta grabación modificada la haces sonar en un bosque alrededor de este canto artificial se creará un espacio libre de machos que “respetaran” la complejidad de este canto.
Hay también una frase en el libro “Acquiring genomes” de Lynn Margulis que me parece profundamente inspiradora, habla de que los líquenes son dos especies, hongo y bacteria, que funcionan como una sola especie cuando existen alternancia de sequedad-humedad, luz-oscuridad.
¿Es posible que estemos frente a frente a un lenguaje biológico todavía no explorado? Si consideramos esta frase de Margulis como una visión fugaz a un lenguaje real todavía no explorado y nos aventuramos a comprobar su vigencia en la naturaleza podremos entender muchos fenómenos de parasitismo. Los parásitos forman “especies” nuevas de manera temporal y rítmica pues tienen que adaptarse a la finitud de sus hospedadores. Parasitar y dispersarse para buscar otro hospedador: ritmos dentro de los ciclos de los parásitos.
¿Cuándo un parásito toma control de su hospedador, son dos especies o es una nueva? Una especie “temporal” pero que tiene un genoma determinado para que esa especie temporal se forme. Intentaré explicarme porque no soy filósofo y me cuesta dominar el lenguaje.
Una especie un genoma adaptado a el tipo de vida que esa especie desarrolla. Cuando una especie determinada comienza a “parasitar” a otra especie normalmente ocurre que su genoma sufre una reducción en el número de genes. Las bacterias con menor genoma son aquellas de vida intracelular obligada. la evolución de estos genomas tiende a perder genes esenciales para que el hospedador asuma las funciones de estos genes. Esto permite que la comunicación entre ambos genomas, el de la bacteria y la del hospedaor, sea más armoniosa, no existan duplicidades ni competencias entre ambos. De esta manera surgen las relaciones simbióticas en donde a la bacteria se le proporciona un ambiente estable y, a su vez, la bacteria suministra nutrientes básicos que el hospedador no puede tomar de su dieta, por poner un ejemplo. 
¿Podemos considerar a la relación entre el pulgón Cinara cedri y la bacteria Buchnera aphidicola, un ejemplo claro del caso anterior una especie nueva o una simbiosis entre especies? Es el mismo caso que el del liquen. Consideramos al liquen como una asociación entre dos especies. Cada genoma puede vivir independientemente (no así en el caso de Buchnera aphidicola), si pones al liquen es oscuridad el hongo acaba digiriendo a las bacterias cianoficeas y si los sumerges en agua el hongo muere pero las cianoficieas no. Sin embargo cuando hay alternacia de luz-oscuridad, humedad-sequedad en ese caso sólo la asociación existe, pero es que además en ambos genomas hay genes para que esa asociación exista y existe desde hace 200 millones de años, e incluso tiene

Después de leer una guía de líquenes ¿Hay quién piense que no son auténticas especies?

Un problema de los genomas simbiontes es que no pueden propagarse yendo juntos de la mano. Cada uno se propaga en la especie en la que está confinado. Es un momento crítico y que condiciona muchísimo la relación simbiótica. Aquí tenemos a Wolbachia que ha resuelto esto de manera elegante primando las hembras y propagándose de manera vertical a través de éstas. Los virus, si los consideramos no como especies sino como genomas, han arreglado esto muy bien con sus mecanismos de toxina-antitoxina. El ADN vírico tiene en su genoma dos genes uno codifica para un veneno que mata a la célula hospedadora y otro es un antídoto que la cura. Cuando uno de estos virus, un plásmido por ejemplo, entra en una bacteria ésta no puede desembarazarse de ellos. ¿Por qué? Pues por que el virus codifica el veneno y la antitoxina. La vida media del veneno es larga y la de la antitoxina es corta. Supongamos que la bacteria se divide y en una de las dos bacterias hijas no hay plásmido, bien, en esta bacteria libre de plásmido existen moléculas de veneno y antitoxina, la antitoxina desaparace primero por mor de su vida media corta, es entonces cuando el veneno mata a la bacteria libre de plásmido. Una vez que el plásmido entra en una población de bacterias no hay manera de deshacerse de ellos.
En organismos “superiores” por ejemplo insectos que parasitan otros insectos las cosas no son tan fáciles y los genomas de los parásitos han desarrollado un regulación genética sofisticada que hace que los hospedadores se conviertan en auténticos zombis al servicio de sus parásitos. ¿Es el parásito una especie? Si no consideramos a los virus como especies tampoco deberíamos considerar a estos parásitos especies porque no son de vida libre, sin su hospedador no podrían tener vida libre independiente. Si aplicamos esta definición estrictamente veríamos que la mayoría de las especies necesitamos de otras especies en algún u otro momento de nuestras vidas. Es ahí cuando creo que habría que traer el concepto ritmo a este tipo de debate. Colaboramos rítmicamente con otros genomas. Nuestros genomas necesitan de esas colaboraciones puntuales. El ritmo tiene una impronta en nuestros genes o al menos en la regulación de nuestros genes. Si la música es el sonido en el tiempo el estudio de la genética debiera de incorporar este tipo de conceptos. Una especie es un genoma en el tiempo. No es lo mismo un niño en crecimiento permanente, teniendo que cambiar unas estructuras obsoletas por otras (dientes de leche por dientes de adulto) que un adolescente preso de cambios hormonales que le hacen sentir atracción sexual donde antes no la había etc.
¿Pero esto tiene algún sentido evolutivo? Al fin y al cabo lo importante en evolución es la transmisión de genes de una generación a otra, lo que pase en la vida de esos genes no influye. Se nos dice que los cambios son al azar y sin embargo vemos que la historia, es decir el tiempo, deja una impronta. Estoy pensando en el libro de Jared Diamond “Guns, germs and steel” en donde se explica cómo la domesticación y la convivencia de los grupos humanos que han convivido con animales domesticos y sus enfermedades han hecho de éstos grupos resistentes a estas enfermedades y que les ha dado una ventaja selectiva cuando han entrado en contacto con otros humanos que carecían de esa historia de coevolución y que por tanto eran sensibles a estas infecciones. Estamos hablando aquí de epigenética.
Todo este rollo que os he soltado para recalcar la idea de que igual que la música ha desarrollado un lenguaje en donde los sonidos se disponen en el tiempo en la biología habrá que ir pensando en expandir el lenguaje de los genes a esta concepción temporal de los mismos. Esta expansión llegará a cambiar los conceptos de especie y las asociaciones temporales llegarán a tener un rango mayor del que gozan actualmente que no es otro que el de excepción, lo raruno y curioso lo que nos indica que nos estamos perdiendo parte de algo que no comprendemos.

Entrada dedicada con cariño a Paleofreak

Pipipiyipipi, una alarmona implicada en la resistencia a los antibióticos

Ruta de la persistencia. (1) La fosforilación de GltX por la toxina bacteriana HipA provoca el bloqueo de GltX al añadir un aminoácido al RNA transferente (tRNA). (2) El tRNA sin cargar obstruye la maquinaría de síntesis de proteínas. (3) Esto lleva a la producción de una alarmona, la guanosina pentafosfato (en inglés se dice pipipiyipipi, lo cual en los seminarios es un auténtico cachondeo) [pppGpp] sintetizada por RelA. (4) y el bloqueo de las actividades celulares subsiguientes.

En cualquier colonia de bacterias, de por ejemplo, un millón de células, hay al menos uno o dos bacterias individuales que resistirán un ataque salvaje por antibióticos. Este fenómeno, identificado en los años 40 del siglo pasado se llamó persistencia o tolerancia a los antibióticos. Al contrario que la resistencia a los antibióticos, la cual tiene que ver con una alteración genética que convierte a la bacteria en invulnerable a los antibióticos, la persistencia se deriva de una especie de sueño celular. ¿Qué origina esto?. Si la célula tiene parada sus actividades celulares normales entonces el antibiótico no funciona ya que normalmente los antibióticos lo que hacen es bloquear procesos normales de la célula como la traducción o la transcripción.

Las bacterias capaces de persistir tienen que vérselas con un duelo de proteínas, una toxina y una antitoxina. La toxina fuerza a la célula a entrar en un estado de persistencia y la antitoxina revierte la inhibición y revive la célula. hipA fue el primer gen que codifica una toxina en E. coli y su inducción puede parar la replicación, la transcripción y la traducción. Hace unos años, Richard Brennan, hoy en la Universidad de Duke, y sus colegas publicaron la primera prueba de que HipA actua fosforilando la traducción del factor EF-Tu, parando la síntesis proteica. Pero según Nikolav Zenkin, un biólogo molecular en la Universidad de Newcastle, cree que estos resultados no eran consistentes con algunas observaciones previas en estudios sobre los efectos de HipA en la transcripción y la replicación, así que "Empezamos a cavar más hondo" según Zenkin.

Zenkin y sus colegas lo que hicieron fue sobreexpresar varios genes para encontrar aquellos que afectasen a hipA, y lo encontraron, resultó ser el gen gltX. Las bacterias que sobreexpresaban gltX continuaban creciendo como si nada a pesar de la presencia de HipA. Seguún Zenkin, "Ahora si todo encaja". Resulta que este gen codifica una proteína llamada glutamil-tRNA sintetasa que es importante para la síntesis proteica.

GltX facilita la traducción proteica añadiendo un aminoácido al ARN transferente (tRNA). El equipo de Zenkin demostró que la superproducción de HipA "in vivo" lleva a la fosforilación de GltX, e "in vitro" esta fosforilación por HipA bloquea la adicción de aminoácidos al tRNA mediada por GltX. "Creo que GltX es un blanco, pero no estoy convencido de que sea el único blanco ha dicho Brennan, el competidor de Zenkin.

Lo mismo que el factor de transcripción EF-Tu, GltX está implicado en la traducción, pero el equipo de Zenkin propone un mecanismo por el cual esta ruta también bloquea la transcripción y la replicación: cuando GltX se fosforila por HipA, los tRNA sin cargar bloquean el ribosoma (normalmente lo que harían es entrar en el ribosoma con aminoácidos y ayudar en la construcción de las proteínas de nueva síntesis). El atasco de tRNAs estimula la producción de pipipiyipipi [pppGpp] (me encanta pronunciarlo en inglés) "Esto desencadena una gran cascada de eventos que finalmente lleva a la detención de procesos esenciales en la célula como la replicación, transcripción lo que lleva a la célula a un estado de latencia" dice Zenkin. Para sostener esta hipótesis lo que hicieron fue eliminar proteínas implicadas en la formación de pipipiyipipi y encontraron que al no formarse esta alarmona la persistencia disminuía considerablemente. Mientras estos hallazgos ayudan a explicar cómo funciona la persistencia bacteriana no ayudan a hacer que los antibióticos sean más efectivos "El problema es que en E. coli hay otras 12 toxinas, algunos investigadores dirían que mas" dice Zenkin, "Ya te puedes imaginar que pudieses inactivarlas todas ellas al mismo tiempo".

Referencia: E. Germain et al., “The molecular mechanism of bacterial persistence by HipA,” Molecular Cell, 52:248-54, 2013.

Descubierto el mecanismo de la bacteria come carne

Fuente: Universidad Hebrea.

¿Cómo una bacteria que vive en nuestra piel sin causar daño puede causar la infección llamada "comecarne"? Esta es la paradoja de Streptococcus pyogenes grupo A (GAS en sus siglas en inglés) que investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén han descubierto recientemente y que abre la puerta a futuros tratamientos.

Peluche de Streptococcus pyogenes. Si, los microbiólogos somos un poco frikis.

Al año las infecciones por S. pyogenes grupo A causa medio millón de muertes en el mundo y secuelas graves a todos los afectados. La enfermedad come carne, en particular, es una forma cruel de infección por esta bacteria que afecta a los tejidos blandos del cuerpo y que deja muy poco tiempo a los médicos para parar o detener su progreso. El tratamiento se realiza administrando antibióticos y eliminando los tejidos afectados por cirujía. A pesar de que este tipo de tratamientos se realice rápidamente la bacteria normalmente se disemina y causa la muerte de aproximadamente el 25% de los pacientes.

Pues si, han descubierto el mecanismo que ayuda a la bacteria en sus primeros pasos infectivos. El prof Emanuel Hanski del Instituto de Investigación Biomédica Israel Canada de la Universidad Hebrea, junto con el estudiante de doctorado Moshe Baruch y un equipo internacional han publicado sus resultados en la revista Cell.

Cuando GAS (Streptococcus pyogenes grupo A) se adhiere e infecta las células humanas libera dentro de las células del paciente dos toxinas. Estas toxinas desorganizan el control de calidad de la síntesis proteica, lo cual dispara un estres defensivo que entre otras cosas hace que aumente la producción del aminoácido asparagina. La bacteria cuando nota el aumento en asparagina altera su perfil de expresión génica (es decir activa nuevos genes) y aumenta su tasa de proliferación. Al aumentar el número de bacterias la respuesta inmunológica aumenta y todo ello puede llevar a un choque séptico mortal.

Los investigadores observaron también que cuando la enzima asparraginasa, que digiere la asparragina y que es usada por los médicos como agente quimioterapéutico contra la leucemia, se utiliza contra la bacteria se puede eliminar el crecimiento de la misma en el torrente sanguineo humano y en ratones (utilizados como modelo para estudiar la infección en humanos). Nunca antes se había utilizado la asparraginasa para tratar infecciones de la bacteria comecarne.

Estos hallazgos constituyen un gran paso para entender los cambios metabólicos ocurridos en la relación bacteria comecarne-humanos. Esto abre el paso a nuevas vías de tratamientos más efectivos contra la enfermedades infecciosas. Obviamente los investigadores han patentado su descubrimiento y están buscando socios comerciales para desarrollar estas nuevos medicamentos.

Detectan la toxina más letal jamás conocida en las heces de un niño con botulismo

El Departamento de Salud Pública de los Estados Unidos en Sacramento, California, ha descubierto la toxina más letal jamás conocida, ya que sólo un gramo de esta sustancia es suficiente para matar a 2.000 millones de personas.

La sustancia fue detectada en las heces de un niño botulínico. Dicha toxina es de tipo H e igual que los demás agentes causantes del botulismo bloquean la liberación de la acetilcolina, el neurotransmisor que hace a los músculos funcionar, y de este modo, causa parálisis mortal en sus víctimas.

Sin embargo, constituye una rama separada en el árbol genealógico botulínico. La diferencia que tiene con sus análogos, aparte de ser extremadamente potente, es que no tiene antídoto alguno, según informa Reuters

Durante sus experimentos con la sustancia detectada, los especialistas del Departamento de Salud Pública intentaron usar anticuerpos convencionales para los agentes botulínicos en un grupo de ratones, pero descubrieron que muy pocos de ellos interaccionaban con la sustancia y ninguno pudo proteger a los ratones.

Entonces, intentaron criar anticuerpos propios, en conejos. Estos anticuerpos sí pudieron proteger a los ratones de la toxina hasta un cierto grado, pero las dosis inyectadas debieron ser inadmisiblemente altas.

No hay antídoto

La falta del antídoto para ésta toxina es la razón por la cual su secuencia ADN está fuera de las bases públicas de datos. Motivo por el cual es la primera vez en la que una secuencia se clasifica por razones de seguridad.

Para publicar su estudio en The Journal of Infectious Diseases, los especialistas del Departamento de Salud tuvieron que recibir la aprobación del Departamento de Seguridad Nacional de EE.UU., del laboratorio de enfermedades infecciosas del Ejército, del Centro de Control y Prevención de Enfermedades y varias otras agencias gubernamentales.

Las autoridades permitieron la publicación, pero solo con datos generales, sin que se mencionara la secuencia de genes. Publicar la secuencia sometería a la sociedad a un «riesgo inmediato e inusualmente grave», sostiene David Relman, de la Universidad de Stanford, en sus comentarios para el artículo.

Bruce Beutler y el choque séptico

Ruta de activación de los receptores Toll (sólo para los que saben de biología)


El choque séptico es, dicho a la pata la llana, que el sistema inmune se vuelve "to loco". Se vuelve "to loco" porque recibe un estímulo que reconoce como perteneciente a una bacteria o un virus y lo mismo que Chiquito de la Calzada cuando se ponía "no puedorr, no puedorrr" se pone a activar todos los recursos que el sistema inmune tiene para deshacerse de los invasores. Se le llama choque séptico porque a veces la reacción del sistema inmune es tan tan exagerada que se vuelve contra nosotros mismos. Es lo que ocurre cuando, por ejemplo, una bacteria entra en el torrente sanguíneo: el sistema reacciona sin control y te mueres no por culpa directa de la bacteria sino por colapso de tu sistema inmune. Bruce tenía en su laboratorio uno de los componentes mayoritarios de la superficie de las bacterias, una molécula o componente celular que se parece bastante en todas las bacterias. Este componente, LPS, ya se sabía que provocaba por si solo un choque séptico cuando se inyectaba en ratones. De hecho se le llama también endotoxina. Pues bien, los ratones mutantes de Bruce (ver entrada anterior) cuando se les inyectaba LPS, la endotoxina, en una cantidad tal que mataba a los ratones normales, los ratones mutantes estaban tan panchos. Ese componente que faltaba en los ratones mutantes era el receptor Toll. Ahora ya sabíamos más de inmunidad innata y también se abría un campo para entender muchas de las enfermedades autoinmunes humanas, que no son otra cosa que una activación anómala de nuestro sistema inmune. Por eso: ¡Gracias Bruce!

¿De qué depende que una bacteria sea virulenta?

Depende de dos factores: de la capacidad que tenga para invadir y de las toxinas que tenga. Por ejemplo hay dos bacterias que pueden explicar esto. Clostridium tetani, es la bacteria que produce el tétanos. Infectan heridas, sobre todo de aquellos que están en contacto con animales. La bacteria prácticamente no penetra en el cuerpo humano, porque su capacidad de invadirnos es muy, pero que muy limitada. Sin embargo tiene una toxina, la toxina del tétanos, muy potente que la bacteria secreta y entra en el torrente sanguíneo. En concentraciones muy bajas puede provocar parálisis y la muerte.
Otra bacteria, Streptococcus pneumoniae, la bacteria en la que yo hice mi tesis, vive en nuestras gargantas. Si bajan nuestras defensas, por ejemplo con un resfriado, la bacteria puede bajar a nuestros pulmones y crecer tanto que ponga en peligro el funcionamiento de nuestros pulmones y provocarnos la muerte. Su capacidad para invadirnos es increible, sin embargo, S. pneumoniae prácticamente no tiene toxinas.

La mayoría de las bacterias que causan enfermedades están entre el Clostridium y el Streptococcus respecto a su capacidad para producir toxinas y para invadirnos. ¿Qué pasa con la cepa alemana de E. coli?. Bien, E. coli es una bacteria que vive normalmente en nuestro intestino. No es la bacteria mayoritaria de nuestros intestinos pero está ahí, también en los intestinos de vacas y animales de sangre caliente. Hay algunas variedades de E. coli (en microbiología se les llama cepas) que son capaces de adherirse a las paredes del intestino y provocar diarreas. Hay otras variedades que además de adherirse pueden secretar toxinas. La cepa O104 descubierta en el brote de Alemania pertenece a este tipo de bacterias: son capaces de penetrar y también de producir toxinas.