Pioneros de la microbiología en Ecuador

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En Ecuador la microbiología cuenta ya con una larga tradición. Personalidades como Eugenio Espejo (Quito 1747-Quito 1795) que publicó importantes trabajos de medicina, como las “Reflexiones acerca de las viruelas” el cual se convertiría en el primer texto científico que refería la existencia de microorganismos (inclusive antes que Louis Pasteur) y que definiría como política de salud conceptos básicos en la actualidad como la asepsia y antisepsia de lugares y personas.



Foto: Eugenio Espejo, pionero de la microbiología en Ecuador (Quito1747-Quito 1795)

Más recientemente el Dr Izquieta Pérez (Guayaquil 1879-Guayaquil 1948) tuvo la visión y el afán patriótico de promover la construcción de un INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN al servicio de la salud Pública del país y no solamente como laboratorio de análisis y control de medicinas que hoy es una realidad.

Foto: Dr. Izquieta Pérez, fundador del Instituto de Investigación en Salud Pública del Ecuador

Referencias:

Sobre Eugenio Espejo:

http://www.diccionariobiograficoecuador.com/tomos/tomo3/e2.htm

http://www.biografiasyvidas.com/biografia/e/espejo.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Eugenio_Espejo

http://remq.edu.ec/colegiosremq/eespejo/index.php?option=com_content&view=article&id=135&Itemid=179

Sobre Izquieta Pérez

http://www.diccionariobiograficoecuador.com/tomos/tomo4/i1.htm

Antibióticos en nuestra cadena alimenticia

Desde su descubrimiento hace ya 80 años, los antibióticos han revolucionado la medicina. Sin embargo, su uso, y lo que es más dramático, su maluso, ha seleccionado algunas bacterias que son capaces de resistir a todos los antibióticos disponibles por la medicina. La mayoría de las bacterias que se encuentran en los hospitales presentan algún grado de resistencia a uno o varios antibióticos, esto lleva a que muchos tratamientos fallen, aumenta los costes para el hospital y la sociedad y fatalmente puede llevar a la muerte en casos de ancianos, inmunodeprimidos... La resistencia de las bacterias a los antibióticos ha inaugurado la nueva "Era Post-antibiótica" en donde ya no estamos 100% a salvo de las enfermedades infecciosas. En la Unión Europea mueren al año 25000 personas por esta causa.

Cuando utilizamos cualquier tipo de antibióticos en personas, animales, plantas favorecemos la selección natural de bacterias resistentes. Además, las bacterias resistentes no conocen fronteras ni límites geográficos. El mal uso de los antibióticos en un país afecta a los demás ya que las bacterias viajan con nosotros en los barcos, carros, aviones.

A muchos animales de granja se les administra, de manera rutinaria en el pienso, antibióticos. De esta manera preventiva se evita que se enfermen. Antes de que esta práctica fuese prohibida en Europa en 2006 era común utilizar los antibióticos para favorecer el crecimiento de los animales. Dado que existe una cabaña ganadera inmensa a nivel mundial, la cantidad usada de antibióticos en ganadería excede de largo la usada para uso humano.

A pesar de ello hay muchas asociaciones médicas, ambientalistas... dando fondos para prohibir este tipo de mala práctica aberrante

El mal uso de los antibióticos en ganadería tiene serias consecuencias para la salud pública. La selección de bacterias resistentes en ganadería llega a los humanos a través del consumo de alimentos, por contacto con esos mismos animales o a través de aguas contaminadas. Debido a que los productos cárnicos viajan a través de todo el mundo este tipo de bacterias resistentes se dispersan rápido.

Salmonella y Campylobacter, dos de las bacterias responsables de muchas intoxicaciones alimentarias están alcanzando cada vez mayores niveles de resistencia a antibióticos. Un buen ejemplo son las fluoroquinolonas, un grupo de antibióticos que se usan para tratar diarrea en humanos ya que son activas contra Campylobacter sp, Salmonellae, Shigellae, Vibrios, Yersinia enterocolítica. Las fluoroquinolonas son antibióticos de amplio espectro que juegan un papel importante en el tratamiento de varias infecciones bacterianas graves, especialmente infecciones adquiridas en hospital y en infecciones en las que se sospecha que las bacterias implicadas ya son resistentes a antibióticos más clásicos.  Pues bien, un estudio de 2012, demuestra que este tipo de antibióticos tan importantes se siguen utilizando de manera preventiva en ganadería en EEUU a pesar de estar prohibidos. 

Referencia:

http://www.sciencedaily.com/releases/2012/04/120405131431.htm

Keep Calm and Pipette On

Los antibióticos sólo deben de matar bacterias

No pueden matar otro tipo de células, como las humanas, con núcleo, porque sino también nos matarían a nosotros. Es lo que en la jerga se llaman dianas. Las dianas contra las que preparar nuevos antibióticos son limitadas. 

Básicamente hay tres grandes grupos de antibióticos que atacan a tres elementos moleculares presentes en las bacterias y ausentes en la célula eucariótica (las que tienen núcleo como las células humanas). Se trata del peptidoglicano, que es atacado por las penicilinas, carbapenémicos y cefalosporinas; de las enzimas que enrrollan y desenrrollan el cromosoma circular de las bacterias, estas enzimas son inhibidas por las fluoroquinolonas y finalmente el ribosoma bacteriano que es menor al eucariota y que son inhibidos por macrólidos, aminoglucósidos y tetraciclinas

Hay que inactivar o destruir aquellas moléculas que estén presentes en todas las bacterias pero no en las células humanas. Esto es difícil porque las bacterias y las células humanas tienen una bioquímica parecida. De hecho ahora sabemos que las células humanas proceden de la unión de bacterias ocurridas en el periodo Precámbrico. 

A la izquierda tenemos E. coli creciendo en presencia de penicilina. A la derecha tenemos la misma bacteria creciendo sin penicilina por lo que no va a explotar y no va a parar de dividirse.

Veamos que ocurre con la penicilina, el antibiótico más famoso. La penicilina ataca la capa de peptidoglicano de las bacterias. Las bacterias tienen capa de peptidoglicano y nuestras células no. Por eso es tan buen antibiótico, porque las mata y es inocuo para nosotros. Las bacterias tienen esa capa que no es otra cosa que una malla que evita que estallen. Las bacterias están a presión como las ruedas. Las células humanas tienen esqueleto celular, algo así como las tiendas de campaña de los campings, por eso no necesitan estar a presión. Cuando en las bacterias esta capa de peptidoglicano se relaja: BUM! estallan.

¿Por qué no aparece nuevos antibióticos tan efectivos como los fue la penicilina en su tiempo?

Hay varias razones: la primera es que las bacterias tienen una altísima capacidad de adaptación a los nuevos ecosistemas. Los hospitales con sus pacientes inmunodeprimidos durante largos periodos, esterilizados mediante altas concentraciones de antibióticos han sido un nicho ecológico apetecido por las bacterias. Esta capacidad de adaptación se basa en su rápidos ciclos vitales que llegan a generar tres generaciones por hora lo cual hace que las mutaciones aparezcan rápidamente en las poblaciones, además, las bacterias son maestras a la hora de adquirir genes de otras bacterias y también de virus.



Una de las cosas que tenemos que aprender de todo esto es que tenemos que abandonar esa idea ingenua de que un compuesto químico maravilloso nos librará de las enfermedades infecciosas por siempre jamás. Nuestra relación con éllas es la de una “escalada armamentística”, no vamos a poder relajarnos nunca. Esto para los microbiólogos es bueno: “job security” pero para las empresas farmacéuticas no es buen negocio: de que vale invertir una millonada en ensayos clínicos para patentar una molécula que solo va a ser efectiva unos años hasta que aparezca una bacteria resistente que la haga inservible. Como las empresas tienen la obligación de maximizar beneficios dedican sus esfuerzos a medicamentos de enfermedades crónicas y no a aquellos que te curan en una semana como los antibióticos.

Otra de las razones es que no es fácil encontrar una diana terapéutica en bacterias que no esté presente en las células animales. Las células animales provienen de una simbiosis ancestral de bacterias. Prácticamente poseemos la misma bioquímica: animales y bacterias. Sólo hay algunas diferencias: las bacterias están recubiertas de una malla que impide que revienten ya que son pequeños sacos a presión. Nuestras células no tienen esa malla. Es ahí por ejemplo donde actúa la penicilina. Como nosotros no tenemos la malla entonces el antibiótico no nos causa daño. Todos los antibióticos tienen que ir contra estas pequeñas diferencias moleculares. El problema es que están descubiertas casi todas.

Tratamientos con fagos en cerdos

Estudios de tratamientos con fagos en cerdos no existen demasiados. Los fagos se han empleado para reducir de forma significtiva el crecimiento de Brochothrix thermosphacta en el tejido graso de cerdo durante dos días (Greer, G.G. and Dilts, B.D., 2002). Sin embargo si se prolongaba la incubación de las muestras detejido tratadas con fagos durante 10 días el resultado era que empezaban a aparecer BIMs (Bacteriophages Insensitive Mutants). Un estudio reciente ha demostrado que los fagos reducen de forma significativa el número de Listeria en perritos calientes (Guenther, S. et al., 2009). Las mayores reducciones de Listeria se obtuvieron, lógicamente, con las mayores concentraciones de fagos. Los fagos fueron viables sobre la superficie de las salchichas durante 6 días cuando se conservaron a 6ºC.

Estos estudios recuerdan a otros similares en pollo. La conclusión es que las bacterias a los 10-15 días de estar en presencia de estos fagos bien por selección de mutantes, bien porque tengan el sistema inmunitario adaptativo CRISP/CAS acaban siendo resistentes a estos fagos. El éxito del trabajo en Listeria es que se trata de un solo tratamiento. Al estar los fagos en la superficie de la salchicha, matan a la Listeria y en ese punto ya no ha lugar a que exista selección o que funcione el sistema inmunitario porque la bacteria está muerta. Además, la piel de la salchicha no deja lugar a escondrijo en donde se puedan acantonar Listerias que vuelvan a recolonizar la piel.

Referencia:
http://www.gencat.cat/salut/acsa/html/ca/dir2949/pdf/1076.pdf


Virulent Bacteriophage for Efficient Biocontrol of Listeria monocytogenes

in Ready-To-Eat Foods. S. Guenther, D. Huwyler, S. Richard, and M. J. Loessner. Appl. and Environ. Microbiol. 2009, p. 93–100 Vol. 75, No. 1

Estamos trabajando en un verdadera aspiración nacional

"Estas trabajando, más que en un proyecto, en una verdadera aspiración nacional". Estas palabras, extraídas de un correo que mi amigo Carlos Arita me envió esta mañana, me hicieron saltar de la cama. El gobierno de Ecuador me ha contratado para desarrollar un proyecto para utilizar fagos como alternativa al uso de antibióticos. Ayer, el Dr Santiago Escalante de forma totalmente altruista, me estuvo ayudando a localizar una ultracentrífuga, un aparato necesario para llevar a cabo mi trabajo, en el área de Quito. Llamó a las ocho mejores instituciones en investigación: ESPE, UDLA, U Central, SOLCA (Sociedad de Lucha Contra el Cancer), IESS, Universidad Católica, INSPI y Fiscalía. Ninguna de ellas tiene este equipamiento. Lo siguiente será presentar un proyecto a la SENESCYT solicitando este aparato. Igual todo el proceso hasta que la ultracentrífuga esté instalada lleve un año. Obviamente dejé el despacho de Santiago abatido. Mi idea era la de aislar y caracterizar un fago de la manera que se está haciendo habitualmente: caracterización genómica, proteómica, microscopía electrónica, comportamiento del fago en su proceso infectivo. Posiblemente sea complicado realizar este tipo de pruebas hoy por hoy en Ecuador.

Las palabras de Carlos Arita me recordaron esta mañana que no tenía que desesperarme por no poder realizar mi proyecto de manera estandar. Quizás no lo pueda desarrollar como lo están haciendo en Irlanda, en China, pero eso mismo me libera para encontrar otras soluciones. Y debo de encontrarlas. Y aquí entra una conversación que tuve con el microbiólogo Gabriel Trueba. Gabriel me sugirió no centrarme en un fago, trabajar directamente con cien. En el momento lo descarté. Me dio la sensación de que era una idea valiosa, eso si. Hoy por la mañana me di cuenta de que podía ser la solución. En vez de centrarme en hacer un trabajo académico sobre un fago podría probar directamente un cóctel de fagos sobre animales y probar que los fagos si son una alternativa terapéutica. En estos momentos estoy pensando en el protocolo para llevar a cabo estos experimentos. Gracias Carlos, Santiago y Gabriel por apoyarme en este proceso.

"Es un científico" "Ah, así que es eso"