martes, 27 de enero de 2015

Retrovirus, virus “fosilizados” en nuestro genoma, que afectan al funcionamiento del cerebro


Retrovirus endógenos, que hace millones de años infectaron nuestros gametos, influyen en el desarrollo y función del cerebro

Hay muchos tipos de retrovirus diferentes. Los retrovirus pueden infectar a la mayoría de los vertebrados. Son virus que durante su ciclo de multiplicación dentro de la célula que infectan pueden integrar su genoma en el genoma de la célula para formar un provirus. En un determinado momento el provirus se “activa” y se producen nuevos virus. Un ejemplo sería el retrovirus VIH que infecta las células linfocitos CD4 humanas. El genoma del VIH puede quedar latente o “escondido” como provirus en el genoma del linfocito, hasta que se reactiva, se expresa, se vuelven a producir virus y la célula acaba muriendo. Lógicamente, el virus en forma de provirus en nuestros linfocitos no es algo que pase a nuestra descendencia, no lo heredan nuestros hijos.


Los retrovirus pueden insertar su genoma en las células que infectan, en forma de provirus

Pero es distinto si el retrovirus lo que infecta es una célula germinal, uno de nuestro gametos. En ese caso, el provirus puede llegar a heredarse como un gen celular más y acabar en el genoma de nuestros descendientes. Si el gameto lleva en su ADN el ADN del virus, después de la fecundación, todas las células del nuevo embrión llevarán en su genoma el provirus. Y eso es lo que ha ocurrido en repetidas ocasiones a lo largo de los últimos millones de años. Por eso, en nuestro genoma existen copias de retrovirus que han ido infectando los gametos y se han ido integrando como provirus en el genoma humano durante el curso de la evolución. Son los denominados retrovirus endógenos (o ERV, Endogenous RetroVirus): restos de retrovirus que han quedado “fosilizados” en nuestro genoma. Habitualmente son copias truncadas o defectuosas del genoma del retrovirus y ya no pueden volver a producir virus. Pero la cantidad de retrovirus endógenos que hemos ido acumulando durante la evolución humana es enorme: alrededor de un 8% del genoma humano son retrovirus endógenos, tenemos unas 450.000 copias! La gran cantidad de estos elementos en el genoma sugiere que juegan un papel muy importante en la regulación de los genes.  Los retrovirus endógenos pueden afectar a la expresión de otros genes y por eso tienen influencia en nuestro desarrollo: se cree que han tendido mucho que ver en nuestra evolución como humanos, afectan a la diferenciación celular durante nuestro desarrollo embrionario, y en algunos casos pueden estar relacionados con determinadas enfermedades genéticas, como algunos tipos de cáncer. Los retrovirus endógenos por tanto pueden tener un efecto tanto beneficioso como maligno, por eso existen sistemas que controlan su acción. Por ejemplo, algunas proteínas se encargan de “silenciar” o reprimir específicamente algunos retrovirus endógenos durante el desarrollo embrionario.


Los retrovirus endógenos (ERV) constituyen cerca del 8% de nuestro genoma

El cerebro de los mamíferos en un órgano extremadamente complejo que contiene miles de tipos de neuronas diferentes, cada una con una función concreta. Cómo se logra esta complejidad sigue siendo uno de los grandes retos de la ciencia actual. Hoy sabemos que existen modificaciones químicas en el ADN que sin alterar su secuencia afectan a su actividad y a la expresión de los genes, lo que se denomina epigenética. Las distintas neuronas tienen patrones diferentes de expresión de sus genes, debido a diferentes grados de metilación del ADN, a modificaciones de las histonas (proteínas unidas al ADN) o a pequeñas moléculas de ARN regulador que interfieren con el ADN (ARN de interferencia, con función reguladora y que no da lugar a proteínas).

El 45% del genoma son elementos repetitivos que no codifica proteínas pero que tienen una función reguladora

No sabemos cuál es el programa de expresión génica en las distintas poblaciones neuronales, pero se ha sugerido que el mal llamado “ADN basura” tiene mucha influencia. Este ADN está formado por secuencia que no codifican proteína y está repartido por todo el genoma como elementos repetitivos sin función aparente. Se calcula que alrededor del 45% de nuestro genoma está constituido por ADN repetitivo. Hoy sabemos que tan importante como las secuencias de ADN que codifican proteínas son esas otras secuencias que no llevan información para sintetizar proteínas pero sí para el control y la regulación de la expresión del resto del ADN. Este ADN “silencioso” puede actuar como elementos reguladores que influyen en la expresión de los genes y que pueden tener un papel esencial en la formación de redes genéticas en el cerebro. Los retrovirus endógenos son elementos repetitivos y son parte de ese ADN “silencioso” o “basura”.

Se ha publicado en la revista Cell Reports un trabajo en el que demuestran que una proteína concreta (denominada TRIM28) es la encargada de modificar o silenciar los retrovirus endógenos en células progenitores neuronales de ratón, lo que afecta al patrón de expresión de varios genes e influye en el desarrollo y función del cerebro. Los resultados demuestran que en las células progenitores neuronales (que darán lugar al cerebro) de embriones de ratones deficientes en la proteína TRIM28 había una gran expresión de algunos retrovirus endógenos concretos. Esa activación de los retrovirus endógenos se correlacionaba con un aumento en la expresión de otros genes cercanos y con la producción de moléculas de ARN no codificante y con función reguladora. Todos estos fenómenos solo ocurrían en las células del cerebro y no en otras como fibroblastos, células del hígado o sanguíneas. Este trabajo demuestra un sistema de regulación de las células progenitores del cerebro que depende de los retrovirus endógenos. Dicho de otro modo, demuestra que los retrovirus endógenos participan en el control de la red genética del cerebro, en definitiva en su desarrollo y función. Esto sugiere además que podría haber algún tipo de relación entre los retrovirus endógenos y algunos trastornos cerebrales.

Aunque todo este trabajo se ha hecho en ratones, en el futuro se podría estudiar el patrón de expresión de los retrovirus endógenos en cerebros de pacientes con trastornos neuronales y psiquiátricos severos y compararlo con personas sanas, para comprobar su posible papel en este tipo de enfermedades.

De todas formas, este trabajo siguiere un hecho fascinante: virus que infectaron los gametos de nuestros antepasados hace millones de años, cuyo DNA quedó “incrustado”  en nuestro genoma humano, quizá ahora son esenciales para el desarrollo de nuestro cerebro y nos permiten ser lo que somos.

También te puede interesar esta otra entrada de microBIO:

TRIM28 Represses Transcription of Endogenous Retroviruses in Neural Progenitor Cells. Fasching L, et al. Cell Rep. 2015. 10(1): 20-8.

martes, 13 de enero de 2015

¿Se puede dar clase vía Twitter?

#microMOOC una cita semanal con la microbiología

¡Estaba tan a gustito en clase y me acaba de despertar el compañero de al lado de un codazo! El profesor lleva cuarenta minutos habla que te habla. Una clase eteeeeeerna y aburrida. Tendré que preguntar luego de qué iba el tema, pero viendo las caras de mis compañeros creo que como mucho compartiremos juntos la duda.

Y es algunos nos encanta enrollarnos en clase y al final incluso ni nosotros mismos somos capaces de concretar cuatro ideas. Resumir la clase de hoy en 140 caracteres es todo un reto. Un tuit no da para mucho, la verdad, pero es todo un desafío para los que nos dedicamos a la docencia.

En el ciberespacio está todo: imágenes, vídeos, infográficos, webs, blogs, noticias, … Tanta info que la mayoría de las veces es difícil darle forma y seleccionar. Pero ahí fuera está todo, … o casi todo. No tienes que preocuparte por el copyright, tú solo lo coges de la red y lo devuelves a internet, donde puedes dar tu “clase” a miles de personas al mismo tiempo en todo el mundo.


Por eso, durante los últimos dos meses he hecho un experimento. A través de mi cuenta de twitter @microbioblog, cada domingo, a la misma hora, de 22:00 a 22:30 (hora peninsular), con la etiqueta #microMOOC, he tratado de impartir una clase de microbiología. Durante media hora, he “lanzado” aproximadamente un tuit por minuto. Ha sido una cita semanal con los microbios, los virus y las bacterias. Mucha información en media hora. No iba dirigido a especialistas, si no al público en general con ansias de saber un poco más de ciencia.

Luego, gracias a Storify, puedes ordenar todos los tuits para completar la historia completa, de forma que incluso los que no tienen cuenta de Twitter puedan seguir la “clase”. La experiencia ha sido espectacular y muy recomendable. Hacía tiempo que no me lo pasaba tan bien hablando de microbios en las redes. En un par de meses volveremos con #microMOOC para hablar de pandemias y virus!


En la primera clase sobre Biodiversidad escondida: un mundo invisible hablamos de las características fundamentales del mundo de los microorganismos, de los tres dominios Bacteria, Archaea y Eukarya y las diferencias entre procariota y eucariota, del origen de la vida y evolución microbiana y pusimos algunos ejemplos de cómo trabajar con los microorganismos en el laboratorio.

El siguiente domingo el tema fue La vida al filo de lo imposible: extremófilos. Vimos qué es un microorganismo extremófilo y qué tipos de extremófilos existen, algunas estrategias que han desarrollado los microorganismos extremófilos para poder vivir en esos ambientes y cómo se pueden emplear en biotecnología.


En El ciclo de la vida y los microbiospusimos ejemplos de la simbiosis Rhizobium-leguminosa y hablamos de las bacterias que intervienen en el ciclo del nitrógeno y en otros ciclos biogeoquímicos. También hubo tiempo para ver el papel de los microorganismos en la digestión de los rumiantes.

La cuarta semana nos centramos en Microbios y biotecnología: los microorganismos en procesos industriales y en biotecnología, energía microbiana, deterioro y biorremediación, para acabar con algunos ejemplos de ingeniería microbiana.


Ya en el ecuador del curso, hablamos de Nuestros microbios: la microbiotacaracterísticas y componentes de la microbiota humana, el origen y función de la microbiota y su efecto en nuestra salud.

Pero también ha habido tiempo para ver El lado oscuro de los microbios:
los postulados de Koch, enfermedades infecciosas, bacterias resistentes a los antibióticos, causas y mecanismos de resistencia a los antibióticos, incluso la relación entre cáncer y microorganismos.

Y acabamos el curso con El combate contra los patógenos hablando de antibióticos y quimioterápicos, mecanismos de acción de los antibióticos, de la importancia de las vacunas y de las consecuencias del uso de antimicrobianos fraudulentos.


Pero todavía tuvimos tiempo para dos clases más especiales: una sobre Preguntas y respuestas sobre el Ébolay otra más la mañana del 27 de diciembre sobre el gran Louis Pasteur por ser el día de su cumpleaños.

¿Se puede dar una clase vía Twitter? Sí, se puede!

Puedes ver todas las clases de #microMOOC en Storify. Esta experiencia ha sido complementaria al curso on line MOOC “Los microbios que te rodean”, recomendado por el Grupo de Docencia y Difusión de la Microbiología de la Sociedad Española de Microbiología (SEM), que se ha impartido desde el 24 de noviembre de 2014 hasta el 19 de enero de 2015 en la plataforma MiriadaX. GRACIAS a todos los que lo habéis seguido!


lunes, 5 de enero de 2015

Sin microbios: el caos total!

¿Es posible la vida en el planeta sin microbios?

Comienza el año 2015, ¿qué pasaría si de pronto desaparecieran todos los microorganismos procariotas de la Tierra? ¿Es posible un mundo “microbe-free”? ¿Cuánto tiempo tardaríamos en darnos cuenta de que no hay más microbios? ¿Podría ser viable la humanidad en un mundo sin microbios? Un artículo de la revista PLOS Biology discute sobre este tipo de cuestiones y sobre la afirmación tan popular entre nosotros los microbiólogos de que sin microbios no sería posible la vida en el planeta.

“La vida no sería posible en ausencia de microbios” Louis Pasteur (1822-1895)

¿Qué pasaría si en nuestro cuerpo no hubiera microbios? 


Una simplificación es pensar que como muchos microbios son patógenos, sin microbios no habría infecciones, no habría Ébola, VIH, malaria, … habría menos enfermedades y viviríamos más y mejor. Fue Pasteur el primero que predijo que la vida de los animales no sería posible sin microorganismos. Desde entonces ha habido distintos trabajos para crear animales libres de microbios, denominados “gnotobióticos”, para ver si eran viables y qué les pasaba. Y la verdad es que los resultados demuestran que los animales libres de microbios no lo pasan muy bien. Suelen tener su fisiología y su inmunidad alteradas, o lo que es lo mismo funcionan bastante mal: tiene la movilidad intestinal disminuída, lo que genera complicaciones intestinales que pueden llegar a ser letales; tienen los nódulos linfáticos más pequeños y el sistema inmune, las defensas, menos desarrolladas, por eso son mucho más susceptibles a las infecciones; además, los órganos internos como el corazón, los pulmones o el hígado suelen ser más pequeños. Incluso, los animales sin microbios podrían tener alterada su salud mental! Esto no se ha estudiado a fondo, pero hay ya muchos datos que relacionan los microbios intestinales con el desarrollo neurofisiológico, por lo que no es una hipótesis tan descabellada. Además, los microbios intestinales nos aportan vitaminas, otros metabolitos y factores de crecimiento esenciales para nuestra correcta nutrición y desarrollo. Aunque hoy en día la mayoría de estos nutrientes se podrían sintetizar químicamente y añadir como suplementos alimenticios. Sin microbios en nuestro interior estaríamos expuestos a los microorganismos patógenos y seríamos mucho más susceptibles a las enfermedades infecciosas. La esperanza de vida se reduciría dramáticamente y deberíamos vivir metidos en una burbuja. No sabemos a ciencia cierta cuáles serían las consecuencias fisiológicas y psicológicas para nosotros si viviéramos en condiciones gnotobíoticas, sin microbios, pero no cabe duda de que la vida sería muy diferente.

¿Qué pasaría si no hubiera microorganismos en la superficie terrestre, si se eliminasen las bacterias y arqueas de la Tierra? 

Sin la ayuda de la actividad humana, el primer efecto sería sobre los ciclos biogeoquímicos, en el reciclaje de los elementos. El ciclo del nitrógeno se colapsaría, los microorganismos intervienen en la  fijación del nitrógeno atmosférico (paso del N2 a amonio, NH3), la nitrificación (paso del amonio a nitrito y éste a nitrato) y la desnitrificación (los pasos inversos, de nitrato a nitrito y éste a N2). Las plantas no serían capaces de fijar el nitrógeno de forma natural, lo que afectaría a los cultivos. También influiría en el ciclo del carbono, ya que gran parte de la actividad fotosintética la realizan microorganismos. Además, las bacterias y arqueas tiene un papel esencial en la degradación de la materia orgánica en condiciones anaerobias, sin oxígeno. Se acumularían los residuos. Los rumiantes por ejemplo no podría llevar a cabo la degradación de la celulosa. En realidad podemos decir que las vacas no se nutren de la hierba que comen si no de la inmensa cantidad de microbios que tienen en su panza y que son los responsables de que degraden la celulosa. Sin microbios, los rumiantes desaparecerían. En definitiva, la mayoría de los ciclos biogeoquímicos del planeta se detendría, lo que haría necesaria una intervención humana. La mayoría de las especies de seres vivos se extinguiría y la población de las especies que sobrevivieran se vería muy disminuía. ¿Cuánto tiempo tardaría esto en ocurrir? Si desaparecieran los microbios de forma repentina, en unas pocas semanas ya seríamos consciente de lo que estaba ocurriendo.  En menos de un año, la cadena de alimentos estaría seriamente afectada, habría grandes hambrunas, aumentarían las enfermedades, un colapso social global, guerras y anarquía. En definitiva, la asfixia de los ciclos biogeoquímicos nos llevaría a un caos total.

Según los autores, sin microbios es probable que quizá sobrevivieran por un tiempo (décadas o incluso siglos) algunos animales y humanos, pero la supervivencia de todos los seres vivos estaría muy comprometida.

Conclusión: los microbios sostienen la vida sobre el planeta, pero algunas de sus funciones se podrían copiar. Sin microbios la vida sería posible al menos por un corto periodo de tiempo. Pero no sería lo mismo, todo sería muy diferente, habría un cambio drástico en la cantidad de seres vivos y en su calidad de vida. Mi sugerencia: mejor no hagamos la prueba: larga vida a los microbios!

PD: si dentro del concepto de microbio incluimos, según la teoría endosimbionte, a las mitocondrias y a los cloroplastos, el impacto de la desaparición de todos los microbios sería inmediato, la inmensa mayoría de los eucariotas morirían en pocos minutos.

Life in a world without microbes. Gilbert JA, Neufeld JD. PLoS Biol. 2014. 12(12):e1002020.

lunes, 29 de diciembre de 2014

Los top ten de microBIO en 2014

Lo más leído en microBIO durante este año

Este año 2014 ha habido un total de 34 entradas en microBIO, con más de 56 mil visitas. El 37% de las visitas son de España, el resto del extranjero. México es el país que más sigue a microBIO después de España, seguido de EE.UU., Colombia, Perú, Argentina, Chile, Venezuela, Ecuador y Francia, entre otros.

Como no es de extrañar el Ébola ha sido lo más leído este año en microBIO, pero también ha habido otras entradas muy populares. Aquí tienes las diez entradas más leídas durante este año 2014:

1. Cinco mitos falsos sobre el Ébola (del 12 de agosto)


3. Sobre la transmisión del Ébola (del 7 de octubre)



6. Microbiología 2.0: recursos docentes (del 7 de septiembre)


8. Trasplante fecal (del 4 de septiembre)



Pero quizá la novedad de este año de la que estoy más satisfecho es el vídeo sobre “Las vacunas funcionan” (del 1 de septiembre), con más de 11.500 visitas:



Muchas gracias a todos por seguir a microBIO. Este 2015 tendremos todavía más novedades y más apasionantes!

martes, 23 de diciembre de 2014

Feliz Navidad!

Mis mejores deseos para todos los que estáis ahí. Ojalá esta Navidad renazca el Niño de Belén en nuestros corazones.
Un fuerte abrazo,
Ignacio

Árbol de Navidad hecho con hongos. Arriba: Talaromyces stipitatus; Árbol: Aspergillus nidulans; Adornos: Penicillium marneffei; Tronco: Aspergillus terreus (by Amila Hodzic).
  • El pino de Navidad eres tú, cuando resistes vigoroso a los vientos y dificultades de la vida.
  • Los adornos de Navidad eres tú, cuando tus virtudes son colores que adornan tu vida.
  • La campana de Navidad eres tú, cuando llamas, congregas y buscas unir.
  • Eres también luz de Navidad, cuando iluminas con tu vida el camino de los demás con la bondad, la paciencia, alegría y la generosidad.
  • Los ángeles de Navidad eres tú, cuando cantas al mundo un mensaje de paz, de justicia y de amor.
  • Eres también los reyes Magos, cuando das lo mejor que tienes sin importar a quien.
  • La música de Navidad eres tú cuando conquistas la armonía dentro de ti.
  • El regalo de Navidad eres tú, cuando eres de verdad amigo y hermano de todo ser humano.
  • La tarjeta de Navidad eres tú, cuando la bondad está escrita en tus manos.
  • La felicitación de Navidad eres tú, cuando perdonas y restableces la paz, aun cuando sufras.
(Papa Francisco)

jueves, 11 de diciembre de 2014

Bacterias no cultivables: llevamos más de 120 años preparando mal los medios de cultivo

Autoclavar juntos el fosfato y el agar inhibe el crecimiento de las bacterias

Robert Koch fue el primero que cultivó bacterias en medios sólidos. Primero empleó rebanadas de patata, pero se le contaminaban fácilmente con hongos ambientales. Luego empleó gelatina para solidificar los medios, pero algunos microorganismos son capaces de degradarla, se la comen. Además, la gelatina no se mantenía sólida a 37ºC, que es la temperatura a la que crecen la mayoría de los patógenos humanos. La idea de emplear agar la sugirió Angelina Fanny Eilshemius, la mujer de Walter Hesse, unos de los colaboradores de Koch. Angelina Fanny empleaba agar para solidificar las mermeladas y Walter se llevó el invento de la cocina al laboratorio y fue el primero que empleó agar en lugar de gelatina. La ventaja del agar es que permanece sólido a 37ºC, la mayoría de las bacterias no la degradan y además es trasparente, lo que facilita el examen de las colonias bacterianas. Llevamos más de 120 años usando el agar para preparar los medios y obtener cultivos puros bacterianos. Algo tan sencillo como los medios sólidos con agar en placas de Petri ha sido esencial para el desarrollo de la microbiología clínica y de estrategias para combatir las bacterias patógenas.


Sin embargo, desde el comienzo de la microbiología sabemos que existen muchos microorganismos que no crecen en los medios que les preparamos en el laboratorio y no los podemos cultivar. Las nuevas técnicas de secuenciación masiva han puesto de manifiesto la existencia de una enorme cantidad de microorganismos no cultivables, lo que se conoce como la materia oscura del universo microbiano (sobre este tema te puede interesar esta otra entrada de microBIO).

Ahora un grupo de investigadores japoneses han descubierto que la preparación de los medios de cultivo con agar, que llevamos haciendo desde los tiempos de Koch, puede inhibir el crecimiento de muchas bacterias. En realidad es un hecho conocido que el número total de células en un cultivo no suele coincidir con las que se cuentan sobre una placa de Petri, pero hasta ahora no sabíamos la razón. Estos autores han descubierto que cuando se autoclavan juntos el fosfato y el agar para preparar un medio sólido, la cantidad de colonias bacterianas totales que se obtiene es 50 veces menor que cuando se autoclavan de forma separada. Autoclavar juntos el agar y el fosfato genera compuestos tóxicos que inhiben el crecimiento bacteriano. El análisis químico sugiere que esta inhibición del crecimiento es debida a la producción de peróxido de hidrógeno (H2O2), un agente oxidante tóxico.


Colonias de bacterias y hongos sobre una placa de Petri.

Además, secuenciaron un total de 6.528 colonias bacterias que crecían en los distintos medios. Comprobaron que en los medios con el fosfato autoclavado por separado había más de un 30% de géneros bacterianos clasificados como “no cultivables” que no crecían en los medios con fosfato y agar autoclavados juntos. Han comparado también los resultados de la secuenciación masiva de muestras ambientales con el cultivo. Como cabía esperar, observaron que la secuenciación revelaba muchos más grupos bacterianos que el cultivo: por ejemplo, mediante secuenciación directa fueron capaces de detectar 53 grupos bacterianos en muestras de suelo, pero solo 6 fueron capaces de crecer en los medios de cultivo. Esto confirma la idea de que la mayoría de los microorganismos ambientales son no cultivables.


Comparación de la proporción relativa de phyla aislados de distintas muestra ambientales (río, sedimento o suelo) crecidas en distintos medios de cultivo o mediante secuenciación directa del ADN total. En los medios PS o PW había más de un 30% de géneros bacterianos clasificados como “no cultivables” que no crecían en el medio PT. La secuenciación (454) revelaba muchos más grupos bacterianos que los cultivos. PT, medio con fosfato y agar autoclavados juntos. PS, medio con fosfato y agar autoclavados por separado. PW, medio sin fosfato. 454, pirosecuenciación directa (ver ref. 1).

Aunque ya se sabía que autoclavar juntos azúcares y fosfato o glucosa y proteínas puede generar componentes tóxicos que inhiben el crecimiento bacteriano, es la primera vez que se demuestra que autoclavar juntos el fosfato y el agar puede ser responsable de inhibir el crecimiento de muchas bacterias, que hasta ahora han sido clasificadas como “no cultivables”.

En tu próximo experimento haz la prueba, prepara el medio autoclavando por separado el agar y el fosfato, a ver qué pasa!

(1) A hidden pitfall in the preparation of agar media undermines microorganism cultivability. Tanaka T, et al. Appl Environ Microbiol. 2014. 80(24):7659-7666.

miércoles, 3 de diciembre de 2014

Las cinco bacterias más peligrosas que se han hecho resistentes a los antibióticos

Un problema que cada vez preocupa más a las autoridades sanitarias de todo el mundo es la proliferación de microorganismos resistentes a los antibióticos. Este es un problema global, que afecta a todo el mundo, independientemente de que sean ricos o pobres, y es que los microbios no distinguen ni fronteras, ni razas, ni economías.

Infecciones comunes que han sido tratables durante decenios volverán a ser potencialmente mortales.

Desde que comenzó el uso generalizado de antibióticos en los años 50, prácticamente todos los patógenos han desarrollado algún tipo de resistencia. Algunos requieren dosis cada vez más elevadas de antibiótico para que el tratamiento sea efectivo. Y otros han desarrollado resistencia a todos los antimicrobianos conocidos, lo que supone un grave riesgo para la salud. Esta es la lista de las cinco bacterias más peligrosas que se han hecho resistentes a los antibióticos y que, si no ponemos remedio, pronto serán incurables:

1. Mycobacterium tuberculosis multirresistente. Cada año se describen unos 440.000 casos de personas infectadas por Mycobacterium tuberculosis multirresistente a la isoniacida y a la rifampicina (Multi Drug Resistant - TuBerculosis, MDR-TB), los dos antibióticos que se emplean para tratar la tuberculosis. Unas 150.000 personas fallecen cada año porque el tratamiento antibiótico no es efectivo. Esta bacteria multirresistente ya se ha aislado en 64 países.


Cómo las bacterias se pueden hacer resistentes a los antibiótico.

2. Neisseria gonorrhoeae. Causa la gonorrea, una enfermedad de transmisión sexual. Esta bacteria siempre ha desarrollado rápidamente resistencia a los antibióticos: en los años 40 aparecieron las primeras cepas resistentes a las sulfanilamidas, en los 80 a las penicilinas y tetraciclinas, y el en año 2007 a las fluoroquinolonas. Actualmente el único tratamiento recomendado se limita a las cefalosporinas denominadas de tercera generación. Pero en Neisseria gonorrhoeae la resistencia a las cefalosporinas se está desarrollando rápidamente, y los expertos alertan que si no se controla la extensión de esta resistencia, pronto no habrá tratamiento contra esta enfermedad. Se ha confirmado el fracaso del tratamiento de la gonorrea con cefalosporinas de tercera generación en Austria, Australia, Canadá, Eslovenia, Francia, Japón, Noruega, el Reino Unido, Sudáfrica y Suecia. Se calcula que cada año contraen esta enfermedad más de 100 millones de personas.

La resistencia a los antibióticos prolonga la duración de las enfermedades y aumenta el riesgo de muerte.

3. Staphylococcus aureus MRSA. Se calcula que las personas infectadas por Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina, un tipo de penicilina, (Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus, MRSA) tienen una probabilidad de morir un 64% mayor que las infectadas por cepas no resistentes. En algunas zonas de África y América hasta un 80% de las infecciones por S. aureus son resistentes a este antibiótico. Esta resistencia también aumenta el costo de la atención sanitaria, pues alarga las estancias en el hospital y requiere más cuidados intensivos.

4. Klebsiella pneumoniae resistente al carbapenem. Este antibiótico es el último recurso terapéutico contra infecciones mortales por Klebsiella pneumoniae (una bacteria intestinal común), y la resistencia se ha extendido a todas las regiones del mundo. Causa importantes infecciones hospitalarias, como neumonías, infecciones de recién nacidos y de pacientes ingresados en unidades de cuidados intensivos. Esta resistencia hace que en algunos países este antibióticos ya no sea eficaz en más de la mitad de las personas con infecciones por Klebsiella pneumoniae.

5. Escherichia coli resistente a las fluoroquinolonas, uno de los antibacterianos más utilizadas en el tratamiento de las infecciones urinarias por esta bacteria. En los años ochenta, cuando aparecieron estos antimicrobianos, la resistencia a ellos era prácticamente inexistente. Hoy día hay países de muchas partes del mundo en los que este tratamiento es ineficaz en más de la mitad de los pacientes.

Si no se toman medidas, pronto podemos llegar a una situación similar a la que había antes del descubrimiento de la penicilina!

Pero además existen otras bacterias que también están desarrollando resistencia a los antibióticos y que suponen un riesgo importante: Clostridium difficile, Acinetobacter, Campylobacter, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella, Shigella, Streptococcus pneumoniae, Enterococcus o el hongo Candida resistente al fluconazol. Se calcula que en Europa cada año ocurren 25.000 muertes por infecciones que se han hecho resistentes a los antibióticos. Para vencer, no solo habrá que seguir investigando en la búsqueda de nuevos antimicrobianos, si no que es necesario un uso más racional de los mismos, evitar el abuso y reducir su empleo al mínimo necesario, dejar de emplearlos en animales y en agricultura y realizar los diagnósticos de forma más rápida y precisa.

Para saber más:


- Informe mundial de la OMS sobre la resistencia a los antibióticos: grave amenaza para la salud pública en todo el mundo

- Antibiotic resistance: an ecological perspective on an old problem (American Society for Microbiology, en inglés)

- Mapas sobre la evolución de la resistenciaa los antibióticos en Europa desde 1998 hasta 2012 (European Centre of Disease Prevention and Control, ECDC).

- Día europeo para el uso prudente de los antibióticos (European Centre of Disease Prevention and Control, ECDC).

martes, 25 de noviembre de 2014

Los Australopithecus también tenían brucelosis

Las lesiones vertebrales encontrados en fósiles de Australopithecus son compatibles con una brucelosis

La brucelosis es una enfermedad del ganado (ovejas, cabras, vacas, cerdos, …) y una de las zoonosis más extendida, con más de 500.000 casos en humanos cada año. Lo más frecuente es que la brucelosis humana esté causada por la especie Brucella melitensis y que nos infectemos por consumir productos lácteos no pasterizados o por el contacto con animales enfermos. Si no se trata, la brucelosis puede cronificarse y acabar con problemas óseos y articulares (espondilitis), cardiacos e incluso neurológicos.

Recuperan el genoma de la bacteria Brucella melitensis de hace 700 años de antigüedad

Ahora (1), un grupo de investigadores han secuenciado un nódulo calcificado de un esqueleto datado hacia mediados del siglo XIV de un hombre de unos 50 años enterrado en el asentamiento medieval de Geridu, en Italia. Según los historiadores, este asentamiento medieval fue abandonado definitivamente en el año 1.426. El esqueleto presentaba 32 nódulos calcificados en la pelvis. Extrajeron el ADN del interior de uno de los nódulos y lo secuenciaron. La técnica que han empleado se denomina “shotgun metagenomic” que consiste en una secuencia masiva de todo el ADN presente en la muestra. Descubrieron así secuencias que corresponden al genoma de Brucella melitensis con fragmentos típicos que aparecen en el ADN antiguo, lo que confirma su origen medieval. Además, el análisis de los polimorfismos en un solo nucleótido (single-nucleotide polymorphisms, SNPs) y los patrones de deleciones e inserciones de la secuencia IS711 de Brucella, sugiere que este genoma medieval de Brucella está relacionado con aislamientos italianos recientes de Brucella, en concreto con B. melitensis grupo Ether. Este trabajo demuestra que la brucelosis ha estado presente en la región mediterránea desde hace cientos de años.

Una bacteria que nos ha acompañado a lo largo de nuestra propia evolución


Australopithecus africanus, también denominado Australopithecus  fragilis, es un grupo de homínido fósil de Sudáfrica. Los primeros restos fósiles, el cráneo de un niño conocido como “el niño de Taung”, fueron descubierto en 1924. Este grupo abarca desde el Plioceno superior hasta el Pleistoceno inferior, desde menos de 3 millones de años de antigüedad hasta más de 2 millones, aproximadamente. Como otros Australopithecus, tenía una marcha bípeda, aunque aún conservaba costumbres arborícolas. Su peso promedio era de 41 kg para los machos y de 30 kg para las hembras, con una estatura de 1,50 m.

Pero muy probablemente la brucelosis es una enfermedad mucho más antigua. Se han descrito lesiones óseas en esqueletos de la edad de bronce, que podrían ser debidas a una brucelosis. Quizá lo más curioso es el análisis paleopatológico hecho a un esqueleto parcial de un homínido del Plioceno, un adulto Australopithecus africanus de Sudáfrica datado entre 1,5 y 2,8 millones de años de antigüedad. En este trabajo, publicado en 2009 en PLoS ONE (2), sugieren que las lesiones vertebrales (espondilitis deformante) encontrados en este esqueleto no fueron causadas por un trauma, si no por una enfermedad infecciosa, la brucelosis. El análisis macroscópico, microscópico y radiológico de las lesiones de las vertebras lumbares son consistentes con las lesiones que origina una brucelosis no tratada. Sería la primera vez de un posible caso de infección en homínidos primitivos. Los autores sugieren que la fuente de infección podría ser el consumo de carne de animales infectados: Brucella se ha aislado de animales salvajes africanos como cebras, impalas y distintas especies de antílopes, incluyo primates no humanos. Esta hipótesis de la brucelosis en homínidos de hace más de 2 millones de años tiene importantes implicaciones en la evolución humana, porque sería una evidencia del consumo de carne directamente relacionada con un fósil humano (hasta ahora el consumo de carne se relacionaba con las marcas de cortes que dejan los utensilios en los huesos de animales).

Estos trabajos demuestran que la brucelosis es una enfermedad muy antigua, la secuenciación demuestra que al menos desde le edad media, pero se sugiere quizá llevemos sufriendo la brucelosis, las fiebres de Malta, desde antes de ser Homo sapiens!

(1) Recovery of a medieval Brucella melitensis genome using shotgun metagenomics. Kay GL, et al. MBio. 2014. 5(4):e01337-14.

(2) Possible brucellosis in an early hominin skeleton from sterkfontein, South Africa. D'Anastasio R, et al. PLoS One. 2009. 4(7):e6439.