martes, 31 de enero de 2012

Encuentran retrovirus y herpesvirus en el comercio ilegal de animales vivos o de productos derivados


Sólo EE.UU. importa cada año cerca de 120 millones de animales, la mayoría como mascotas, y más de 25 millones de kilos de productos derivados de animales salvajes, provenientes sobre todo de China, Filipinas, Hong Kong, Tailandia y Nigeria. El comercio ilegal de animales vivos o de productos derivados, como carne de animales salvajes africanos, animales disecados y trozos o partes de estos, incluye primates, rapaces, aves, serpientes, iguanas, tortugas, lagartos, algunos invertebrados como las arañas y un largo etcétera.  Este comercio contribuye a la propagación de enfermedades infecciosas y ha sido la causa de la aparición de varios patógenos, entre los cuales los virus son los más frecuentes. Se calcula que cerca del 75% de las enfermedades infecciosas emergentes en humanos son de origen animal, la mayoría provenientes de la fauna salvaje.


Una zoonosis es una enfermedad que puede transmitirse
de los animales al ser humano.

Ahora, un grupo de investigadores han publicado en PLoS ONE un trabajo piloto en el que estudian la presencia de microorganismos potencialmente peligrosos para la salud humana en muestras de productos de animales salvajes confiscados en aduanas de cinco aeropuertos internacionales de los EE.UU. Las muestras correspondían a partes de primates, como babuinos, chimpancés, monos y algunos roedores y fueron analizadas para investigar la presencia de patógenos como leptospira y ántrax, y virus herpes, filovirus, paramixovirus, coronavirus, flavivirus, poxvirus y retrovirus de simios. Las muestras fueron procesadas, el ADN extraído y analizado mediante técnicas moleculares de amplificación génica y secuenciación. Así, los investigadores demostraron la presencia de retrovirus de simios y de herpesvirus, como los citomegalovirus, en algunas de las muestras. 

Aunque este trabajo es limitado en el número y variedad de muestras, es la primera demostración de que la importación ilegal de este tipo de productos es una “puerta de entrada” de patógenos y sugiere que la implantación de nuevas medidas de vigilancia podría ayudar a prevenir la aparición de algunas enfermedades infecciosas. 

Relacionado con este trabajo, WildTech (Novel Technologies for Surveillance of Emerging and Re-emerging Infections of Wildlife) es un proyecto de investigación que pretende estudiar el problema de la aparición de nuevas  enfermedades infecciosas en la fauna silvestre y salvaje que tienen implicación en los animales domésticos y en el hombre.

Zoonotic viruses associated with illegally imported wildlife products. 2012. Smith, K. M., et al. PLoS ONE 7(1): e29505.

martes, 24 de enero de 2012

El tipo de bacterias de tu piel explica por qué a ti te pican los mosquitos y a mí no


Quizá te has preguntado alguna vez por qué cuando estás en el campo a ti te pican los mosquitos y al que tienes a tu lado lo ignoran totalmente. Un equipo internacional de investigadores han publicado en PLoS ONE que el tipo y la cantidad de bacterias que una persona tiene en la piel desempeñan un importante papel en la atracción de los mosquitos.


El mosquito Anopheles gambiae es el responsable más importante
de la transmisión de la malaria. Durante la noche, las hembras de este mosquito detectan las señales olorosas de la piel,
y así eligen a su 'presa' y el lugar donde picar.

Las bacterias de la piel juegan un papel muy importante en la producción del olor corporal porque convierten compuestos no volátiles en volátiles y olorosos (sin bacterias, el sudor humano no huele a nada!).  Así, el olor corporal de un individuo se ha correlacionado con la presencia de determinados microorganismos en la piel

Los investigadores han estudiado la estrecha relación entre este mosquito y los seres humanos, y cómo la composición de la microbiota de la piel afecta a la atracción del mosquito. Para ello, el estudio contó con 48 voluntarios varones entre 20 y 64 años a los que se les pidió que no bebieran alcohol ni comieran ajo, cebolla o comidas picantes, y tampoco podían ducharse. Las “emanaciones” de su cuerpo se recogían en contenedores especiales que se mantenían adheridos a su piel durante 10 minutos. La composición de microbios de su piel se determinó mediante recuento en cultivos selectivos y no selectivos y por secuenciación del gen 16S ARN ribosomal.

Los individuos se clasificaron como muy atractivos (HA, highly attractive) o poco atractivos (PA, poorly attractive) para las mosquitos!. Los resultados de la secuenciación demostraron que las personas que eran muy atractivas para el mosquito de la malaria tenían una mayor abundancia pero menor diversidad de bacterias en su piel, a diferencia de las personas que eran menos atractivas para el mosquito. En general, las personas con más bacterias por centímetro cuadrado resultan más atrayentes a los mosquitos. Pero quienes más llamaban la atención de los insectos eran aquellos individuos que presentaban más cantidad y menos biodiversidad en su microbiota de la piel. Además, identificaron los géneros bacterianos que eran más atractivos para el mosquito. En concreto, la abundancia de Staphylococcus  provocaba una mayor atracción de los insectos. Por otro lado, los individuos con una mayor diversidad de bacterias  y una mayor abundancia de las bacterias Pseudomonas o Variovorax fueron menos atractivos para el mosquito y por tanto pueden recibir menos picaduras.


Análisis de los perfiles de bacterias en la piel de individuos
muy atractivos (HA) o poco atractivos (PA) para las mosquitos.

Muchas enfermedades infecciosas están transmitidas por picaduras de insectos. El descubrimiento de la relación entre la población de bacterias en la piel y la atracción de los mosquitos podría permitir el desarrollo de nuevos sustancias atrayentes o repelentes para los mosquitos, y métodos personalizados para protegerse contra el vector de la malaria o de otras enfermedades infecciosas. 

Composition of human skin microbiota affects attractiveness to malaria mosquitoes. N. O. Verhulst, et al. 2011. PLoS ONE 6(12): e28991.

martes, 17 de enero de 2012

Biocarburante microbiano: bacterias que comen hierba y producen gasolina


Investigadores de Departamento de Energía de los EE.UU. han manipulado una cepa de la bacteria Escherichia coli para que pueda digerir la biomasa de la hierba y sintetizar azucares que transforma en los tres tipos de carburantes más comunes: gasolina, diesel y fuel para transporte. Además, las bacterias son capaces de hacer esto sin necesidad de la ayuda de ningún aditivo enzimático adicional.


 Uno de los grandes retos actuales es el desarrollo de nuevos biocarburantes que reemplacen  a la gasolina, el diesel y el fuel por otras alternativas más limpias, renovables y “verdes”.

El mayor obstáculo para el empleo de biocarburantes es el coste de su producción, que hace que no sea económicamente competitivo frente a los derivados del petróleo. Para producirlos primero hay que extraer la celulosa de las plantas, un proceso bastante difícil porque la celulosa está embebida en la lignina. Una vez extraída, la celulosa debe despolimerizarse y convertirse en azucares fermentables más sencillos y, en una segunda etapa, éstos se transforman en el biocarburante. La nueva estrategia, publicada en PNAS, consigue que un simple microorganismo pueda hacer ambos procesos a la vez: digerir la celulosa de la planta y producir los hidrocarburos con propiedades de biocarburantes. Esto permite reducir el coste de la producción de carburante al reducir las dos etapas necesarias -conversión de la celulosa en azúcares y la fermentación posterior de éstos en carburante- en un solo paso.

Escherichia coli es un bacteria que normalmente no puede alimentarse de hierba, pero los investigadores la han manipulado genéticamente para que exprese varios enzimas (celulasas, glucosidasas y otras) que le permitan digerir la celulosa y emplearla para su crecimiento, en definitiva le permite “comer” hierba. Además, a estas mismas bacterias les han introducido también los genes necesarios de tres rutas metabólicas para que puedan producir las moléculas precursoras de los carburantes gasolina, diesel o fuel, a partir de la celulosa digerida.


La celulosa, tras un pretratamiento con líquidos iónicos, es hidrolizada en azucares más sencillos por las enzimas (en azul) secretadas por la bacteria. Además, otra enzima, la glucosidasa (en rojo) hidroliza estos azúcares a monosacáridos que son incorporados a la bacteria y metabolizados en biocarburantes por varias rutas metabólicas.

Aunque esta no es la primera vez que se demuestra que Escherichia coli produce gasolina o diesel a partir de azucares, sí es la primera demostración de que puede producir las tres formas de carburante a partir de la celulosa. Además, partiendo de hierba, que es mucho mejor que emplear otros cultivos de interés agrícola o alimenticio, como el girasol, la soja o la caña de azúcar. No cabe duda de que esta nueva estrategia es una prueba de concepto que puede suponer un gran avance para reducir los costes de la producción de biocarburantes, una fuente de energía más limpia y ecológica.

Synthesis of three advanced biofuels from ionic liquid-pretreated switchgrass using engineered Escherichia coli. G. Bokinsky, et al. 2011.

martes, 10 de enero de 2012

Malaria: el mayor ensayo sobre una vacuna contra la malaria jamás realizado

Uno de los mejores avances científicos del 2011 según la revista Science ha sido la publicación de los resultados del primer ensayo de fase III de una vacuna contra la malaria, publicado en The New England Journal of Medicine, el pasado mes de noviembre. La malaria o paludismo es una enfermedad producida por parásitos del género Plasmodium. Se calcula que cada año afecta a unos 225 millones de personas y que más de 700.000 mueren, la mayoría niños en el continente africano. 


En la fotografía se observan merozoitos del parásito  Plasmodium 
infectando glóbulos rojos.

El ensayo clínico de fase III es uno de los últimos pasos a efectuar antes de presentar definitivamente el expediente a las autoridades reguladoras. Sirve para confirmar la seguridad y determinar con mayor precisión la eficacia de la vacuna experimental en bebés y niños. En este estudio de fase III han participado 15.460 niños de once centros distribuidos en siete países africanos, convirtiéndose en el mayor ensayo sobre una vacuna contra la malaria jamás realizado.

Este ensayo se inició en marzo de 2009 y ha durado hasta enero de 2011,
han participado once centros distribuidos en siete países africanos: Mozambique, Tanzania, Kenia, Malawi, Ghana, Gabon y Burkina Faso.

Ha sido llevado a cabo conjuntamente por GlaxoSmithKline (el fabricante de la vacuna)  y la Iniciativa por la Vacuna de la Malaria (PATH Malaria Vaccine Initiative), una organización sin ánimo de lucro, con el apoyo económico de la Fundación Bill & Melinda Gates.

La vacuna, denomina RTS,S/AS01, es una vacuna recombinante con tres componentes: una proteína del parásito, un antígeno inmunogénico del virus de la hepatitis B y un potente adyuvante AS01, para estimular el sistema inmune. Se vacunaron más de 15.000 niños, un grupo de bebes de 6-12 semanas y otro de niños de 5-17 meses de edad. La eficacia de la vacuna contra la fase clínica de la malaria fue del 55,8%, y contra la malaria severa del 47,3%. Su eficacia fue mayor al principio de la investigación. Y aunque no se observó una reducción del número de muertes por malaria, los resultados demuestran que la vacuna RTS,S/AS01 reduce la malaria a la mitad en niños entre 5 y 17 meses de edad durante los primeros 12 meses después  de la vacunación, por lo que esta vacuna tiene el potencial de tener un efecto importante en el control de la malaria en niños pequeños en África. Esta vacuna no es una medida de prevención de la malaria para viajeros, sino que está diseñada para prevenir la enfermedad en las poblaciones infantiles donde la malaria es endémica.

El siguiente paso es esperar a que se finalice toda la fase III del ensayo clínico en ambos grupos de edad para llegar a conclusiones adecuadas, lo que sucederá probablemente en 2014-2015. Todavía se desconoce, en los niños vacunados, cuánto tiempo durará la protección contra la malaria o algo tan esencial en países africanos como cuánto costará la vacuna. Sin embargo, es la primera vez que un candidato a vacuna contra la malaria llega a la fase III, y aunque para algunos el éxito de la vacuna RTS,S/AS01 puede parecer modesto, inspira confianza en el modo en cómo se están haciendo las cosas. Y es que la prevención de la malaria no es un camino nada fácil.

Malaria Plasmodium life cycle Video

  
Interesante podcast sobre la vacuna de la malaria

First results of phase 3 trial of RTS,S/AS01 malaria vaccine in African children. The RTS,S Clinical Trials Partnership. 2011. N Engl J Med; 365: 1863-1875

lunes, 2 de enero de 2012

Microbes R Us: las bacterias de nuestras heces, otro de los top ten de Science!

Ya sé que no suena muy bien, pero el estudio de los microorganismos presentes en las heces de 22 europeos ha sido calificado como uno de los diez mejores del 2011 por la revista Science.

Compartimos nuestra existencia con un enorme número de microorganismos que también forman parte de nuestro cuerpo y con los que estamos en constante interacción. Dichos microorganismos superan en mucho el número de nuestras células: el cuerpo humano contiene 10 veces más microbios que células humanas!. Se denomina microbioma a ese conjunto de cientos de millones de genomas microbianos que viven con nosotros. Sospechamos que su influencia en nuestro desarrollo, fisiología, inmunidad  y nutrición es muy importante, pero no lo sabemos a ciencia cierta. Para caracterizar esta microbiota humana y conocer su papel en nuestra salud se creó el Proyecto Microbioma Humano (Human Microbiome Project), un programa que aplica las nuevas técnicas de metagenómica (secuenciación masiva de todo el ADN presente en la muestra y posterior análisis bioinformático) para estudiar las comunidades microbianas asociadas a nuestro organismo.


Bacteroides es un género de bacterias Gram-negativas que constituyen el principal componente de la microbiota gastrointestinal, vaginal y bucal en los mamíferos. Se han encontrado concentraciones tan altas como 1010-1011 bacterias por gramo de heces humanas.

 


En mayo de 2011 se publicó en Nature un estudio comparativo de los microbiomas intestinales de diferentes poblaciones humanas. Para ello, se tomaron muestras de heces de 22 europeos (daneses, franceses, italianos y españoles, que también aportamos nuestras muestras!), se purificó el ADN presente, se secuenció de forma masiva y se analizó. Los resultados se compararon con datos similares ya publicados de 13 japoneses y 4 americanos. Por tanto, se analizaron un total 39 muestras de heces de individuos distintos. Como era de esperar la mayoría de las secuencias que se obtuvieron eran de bacterias. Lo interesante de este trabajo es que los investigadores, dentro de la enorme complejidad y variedad de microbios presentes, descubrieron tres grupos o tipos principales de bacterias, que denominaron enterotipos, en los que las bacterias dominantes eran Bacteroides, Prevotella y Ruminococcus. Esta clasificación no estaba correlacionada con la edad, el peso, el sexo o la nacionalidad de los individuos. Cada enterotipo difería en cómo procesaba la energía y en qué vitamina producía, factores que podrían influenciar la salud de la persona. Lo que sí se ha comprobado es que la dieta puede influir: Bacteroides se ve favorecido en dietas carnívoras, mientras que Prevotella lo hace en dietas vegetarianas.

El reto es descubrir cómo las propiedades microbianas de nuestros inquilinos se correlacionan con nuestra salud. Al fin y al cabo, los microbios son parte integral de lo que somos: Microbes R Us!.


La complejidad y diversidad de los microbios presentes en el organismo humano es amplísima, varía de individuo a individuo,
e incluso de una parte a otra de nuestro cuerpo.

Enterotypes of the human gut microbiome. M. Arumugam, et al. 2011. Nature, 473: 174–180.

Otros post publicados en microBIO relacionados con la microbiota:

- Aliados en nuestro interior: la diversidad de nuestros microorganismos intestinales disminuye conel sobrepeso.

 


- Los virus de nuestro intestino: la carga de virus que llevamos en las tripas es algo muy personal.

 


- Sustituye el Prozac por yogur: bacterias contra la depresión.

 


- A flor de piel:caracterizan miles de especies microbianas que crecen en la piel de personas sanas.

 


- Sustituir vacas por canguros: la solución al cambio climático?.