sábado, 28 de diciembre de 2019

La ciencia que nos traerá el 2020


La revista Nature ha apostado por los nuevos descubrimientos de la ciencia que ocurrirán en 2020: desde los robots que se enviarán a Marte, las imágenes del agujero negro del centro de la Vía Láctea, los órganos sintéticos, o los avances de la edición genética CRISPR. Pero nosotros aquí vamos a comentar lo que la ciencia de la microbiología nos traerá en el próximo año:
  
1. La levadura sintética

En 2020 concluirá el ambicioso mega proyecto de crear la primera levadura con sus 16 cromosomas sintéticos

Hace ya diez años, en 2010 el equipo de Craig Venter publicó la creación del primer microorganismo sintético. Bueno, en realidad no era un microorganismo totalmente sintético. Se trataba de una bacteria muy sencilla, Mycoplasma mycoides, a la que se le había reemplazado su genoma natural por uno diseñado, sintetizado y ensamblado completamente en el laboratorio. La nueva bacteria denominada Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 estaba, por tanto, controlada por el cromosoma sintético y era capaz de multiplicarse y autoreplicarse de forma autónoma. Se trataba del primer ser vivo controlado totalmente por un genoma artificial sintetizado en un laboratorio, capaz de producir todas las proteínas necesarias para la vida. El proyecto duró cerca de 15 años y costó más de 40 millones de dólares. (Para más información: The story of Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0. The forty million dollar microbe).

La creación de la primera bacteria con su genoma sintético fue un gran logro, pero el reto era dar el salto a células eucariotas, más complejas. Las bacterias son procariotas y la inmensa mayoría solo tienen una solo copia de ADN, un solo cromosoma, y son haploides (una copia de cada gen). Sin embargo, el genoma de los eucariotas está organizado en múltiples cromosomas, son diploides con dos copias de cada gen. En 2014 se publicó la construcción de el primer cromosoma sintético eucariota. En concreto, emplearon la levadura Saccharomyces cerevisiae (la misma con la que fabricamos pan, cerveza o vino), que tiene 16 cromosomas, le quitaron uno de ellos, el cromosoma nº 3, y lo sustituyeron por uno artificial sintetizado en el laboratorio.




(Fuente: Building the Ultimate Yeast Genome. E. Pennisi. Science 28 March 2014: 1426-1429).

Este cromosoma artificial no era idéntico al natural, al que ya tenía la levadura. Este nuevo cromosoma artificial que habían fabricado en el laboratorio era más pequeñito: si el cromosoma natural tenía un total de 316.667 letras, el artificial tenía 272.871, cerca de 50.000 cambios. Le habían quitado algunos trocitos que no tenían interés o que podían dar problemas (trozos sin información importante o que se podían “mover” de un sitio a otro del cromosoma), y además le añadieron otros fragmentos para que funcionara mejor y para poderlo diferenciar fácilmente del natural.

Parecía muy sencillo, pero era la primera vez que se conseguía en un organismo eucariota. Los investigadores no sabían si al cambiarle de cromosoma, la levadura iba a funcionar igual y parece que sí: la levadura con su nuevo cromosoma fabricado en el laboratorio crecía igual o muy parecido a la levadura natural. Es decir, que la levadura toleraba bien ese cromosoma artificial.

Pero esto era solo el principio. Comenzaba así un ambicioso proyecto de biología sintética de reconstruir la levadura: reemplazar cada uno de los 16 cromosomas de Saccharomyces cerevisiae con DNA sintético, con versiones sintéticas de cada uno de ellos. El proyecto se denominó SyntheticYeast 2.0, una mega colaboración entre 15 laboratorios en EE.UU., Japón, China, Reino Unido, Australia, Francia y Singapur. En este proyecto han desarrollado un sistema que permite reorganizar y editar el genoma a demanda, generando variantes de la levadura sintética. De esta manera se transforma en una plataforma muy versátil que puede fácilmente modificarse y producir una célula con las propiedades y capacidades que se deseen.


Proyecto Sc2.0. Se muestra el estado del proyecto de cada uno de los 16 cromosomas y del tRNA en septiembre de 2017.

Podemos así reinventar o rediseñar una levadura para que produzca lo que nosotros queramos: una levadura sintética que produzca más y mejor cerveza, o medicamentos, biocombustibles, nuevos antibióticos, … las posibilidades son infinitas. Podremos hacer una levadura “a la carta”. Además, podemos manipular completamente su genoma y nos puede ayudar a entender cómo funciona exactamente un genoma, cómo se controla una célula, algo que todavía hoy en día no somos capaces de entender. Esperamos que en el 2020 finalice este proyecto de síntesis de los 16 cromosomas de Saccharomyces.



2. El mosquito zombi que inhibe al virus del dengue

En la ciudad indonesia de Yogyakarta finalizará el mayor ensayo para controlar la extensión del dengue (proyecto World Mosquito Program)

Los investigadores han liberado mosquitos que llevan en su interior la bacteria Wolbachia, que inhibe la replicación de los mosquitos que transmiten el dengue. Otros ensayos similares, pero en menor escala en Indonesia, Vietnam, Australia y Brasil han mostrado resultados muy prometedores.

El dengue es probablemente una de las infecciones virales transmitida por mosquitos más comunes. Antes de 1970, solo nueve países habían sufrido epidemias de dengue grave. Sin embargo, ahora la enfermedad es endémica en más de 100 países. Según la Organización Mundial de la Salud, se estima que el 40% de la población mundial está en riesgo de contraer la enfermedad, y existen unos 390 millones de infecciones cada año. El dengue es una de las diez prioridades de la OMS en materia de salud.

En la mayoría de los casos la infección causa síntomas “gripales” (malestar general, fiebre alta, dolor de cabeza y una erupción en la cara que se extiende por el cuello, tórax y extremidades), pero en algunas ocasiones puede complicarse convirtiéndose en el llamado dengue grave o hemorrágico, que puede llegar a ser mortal. En estos casos, la mortalidad puede llegar al 20%. No hay un tratamiento específico, pero si se diagnostica cuanto antes y se proporciona asistencia médica adecuada las tasas de mortalidad disminuyen por debajo del 1%.


El virus del dengue es un arbovirus: virus transmitidos por artrópodos. El vector principal es el mosquito Aedes aegypti, que también transmite la fiebre amarilla, el zika, y el chikungunya y algunas veces también Aedes albopictus, el famoso mosquito tigre. El virus se transmite a los seres humanos por la picadura de mosquitos hembra infectadas. La enfermedad se propaga por la picadura de la mosquito infectada que ha adquirido el virus al ingerir la sangre de una persona con dengue. El mosquito infectado transmite entonces la enfermedad al picar a otras personas, que a su vez caen enfermas, con lo que la cadena se perpetúa. El mosquito no lleva el virus de forma natural, solo portan el virus si lo ha obtenido de personas infectadas. Y solo los mosquitos hembra pican y transmiten la enfermedad. Como no hay vacunas ni tratamiento específico, la mejor manera de controlar al dengue es controlar al mosquito.

¿Cómo funcionan los mosquitos infectados con Wolbachia?

Wolbachia es una bacteria muy común que infecta de forma natural al 60% de los insectos, desde algunos especies de mosquitos, hasta la mosca de la fruta, polillas, mariposas o libélulas. Wolbachia no es patógeno para el ser humano y no tiene ningún efecto nocivo para el medioambiente. Se ha comprobado además que la liberación de mosquitos infectados con esta bacteria tampoco tiene ningún riesgo para el ser humano, los animales y el ambiente.

Wolbachia vive dentro de las células del insecto y pasa de una generación otra a través de los huevos infectados del insecto. El mosquito Aedes aegypti, el que transmite el dengue y otros virus, no está infectado de forma natural con Wolbachia. Lo fascinante es que los investigadores había descubierto que cuando el mosquito Aedes aegypti estaba infectado con Wolbachia, la bacteria competía con el virus e impedía que este se multiplicara en el interior del mosquito. Los mosquitos con Wolbachia no podían albergar al mismo tiempo al virus. De esta forma se impide que el virus se transmita de persona a persona. El proyecto, por tanto, lo que pretende es reproducir mosquitos con Wolbachia y liberarlos en zonas afectadas por dengue, con la intención de que la bacteria vaya extendiéndose progresivamente por toda la población de mosquitos, hasta que la inmensa mayoría de ellos sean portadores de la bacteria y no del virus.

 

Esta técnica no supone la eliminación de la población de mosquitos, que aunque molestos pueden tener un papel en su nicho ecológico, ni la introducción de organismos modificados genéticamente, ya que no se manipula el material genético del mosquito.

El proyecto comenzó en 2016 en Yogyakarta, una provincia en la isla de Java densamente poblada. De momento se ha conseguido una reducción de los casos de dengue en un 76% comparado con las áreas donde no se liberó el mosquito con Wolbachia. Los resultados finales de este proyecto se esperan en el 2020.



3. La ansiada vacuna contra la malaria

Encontrar una vacuna contra la malaria sigue siendo uno de los grandes retos de la ciencia. En el 2020 se tendrán ya datos de una prometedora vacuna que se está ensayando en Guinea Ecuatorial.

La malaria, o paludismo, es una enfermedad infecciosa causada por el parásito Plasmodium falciparum, que se transmite al ser humano por la picadura de mosquitos hembra infectados del género Anopheles. Se calcula que en 2017 hubo 219 millones de casos de malaria en el mundo y unas 435.000 muertes. El 92% de los casos y el 93% de los fallecimientos por la enfermedad se produjeron en la región de África. Tres son las razones por las que la malaria sigue siendo un problema de salud pública mundial: la resistencia de los mosquitos que la transmiten a los insecticidas, la resistencia del parásito Plasmodium a las drogas antimalaria y la falta de una vacuna eficaz contra la infección.

Obtener una vacuna eficaz está siendo muy difícil. En realidad podríamos decir que la malaria no es una, sino cuatro enfermedades distintas. El ciclo biológico del parásito es muy complejo y parte de él se lleva a cabo dentro del mosquito Anopheles que actúa de vector. Una de las fases de su ciclo ocurre en el interior del mosquito, donde el parásito se reproduce y se transforma en la forma infecciosa que infecta al hombre. Cuando el mosquito pica y transfiere el Plasmodium al ser humano, una segunda fase del parásito se desarrolla cuando este viaja por el torrente sanguíneo, la tercera cuando se multiplica en el hígado de la persona infectada y una cuarta cuando infecta los glóbulos rojos y se reproduce de nuevo. Por esto, obtener una vacuna es tan difícil.


El ciclo biológico del parásito de la malaria

En la isla de Bioko en Guinea Ecuatorial se están ensayando una vacuna de la compañía Sanaria compuestas por esporozoitos vivos del parásito Plasmodium falciparum atenuados por radiación (PfSPZ) o administrados conjuntamente con cloroquina, una droga antimalaria (PfSPZ-CVac). Se trata de una iniciativa que hasta hace pocos años parecía imposible: un consorcio entre el gobierno africano, la compañía bio-farmacéutica, una ONG americana, instituciones académicas suizas y varias compañías americanas

Esta vacuna ya se había probado previamente en 2017 con un pequeño grupo de voluntarios y se demostró que era capaz de conferir una protección completa y duradera frente a la infección durante al menos diez semanas después de administrar la última dosis. Por esto es uno de los candidatos de vacuna contra la malaria más esperanzadores. Durante estos últimos años se ha realizado un ensayo de “campo” implicando a la comunidad de la pequeña isla de Bioko. Se está analizando su seguridad, optimizando la dosis, y la eficacia para proteger de la infección en una zona endémica. Los resultado finales se tendrán en el 2020. 



4. Acabar con la tripanosomiasis africana

La OMS espera eliminar del planeta la tripanosomiasis africana o enfermedad del sueño en el 2020.

La enfermedad está causada por un parásito del genero Trypanosoma y es transmitida por la picadura de la mosca tse-tsé (Glossina spp.), que adquiere la infección de humanos o animales infectados por el parásito.  La enfermedad afecta principalmente a las poblaciones pobres en zonas rurales remotas de África. Si no se trata, la enfermedad normalmente es fatal.




Los medicamentos que se usan en la primera etapa de la enfermedad son poco tóxicos, por lo que cuanto antes se identifica la enfermedad, mejores son las probabilidades de curación. Pero el tratamiento es muy complicado, requiere un seguimiento del paciente durante dos años e implica el análisis en laboratorio de líquidos corporales. En etapas más avanzadas de la enfermedad  los medicamentos que se usan son tóxicos y complicados de administrar.

Aunque ha habido varios brotes epidémicos en el último siglo, desde mediados de los años 60 la enfermedad ha comenzado a estar controlada gracias a programas intensivos de control. Los últimos datos de la OMS confirman un descenso continuado de los casos de esta enfermedad en África: solo 977 casos nuevos en 2018, comparado con los 1.447 en 2017, 2.184 en 2016 y 9.875 en 2009 (se estima que en 1995 podría haber más de 300.000 casos). El objetivo es cero casos nuevos en 2020.

jueves, 19 de diciembre de 2019

Descubren cómo los cuñados pueden afectar a tu salud mental



Las cenas de Navidad con los cuñados
 influyen en la composición de tu microbiota intestinal

Sabemos que hay cantidad de factores ambientales (la dieta, intoxicaciones como el alcohol o el estrés psicológico, entre otros) que pueden afectar a la composición y funcionamiento de nuestros microbios intestinales. Y cada vez tenemos más evidencias de la influencia de la microbiota intestinal en la salud de las personas. Un cambio en la microbiota se relaciona con condiciones patológicas como la obesidad, síndromes metabólicos, enfermedades inflamatorias o alérgicas. Por eso, es muy interesante identificar qué factores ambientales pueden modular la microbiota intestinal e influir de alguna manera en la salud. 

Las Navidades son una de esas épocas del año que más impacto puede tener en la salud humana. Durante estas fechas, muchas personas pueden estar expuestas a factores ambientales que tiene un efecto en la salud: los cambios de dieta o el exceso de alcohol. Sin embargo, hay otros factores a tener en cuenta: el aumento significativo del contacto con los cuñados, cuyo efecto tanto en la salud física como en la mental es bien conocido. El mecanismo exacto a través del cual los cuñados pueden influir en la salud no es del todo bien conocido. 


Por eso, un grupo de investigadores europeos han decidido realizar un estudio (1) para examinar el impacto que tienen el contacto con los cuñados en la microbiota intestinal durante las comidas y cenas de Navidad. El trabajo ha sido publicado ente verano en el Human Microbiome Journal.

¿Pueden los cuñados influir en tu obesidad o ser causa de inflamación y alergias?

Para ello, han secuenciado el 16S ribosomal de muestras fecales de un grupo de 28 voluntarios sanos (14 mujeres y 14 hombres de raza Caucásica) que celebraran la Navidad. Las muestras se tomaron en dos fechas concretas (23 y 27 de diciembre, durante las Navidades de 2016). Los participantes tomaron sus propias muestras frescas a primera hora de la mañana y se transportaron en hielo a -4ºC inmediatamente al centro de investigación, donde se guardaron a -80ºC hasta su análisis. Además, todos completaron una encuesta epidemiológica para conocer sus hábitos alimenticios durante el periodo de estudio.

De los 28 participantes, cuatro se descartaron por varias razones: dos no aportaron muestras el último día porque les daba mucho “asco”, otro no quiso rellenar el cuestionario y el último hizo ayuno el día 23 porque había comido mucho antes. De los 24 restantes, 16 visitaron a sus cuñados durante las Navidades. Se comprobó que no hubo diferencias en la dieta y consumo de alcohol entre los dos grupos durante esos días. Para identificar especies microbianas como posibles biomarcadores que permitieran discriminar los dos grupos de participantes, desarrollaron un modelo estadístico multivariable.

Los resultados demostraron que los participantes que había visitado a sus cuñados tenían cambios significativos en la diversidad de su microbiota fecal. Se identificaron hasta siete especies bacterianas cuya proporción se modificaba según fueran personas que había visitado a sus cuñados o no.  En concreto, los que había visitado a sus cuñados tenían una disminución significativa de todas las especies de Ruminococcus, género bacteriano que se sabe que está asociado a estrés psicológico y depresión.


Cambio relativos en la diversidad microbiana en participantes que visitaban a sus familia directa (padres y hermanos) o a sus cuñados. (Ref.: 1).

Los autores sugieren que quizá los participantes que visitaron a sus familiares (padres y hermanos) tuvieron un contacto físico entre ellos mayor que los que visitaron a sus cuñados, y que esto pudiera explicar la mayor variación en especies microbianas encontrada en ellos. Esto podría tener incluso implicaciones clínicas, puesto que se sabe que una mayor diversidad en la microbiota está relacionado con una buena salud.

Sin embargo, los autores también reconocen que son necesarios más estudios aleatorios antes de reconocer a los cuñados como un potencial factor de riesgo que afecte a la composición de la microbiota intestinal y, como consecuencia, a la salud mental.

Sea con quien sea, disfruta de tu familia y amigos y ¡Feliz Navidad!

Y si quieres oír esta noticia en nuestro programa "Los microbios desde el museo" con Ramón Huarte en cadena SER Navarra pincha AQUI.

Referencia

(1) The effect of having Christmas dinner with in-laws ongut microbiota compositionde Clercq, C., y col. Human Microbiome Journal. 2019. 13:100058

(Para los "puristas" y los tipos muy serios, este artículo hay que tomárselo con cierto sentido del humor. El artículo original está en open access, no dejes de ver la Figura 1)

lunes, 2 de diciembre de 2019

Microbios y cambio climático


Hay que incorporar el papel de los microorganismos en los modelos predictivos sobre el efecto del cambio climático  y en las propuestas de soluciones más sostenibles

El cambio climático afecta a la mayoría de las formas de vida de nuestro planeta. La disminución de la biodiversidad animal y vegetal y su efecto en los ecosistemas está siendo bien analizada y documentada por la comunidad científica, y publicitada por los medios de comunicación. Pero por el contrario, no se está prestando prácticamente ninguna atención al mundo de los microorganismos.

Los microorganismos mantiene la existencia del resto de seres vivos. Aunque pasen desapercibidos y ocultos para el ojo humano, sin microbios la vida en el planeta no sería posible (ver Sin microbios, ¡el caos total!). Su abundancia (se calcula que pueden haber unos 1030 bacterias y arqueas) y diversidad son responsables de la salud global del planeta (ver ¿Cuántas bacterias hay en la Tierra?).

Aunque los efectos del ser humano sobre los microorganismos son mucho menos obvios y están menos estudiados, comienza a preocupar cómo los cambios en la biodiversidad microbiana y en su actividad podrían afectar a otros seres vivos y cómo ellos mismos pueden responder al cambio climático.

Para ello, para poder hacer frente al cambio climático es vital incorporar en la “ecuación” a la inmensa mayoría de seres invisibles: el mundo microbiano. Es necesario entender no solo cómo los microorganismos afectan al cambio climático sino que también cómo el cambio climático afecta a los propios microorganismos.

Los microorganismos son parte del ecosistema y son esenciales para el mantenimiento del medioambiente

Los microorganismos tienen un papel esencial en los ciclos biogeoquímicos (como el ciclo del carbono y del nitrógeno, por ejemplo), en la salud de los animales (incluido el ser humano) y las plantas, en la agricultura, y en todas las cadenas tróficas alimenticias. Además, los microorganismos viven en todos los ambientes de la Tierra en los que haya otros seres vivos, e incluso son las únicas formas de vida en muchos ambientes extremos donde otros no pueden sobrevivir. Los microorganismos están aquí desde el origen de la vida, hace unos 3.800 millones de años, durante miles de millones de años fueron los únicos pobladores del planeta y seguro que nos sobrevivirán cuando el resto nos hayamos extinguido.

El ciclo del carbono es un ciclo microbiano

El 70% de la superficie del planeta es agua. El papel de los microorganismos en los océanos se pone de manifiesto si tenemos en cuenta que el 90% de la biomasa marina es microbiana. El fitoplancton marino (formado por microorganismos fotosintéticos como cianobacterias, bacterias verdes y rojas, y protozoos fotosintéticos, como las diatomeas, principalmente) son responsables de la mitad del CO2 fijado por fotosíntesis en el planeta. Pero no solo influyen en el ciclo del carbono los microorganismos fotosintéticos, también intervienen las bacterias y arqueas quimiolitotrofas que fijan el CO2 en oscuridad en las profundidades marinas, y los microorganismos productores y consumidores de metano CH4 (metanógenos y metanotrofos).

En los ambientes terrestres, también hay gran cantidad de microorganismos que descomponen la materia orgánica y liberan nutrientes en el suelo para el crecimiento de las plantas así como CO2 y CH4 a la atmósfera. Los microorganismos del suelo también regulan las productibilidad de las plantas, porque influyen en la disponibilidad de nitrógeno y fósforo (recuerda que las plantas no fijan el nitrógenos atmosférico, lo hacen las bacterias en simbiosis con ellas). También la biomasa microbiana se convierte en combustibles fósiles, a lo largo de millones de años.

Muchas actividades humanas, como la agricultura, la industria, el transporte, el crecimiento de la población humana, combinado con otros factores ambientales, influyen sobre las interacciones microbianas que ocurren entre los propios microorganismos y con las plantas y animales. Estas interacciones pueden afectar a cómo los microorganismos pueden influir en el cambio climático y como el cambio climático (aumento del nivel de CO2, calentamiento global, cambios en las precipitaciones, el pH o la salinidad de los océanos, …) pueden afectar  a la respuesta de los microorganismos. Además, la degradación de los hielos y el permafrost también puede afectar a los microorganismos, que pueden descomponer el carbono congelado y liberar CO2 y CH4.

Los cambios ambientales pueden afectar al tamaño, diversidad e interacción de las poblaciones microbianas, a su actividad metabólica, velocidad de crecimiento, y a su capacidad de regulación (se ha descrito, por ejemplo, un aumento de la concentración de toxinas como efecto de un incremento de la población de determinados microorganismos, como cianobacterias, debido a un aumento de temperatura). Y todas esas modificaciones, a su vez, pueden tener un impacto en lo ciclos biogeoquímicos globales y en el clima mundial.

Los microbios y la agricultura

Cerca del 40% de la superficie terrestre está dedicada a la agricultura. Esa proporción va en aumento y esos cambios están asociados a una marcada pérdida de la biodiversidad, también de los microorganismos.

El arroz alimenta a casi la mitad de la población mundial, y los arrozales contribuyen a un 20% de la emisión agrícola de CH4. Por su parte los rumiantes son una de las fuentes de CH4 más importante. Pero en realidad ni el arroz ni las vacas producen el metano. Los grandes productores de CH4 son los microorganismos. Se produce en esos ambientes anaerobios como los sedimentos y suelos inundados en los arrozales, y en el intestino de los animales, especialmente los rumiantes. En el aumento del nivel de CH4 atmosférico también participan, por tanto, los microorganismos.


Efecto de la agricultura y otras actividades humanas en los microorganismos (Fuente: ref 1)

Y algo parecido podemos decir del nitrógeno. La combustión de combustibles fósiles y el uso de fertilizantes en la agricultura tienen una gran influencia en la disponibilidad de nitrógeno. La agricultura es responsable de la gran emisión de óxido nitroso (N2O), un gas con efecto invernadero. Los microorganismo del suelo y en simbiosis con las leguminosas pueden convertir el N2O en N2, nitrógeno atmosférico, sin efecto nocivo. En realidad, prácticamente todo el ciclo global del nitrógeno es un ciclo microbiano: desde la fijación y asimilación del N2 atmosférico, la nitrificación (paso del amonio a nitrito y de nitrito a nitrato), la desnitrificación (del nitrato al N2 atmosférico), hasta la descomposición o mineralización (liberación del nitrógeno de los aminoácidos y proteínas). No cabe duda de que el cambio climático puede afectar al ritmo en el cual los microbios transforman el nitrógeno.

La investigación de cómo el cambio climático afecta a los ciclos del carbono y del nitrógeno debe incluir el papel de los microorganismos

Las enfermedades infecciosas

La transmisión y dispersión de microorganismos patógenos, su tasa de replicación y supervivencia en el ambiente, están muy influenciadas por las precipitaciones, la humedad relativa, la temperatura, la salinidad o el viento. Por eso, el cambio climático también puede afectar a la aparición y extensión de enfermedades infecciosas tanto en ambientas marinos como terrestres.

Por ejemplo, existe una relación entre el aumento de la temperatura de la superficie del mar y la enfermedades de los corales: el calentamiento de los océanos puede alterar la microbiota de los corales, lo que contribuye a la aparición de determinadas enfermedades. La acidificación de los océanos puede causar daños en los tejidos de los peces que contribuyen a debilitar su sistema inmune y favorecer la invasión de bacterias patógenas. Algo similar ocurre con los anfibios cuando aumentan las temperaturas. También, a nivel terrestre, muchos patógenos de plantas y de cultivos son sensibles a los cambios de temperatura y están influenciados por el clima.

El aumento de la resistencia a los antibióticos de algunos patógenos humanos también se ha relacionado con el cambio climático. Se ha sugerido que un aumento de temperatura puede favorecer la transferencia horizontal de genes de resistencia y un aumento de la tasa de crecimiento del patógeno.

Los patógenos transmitidos por vectores (mosquitos y garrapatas), por alimentos, aire o agua puede ser especialmente susceptibles a los efectos del cambio climático. Un aumento de la temperatura de la superficie del agua se ha relacionado con una aumento de la infecciones por Vibrio cholera en Bangladesh, por ejemplo.


El cambio climático aumenta el impacto de los patógeno (Fuente: ref. 1)

Pequeños cambios de temperatura y humedad pueden afectar a la distribución mundial de los vectores y a la eficacia con que trasmiten los patógenos, se pueden prolongar las épocas de transmisión de la enfermedad, aumentar las tasas de replicación del patógenos en el vector o aumentar la extensión geográfica en la que se  multiplica en vector. Así, algunas enfermedades transmitidas por vectores están emergiendo en Europa, como respuesta a los cambios ambientales, como por ejemplo los brotes de la enfermedad de la lengua azul, una infección viral aguda transmitida por mosquitos del ganado ovino, caprino y bovino. La distribución espacial de enfermedades como el dengue y la malaria, también están cambiando debido al cambio climático. El número de personas en el mundo susceptibles de padecer infecciones como el dengue, zika, chikungunya, fiebre amarilla, fiebre del Nilo Occidental, enfermedad de Lyme u otras fiebres hemorrágicas, aumenta considerablemente conforme los vectores (mosquitos y garrapatas) se extienden a otras latitudes, debido al cambio climático. También se han relacionado brotes de enfermedades infecciosas (malaria, cólera, dengue, peste, …) con fenómenos atmosféricos como El Niño y similares, que conllevan grandes cambios en los patrones de lluvias y temperaturas.

Los microorganismos también pueden ayudar a mitigar el efecto del cambio climático

La biotecnología microbiana puede proporcionar algunas soluciones para un desarrollo más sostenible: desde manipular genéticamente microorganismos, por ejemplo, para incrementar su capacidad de reducir el N2O a N2 atmosférico, de forma que neutralizen las emisiones de este gas; manipular la microbiota del rumen para reducir la producción de CH4; emplear microorganismos para producir biocombustibles y reducir el empleo de combustibles fósiles; o la reciente transformación de una bacteria para consumir CO2 (ver noticia).

Todos estos ejemplos ilustran la necesidad de incorporar el papel de los microorganismos en los modelos predictivos sobre el efecto del cambio climático  y en las propuestas de soluciones más sostenibles. 

Para más información:

(1) Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change. Cavicchioli, R., y col. 2019. Nature Reviews Microbiology. 17: 569–586.