Y yo quiero ser...Microbióloga
(Por
Belén Gutiérrez Soriano)
Si en este
preciso instante no quieres ser microbiólogo será porque aún no conoces el
apasionante mundo de las bacterias.
Las bacterias en nuestro día a día…
Para empezar,
en tu cuerpo hay aproximadamente 40 billones de bacterias y alrededor de 30
billones de células humanas. Si, como lo oyes. Así que podríamos decir que
somos mitad personas, mitad bacterias. Estas bacterias se encuentran
principalmente en el colon, placa dental, saliva, intestino delgado, piel,
estómago… y al conjunto de todas ellas lo llamamos MICROBIOTA. ¿Y se puede
saber qué es lo que hacen todas estas bacterias habitando tu cuerpo? Pues
comunicarse con tu cerebro. Te explico. El sistema nervioso del intestino y el
sistema nervioso central se comunican de manera bidireccional y la microbiota
intestinal juega un papel importante en dicha comunicación. De esta manera, el
autismo, la enfermedad de Parkinson, la ansiedad, la depresión, el dolor crónico,
la fibromialgia y la obesidad entre otros son, en parte, el resultado de una
microbiota intestinal que interacciona de forma anómala con el eje
cerebro-intestino. Por ejemplo, se ha visto que al modificar la microbiota en
los ratones, también se modifica su comportamiento. Es decir, las bacterias
hablan con nuestro cerebro. Así que es importante cuidarlas. Con todo esto no
pretendo asustarte, si no hacerte ver la importancia que estos seres
microscópicos tienen en tu vida.
Las bacterias en la historia de la humanidad…
Por otro lado,
a lo largo de la historia de la humanidad, ha habido grandes epidemias como la
tuberculosis, la peste, el cólera y la lepra; todas ellas causadas por
bacterias. A día de hoy, estas enfermedades están todavía presentes y la OMS
(Organización Mundial de la Salud) sigue reportando casos todos los años.
En concreto,
la peste es una de las zoonosis (enfermedad que se puede transmitir entre
humanos y animales) más antiguas que se conoce y ha llegado a considerarse como
una de las plagas más grandes y letales de la historia. La bacteria que la
causa es Yersinia pestis, la pulga es
el vector que la transmite mediante su picadura y la rata es el reservorio. La
primera plaga conocida causada por esta bacteria es la plaga de Justiniano que
tuvo lugar en el siglo VI en el imperio bizantino. Llegó a ocasionar unas
10.000 muertes al día con un total aproximado de 30.000.000 de muertes. Es más,
se considera que acabó con la vida de la mitad de la población en esas
regiones. La segunda fue la peste negra en el siglo XIX que produjo 75 millones
de muertes. La última fue la tercera pandemia, en los siglos XIX-XX, que causó
12 millones de muertes.
Pero quiero
que te quedes con un solo dato de todo esto. En cada una de estas plagas, fue
una única bacteria o cepa la que salió fuera de control siendo capaz de
propagarse y causar todas estas muertes.
Los antibióticos…
Afortunadamente,
Alexander Fleming descubrió la penicilina en 1928 que fue el primer antibiótico
de uso clínico. Un antibiótico, es una sustancia natural producida por un
organismo (bacterias, hongos) o un derivado sintético que, a altas
concentraciones, mata o impide el crecimiento de microorganismos sensibles. ¿Y
cómo descubrió Fleming la penicilina? Pues resulta que se dejó olvidada en su
mesa de trabajo una placa de petri, en donde estaba cultivando sus bacterias.
Al cabo de los días, observó que había crecido un hongo y que alrededor de
dicho hongo sus bacterias no crecían. De ahí, dedujo que el hongo debía de
producir alguna sustancia que impedía el crecimiento de las bacterias. Y es que
muchos de los grandes descubrimientos se han realizado por casualidad. En
concreto, el descubrimiento de los antibióticos es considerado como uno de los
mayores descubrimientos biomédicos de la historia ya que enfermedades que eran
hasta entonces mortales pudieron empezar a curarse. De esta forma, los
antibióticos hicieron que aumentase enormemente la esperanza de vida ligado a
una disminución de la mortalidad infantil y a un aumento de la población
mundial a partir de que comenzaran a comercializarse.
La resistencia a los antibióticos…
Pero las
bacterias tienen una gran capacidad de adaptación debida principalmente a tres
razones. Forman grandes poblaciones, tienen capacidad para mutar (al igual que
cualquier célula, cometen errores) y pueden pasarse material genético entre
bacterias vecinas. Todo esto hace que las bacterias puedan desarrollar o
adquirir resistencia a los antibióticos. Nosotros, cuando tomamos antibióticos
lo que hacemos es matar a las bacterias sensibles y seleccionar a las bacterias
resistentes que al encontrase solas, tienen vía libre para multiplicarse. Por
eso, si hacemos un mal uso de los antibióticos favorecemos la selección y
propagación de estas bacterias resistentes. Y eso, lamentablemente, es lo que
hemos estado haciendo durante muchos años. De esta manera, la resistencia a
antibióticos se ha convertido en uno de los mayores desafíos biomédicos de la
actualidad. Si no ponemos remedio, las infecciones causadas por estas
‘superbacterias’ resistentes a antibióticos serán la primera causa de muerte
para el año 2050.
Qué hace un microbiólogo y qué puede llegar a descubrir…
Para llegar a
ser microbióloga yo estudié veterinaria. Si, si, has oído bien. De todas formas,
se puede llegar a ser microbiólogo por muchas otras vías y te diré por qué.
Hace algunos años que apareció el concepto de “One Health” (“Una salud”). Este
concepto pone de manifiesto que la salud humana y la animal son dependientes
entre si y a su vez están ligadas a la salud de los ecosistemas. Esto se ha
implementado como una aproximación colaborativa global para entender los
riesgos de la salud humana, animal y de los ecosistemas como un todo. Los
riesgos han aumentado con la globalización, cambio climático y cambios en el
comportamiento humano y por tanto las oportunidades de colonizar nuevos
territorios por parte de los microorganismos patógenos (bacterias, virus,
hongos, protozoos) son mayores. Por tanto, veterinarios, médicos, biólogos,
ecólogos, etc. deben trabajar juntos para poder abordar el problema de la mejor
manera posible. Además, el 60% de las enfermedades infecciosas humanas
existentes son zoonosis que, como ya dijimos, se pueden transmitir entre
humanos y animales y viceversa. Además, al menos el 75% de las enfermedades
infecciosas emergentes en humanos (incluyendo el ébola, gripe y VIH) tienen un
origen animal.
Yo, en
concreto, me dedico a crear un nuevo sistema para matar a las bacterias, pero
sólo a las que yo quiero. A las malas. ¿Y cómo lo hago? Pues resulta que las
bacterias tienen un sistema inmune que utilizan para defenderse de los virus que las
atacan, los bacteriófagos (los come bacterias). Este sistema se llama
CRISPR-Cas y está muy de moda porque se han encontrado muchísimas aplicaciones
derivadas de su descubrimiento, entre ellas, la que estamos desarrollando en mi
laboratorio. El caso, es que las bacterias son capaces de coger secuencias muy
pequeñas del ADN del virus que las está infectando y guardárselas insertándolas
en su propio genoma. Si las bacterias sobreviven a la infección pasarán esta
información a sus bacterias hijas. De esta manera, la próxima vez que estas
bacterias son atacadas por un virus parecido, sintetizan esos pedacitos de ADN
del virus que junto con una proteína van en búsqueda del virus. Si encuentran
esa misma secuencia en el ADN del virus, la cortan y el virus no consigue
infectarlas ganando las bacterias la batalla. Pues en mi laboratorio, lo que
hacemos es programar a las bacterias para que sinteticen secuencias de su
propio genoma de manera que acaben cortando su propio ADN y al no poder
repararlo, mueran. Lo importante aquí es lo siguiente. Por una parte, eres
capaz de elegir a qué tipo de bacterias te quieres dirigir ya que eres tú el
que eliges la secuencia de ADN que quieres cortar. Por tanto, tan sólo matas a
las bacterias que te interesan sin causar daño al resto de tu microbiota, que,
como ya comentamos al principio, es muy importante. Por otro lado, si
apareciese alguna bacteria resistente, al no matar al resto de bacterias de tu
microbiota, estas segundas pueden desplazar rápidamente a dicha bacteria
resistente.
Para que os
hagáis una idea, en mi día a día siembro bacterias en una placa de Petri y al
principio no veo nada. Son diminutas, pero están ahí. Por la noche, me voy a la
cama y mientras duermo profundamente ellas se multiplican, se transmiten
información de madres a hijas y entre bacterias vecinas, mutan, evolucionan. A
la mañana siguiente me despierto y siento que soy la misma, pero las bacterias
de mi cuerpo también se han dividido, han evolucionado y yo con ellas. Quizás
no sea exactamente la misma persona que ayer. Voy al laboratorio y observo mi
placa. ¡Allí están! Donde ayer había bacterias invisibles a simple vista han
aparecido colonias o puntitos formados por millones de bacterias hijas de
aquellas bacterias aisladas que cayeron en mi placa.
Podría
continuar horas y horas hablando de en qué consiste ser microbiólogo pero
espero que llegados a este punto, seas tú mismo el que lo descubras.
Belén Gutiérrez Soriano
Instituto Pasteur, Laboratorio
de Biología Sintética.
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