HISTORIA DE LA MICROBIOLOGÍA

Sus inicios se remontan a las épocas de Babilonia y el Egipto Antiguo, sin embargo, dado que anteriormente los seres humanos no sabían que existían organismos microscópicos y en consecuencia ignoraban también que estaban utilizando seres vivos para producir pan, cerveza y otros productos, se considera que la microbiología comenzó sólo un par de siglos atrás de nuestra época. Datos históricos revelan que la intuición de que existían organismos vivos tan pequeños que eran invisibles para los ojos del hombre datan desde el 200 aC. Antes de esto ya había personas que creían algo parecido, pero con la gran diferencia de que no se imaginaban que estuvieran vivos.

Con la invención del microscopio por Leewenhoek (1632-1723), la existencia de los microorganismos dejó de ser intuición pura y se convirtió en una certeza; sin embargo pocos fueron los que mostraron fascinación en lo que los microscopios revelaban. En realidad, el tema cobró interés para la comunidad científica cuando Pasteur (1822-1895) rompió con la teoría de la generación espontánea mostrando cómo un medio puede permanecer estéril aún permaneciendo comunicado con el exterior usando los frascos "cuello de ganso", cuyas protuberancias impiden el paso a los microbios. Pasteur demostró también que esos organismos eran los causantes de las enfermedades y no los fermentos de los medios en putrefacción, así como que los microorganismos presentan tipos específicos de fermentación como medio anaeróbico para obtener energía. Jhonn Tyndall complementó las ideas de Pasteur al observar que los microorganismos presentan diferencias considerables en la capacidad para resistir altas temperaturas.
Los problemas más importantes a los que se enfrentaron los primeros investigadores fueron:

a) el origen de los microorganismos

b) la clasificación y su relación con organismos superiores

c) causas de la fermentación

d) cura de enfermedades

En 1838, Erenberg fue el primero en diseñar el primer criterio de clasificación de bacterias: dependiendo de la forma, las bacterias podían ser catalogadas como bastones, espiroquetas (espiral) y cocos (esféricos).

Se considera que la microbiología moderna comenzó con los trabajos de Joseph Lister (1827-1912); Lister fue el primero en curar heridas infectadas al notar que lo que llamamos putrefacción en los objetos no es sino lo mismo que lo que reconocemos como infección en los seres vivos. En el método antiséptico de Lister se usaba ácido fénico como desinfectante al aplicarlo directamente sobre las heridas, y es el modelo seguido por el método aséptico propuesto por Morton en 1846 que se usa hoy en día; la técnica es desinfectar primero los utensilios que entrarán en contacto con la herida.

Los grandes avances en la construcción de microscopios desarrollados por Ernest Abel, permitieron a Koch (1843-1910) realizar grandes aportaciones como el aislamiento de cultivos puros de microorganismos reproduciendo microbios en una placa de gelatina sólida "método de placa" (base del método actual), así como la caracterización del Mycobacterium tuberculosis, Staphyloccocus aureus, el espirilo del cólera, etc. por medio de lo que conocemos como los "Postulados de Koch" (lo que le valió el premio Nobel). Koch aclara que para caracterizar un microorganismo se requiere la presencia del mismo en todos los casos de enfermedad, después se debe extraer una muestra para realizar un cultivo puro (axénico), y que al entrar en contacto el cultivo con un organismo sano debe producir la misma enfermedad; finalmente, el microorganismo se aisla y debe comprobarse que es idéntico al original.

Actualmente, el conocimiento microbiológico se ha especializado tanto que lo encontramos dividido:

• a) la microbiología médica estudia los microorganismos patógenos y la posible cura para las enfermedades que producen
• b) la inmunología averigua las causas de la aparición de las enfermedades desde una perspectiva inmunológica
• c) la microbiología ecológica estudia el nicho que le corresponde a los microorganismos en el medio
• d) la microbiología agricultural las relaciones existentes entre plantas y microorganismos
• e) la biotecnología los posibles beneficios que pueden suponer para el hombre la explotación de microbios.

 Pedro Losada

EL SIDA Y LA ASPIRINA

  Lo único que le faltaba a la aspirina para que su fama llegue a ser legendaria es que se empiece a hablar de ella como posible tratamiento de la infección por VIH. Además de eliminar el dolor, bajar la fiebre, prevenir el infarto, tratarlo incluso cuando éste ya ha ocurrido y disminuir el riesgo de padecer cáncer de colon, ahora hay quien aboga por investigar el papel de los salicilatos como coadyuvantes en el tratamiento de la infección por el VIH.

La historia puede parecer un despropósito propio de uno más de los muchos "iluminados" que quieren tratar el sida con recursos exóticos, pero esta vez a la idea no le falta una hipótesis científica, en principio sensata.

El caso de Armistead

Howard Armistead es un periodista seropositivo desde hace catorce años que trata desesperadamente de que alguien le haga caso y estudie en profundidad el papel de la aspirina en la infección por VIH. El señor Armistead no es lo que los expertos llaman un LTNP seropositivo que lleva mucho tiempo sin que en él progrese la enfermedad sino un enfermo de sida que ahora se encuentra asintomático. De hecho, Armistead llegó a tener problemas cuando su nivel de CD4 bajó por debajo de 200. Ahora, sin embargo, sus linfocitos han subido hasta 350 y su estado general es excelente gracias, dice él, a que toma varias aspirinas al dia.

Con la ciencia en la mano, hay base suficiente para pensar que el posible papel de la aspirina en el tratamiento de la infección por VIH merece ser estudiado seriamente. Se sabe que la aspirina inhibe la acción de un gen llamado NF-kappaB. El "nefkapabi", que es como lo pronuncian los científicos, es un gen que tiene que ver en la replicación de muchos virus, entre ellos el del VIH. El que la aspirina inhibe el NF-kappaB fue publicado en la revista Science hace ya un par de años. El que el "kapabi" tiene un papel en el ciclo del VIH también se conocía hace ya tiempo. No obstante, ha sido ahora en Vancouver en el transcurso del la XI Conferencia Internacional sobre el Sida cuando se ha puesto de manifiesto la importancia del gen en la transcripción del VIH. Expertos del Pasteur y del Hospital 12 de Octubre, entre otros, han dejado patente que el "kapabi" es un gen transcendente en el ciclo del retrovirus.
Además de inhibir a este gen, la aspirina actúa sobre otros factores que están relacionados con el VIH. Uno de ellos es el TNF. Otro es la prostaglandina.
A pesar de que hay base racional para pensar que la aspirina debería merecer la atención de los especialistas, y que estos llevaran a buen puerto trabajos rigurosos, no hay todavía datos clínicos serios que apoyen el valor de estas hipótesis. Si hay, sin embargo, estudios anecdóticos que hacen pensar, al menos, que la aspirina puede tener un sitio en la terapia de la infección por VIH. En un número muy pequeño de enfermos y en un tiempo muy corto, se pudo comprobar que la aspirina disminuía la carga viral de los pacientes y les hacía aumentar los CD4. El trabajo quizás es insignificante, y no ha sido publicado todavía, pero debería merecer la atención de aquellos responsables en plantear ensayos ambiciosos.

Sobre todo porque, a pesar de las buenas noticias que se han oído en Vancouver sobre lo bien que se va a llegar a controlar a los pacientes afectados de sida, la verdad es que ahora mismo el problema no tiene solución. No se puede hablar de control de la pandemia si tenemos en cuenta que para tratar a los pacientes según las nuevas teorías, va a hacer falta gastarse en cada uno de ellos más de dos millones de pesetas anualmente.

El 90% de los enfermos de sida en el planeta apenas tiene recursos suficientes para poder comprar dos o tres aspirinas diarias. Por otra parte, al sida hay que atacarlo por todos los frentes en los que sea posible. Los investigadores han insistido mucho en que la batalla contra el retrovirus no debe librarse únicamente en el terreno de los antivirales. Olvidarse de modular al sistema inmune frente a la enfermedad sería un error imperdonable.

Antonio Sánchez

ANTÍGENOS DEL COMPLEJO MAYOR DE HISTOCOMPATIBILIDAD (HCM)

La superficie de la membrana plasmática de muchas células corporales posee “autoantígenos” o antígenos propios, los antígenos del complejo de histocompatibilidad mayor (HCM). Estas glucoproteínas integrales de la membrana también se llaman antígenos relacionados con leucocitos humanos (HLA) porque se identificaron originalmente en leucocitos. Salvo en el caso de los gemelos idénticos, los antígenos del HCM son diferentes en cada persona. La superficie de las células corporales (salvo los eritrocitos) está marcada por miles a cientos de miles de moléculas del HCM. Aunque éstas son la causa del rechazo de tejidos transplantados de un sujeto a otro, su función normal es ayudar a que las células T reconozcan que un antígeno es extraño, no propio, lo cual es un primer paso importante de las respuestas inmunitarias.

Los dos tipos de antígenos del complejo histocompatibilidad mayor son los de las clases I y II. Las moléculas de la clase I del HCM están incluidas en la membrana plasmática de todas las células corporales, excepto los eritrocitos. Las moléculas de la clase II del HCM aparecen sólo en las células presentadoras de antígeno, que se describen en el apartado siguiente, las células tímicas, y las células T activadas por la exposición a un antígeno.

ÓRGANOS Y TEJIDOS LINFOIDES

Los órganos y tejidos del sistema linfático, distribuidos ampliamente en todo el cuerpo, se clasifican en dos grupos con base en sus funciones. Los órganos linfáticos primarios constituyen el ambiente idóneo para la división de las células madre y su maduración en células B y T, o sea, los linfocitos que se encargan de las respuestas inmunitarias. Dichos órganos son la médula ósea roja, que se encuentra en los huesos planos y en las epífisis de los huesos largos de adultos, y el timo. Las células madre pluripotenciales de la médula ósea roja son el origen de las células B maduras y las células pre-T, de las cuales estas últimas emigran al timo y maduran en él. Los órganos y tejidos linfáticos secundarios, donde tiene lugar gran parte de las respuestas inmunitarias, comprenden los ganglios y folículos linfáticos y el bazo. Se considera que el timo, los ganglios y el bazo son órganos porque los rodea una cápsula de tejido conectivo, mientras que los folículos no lo son por carecer de ella.

 

Timo

 

Esta glándula por lo regular consta de dos lóbulos y se localiza en el mediastino, detrás del esternón. Una capa de tejido conectivo envuelve y mantiene unidos los dos lóbulos tímicos; mientras que una cápsula de tejido conectivo delimita por separado cada lóbulo. Las trabéculas son prolongaciones de la cápsula que penetran en los lóbulos y los dividen en lobulillos. Cada uno consta de corteza externa, que se tiñe de color oscuro, y médula, de color claro a la tinción. La corteza se compone de linfocitos estrechamente apiñados, células epiteliales denominadas epiteliales reticulares que rodean a grupos de linfocitos, y macrófagos. La médula contiene ante todo células epiteliales reticulares, además de linfocitos muy dispersos. Aunque se conocen sólo algunas de sus funciones, las células reticulares producen hormonas tímicas, que, según se piensa, contribuyen a la maduración de las células T. Además, en la médula existen los corpúsculos del timo ( o de Hassall) característicos, los cuales son capas concéntricas de células epiteliales reticulares aplanadas y llenas de gránulos de queratohialina y queratina.

 

Ganglios linfáticos

 

Se llama ganglios linfáticos a casi 600 órganos en forma de frijol dispuestos a lo largo de los vasos linfáticos. Están dispersos en todo el cuerpo, tanto en capas superficiales como profundas, usualmente en grupos. Los ganglios son abundantes cerca de las glándulas mamarias y en las axilas e ingles.

 

Bazo

 

El bazo es un órgano oval y la masa más grande de tejido linfático del cuerpo. Se situa en el hipocondrio izquierdo, entre el estómago y el diafragma. Su cara superior, lisa y convexa, se conforma a la superficie cóncava del diafragma. Los órganos adyacentes producen depresiones en la cara visceral del bazo: la impresión gástrica para el estómago, la renal para el riñón y la cólica para el ángulo esplénico del colon. Al igual que los ganglios linfáticos, el bazo posee un líquido, que cruzan la arteria y vena esplénicas, así como vasos linfáticos eferentes.

Una cápsula de tejido conectivo denso envuelve el bazo. Las trabéculas penetran desde la cápsula, que a su vez tiene el recubrimiento de una membrana serosa, el peritoneo visceral. Cápsula, trabéculas, fibras reticulares y fibroblastos constituyen el estroma del bazo, mientras que su parénquima consiste en dos tipos de tejido, las pulpas blanca y roja. La pulpa blanca consta de tejido linfático, principalmente linfocitos y macrófagos, dispuestos alrededor de ramas de la arteria esplénica, llamadas arterias centrales. La pulpa roja está formada por senos venosos llenos de sangre y cordones de tejido esplénico, llamados cordones esplénicos ( de la pulpa roja o de Billroth). Éstos se componen de eritrocitos, macrófagos, linfocitos, células plasmáticas y granulocitos. Las venas guardan relación estrecha con la pulpa roja.

La sangre que fluye hacia el bazo por la arteria esplénica llega a las arterias centrales de la pulpa blanca. En ésta, las células T y B llevan a cabo funciones inmunitarias, al tiempo que los macrófagos destruyen los microbios patógenos provenientes de la sangre por fagocitosis. La pulpa roja del bazo se encarga de tres funciones relacionadas con los elementos formes de la sangre:

1) Eliminación de células sanguíneas y plaquetas defectuosas, que efectúan los macrófagos.

2) Almacenamiento de plaquetas, que puede ser hasta un tercio del total.

3) Producción de células sanguíneas (hemopoyesis) durante la vida fetal.

El bazo es el órgano afectado con mayor frecuencia en caso de traumatismo abdominal. Su rotura produce hemorragia intraperitoneal grave y choque. La extirpación pronta del órgano (esplenectomía) es necesaria para evitar que el paciente se desangre hasta morir. Otras estructuras, en particular la médula ósea roja y el hígado, pueden encargarse de las funciones que normalmente realiza el bazo.

 

Folículos linfáticos

 Son concentraciones ovales de tejido linfático que no están rodeadas por una cápsula. Debido a que se encuentran dispersos en la lámina propia (tejido conectivo) de la mucosa que reviste los aparatos digestivo, urinario, reproductor y respiratorio, los folículos linfáticos también se denominan tejido linfoide relacionado con mucosas (TLRM).

Aunque muchos ganglios linfáticos son pequeños y están aislados, otros forman grandes agregados en partes específicas del cuerpo. Entre éstos se incluyen las amígdalas en la región faríngea y las placas de Peyer en el íleon. También se encuentran tales cúmulos en el apéndice. Por lo general hay cinco amígdalas en la unión de la boca con la bucofaringe y de la nariz con la nasofaringe. Así pues, las amígdalas están dispuestas estratégicamente para participar en respuestas inmunitarias contra sustancias extrañas inhaladas o ingeridas. La amígdala faríngea o tejido adenoide está incluido en la pared posterior de la nasofaringe. Las dos amígdalas palatinas se localizan en la parte posterior de la boca, una en cada lado, y son las que habitualmente se extraen en la amigdalectomía. El par de amígdalas linguales, situadas en la base de la lengua, también se extirpan a veces en dicha intervención quirúrgica.

MADURACIÓN de LINFOCITOS y RESPUESTA INMUNITARIA

   Los linfocitos T y B son células que adquieren inmunocompetencia, es decir, la capacidad de llevar a cabo respuestas inmunitarias ante los estímulos apropiados. Ambos tipos se desarrollan a partir de células madre pluripotenciales con origen en la médula ósea roja. La maduración de los linfocitos B en células inmunocompetentes se completa en la médula ósea, proceso que continúa de por vida, mientras que los linfocitos T se desarrollan a partir de células pre-T que emigran de la médula ósea al timo. Aunque la mayoría de las células T se forman antes de la pubertad, la maduración de algunas prosigue durante toda la vida.

Antes de que las células T salgan del timo y las células B de la médula ósea roja, adquieren diversas proteínas de superficie características. Algunas de estas sustancias funcionan como receptores de antígenos, que son moléculas capaces de reconocer antígenos específicos. Además, las células T salen del timo como células CD4+ o CD8+, lo cual significa que poseen en su membrana plasmática las proteínas CD4 o CD8, que desempeñan funciones muy distintas.

 

   La inmunidad consiste en dos tipos de respuestas que guardan relación muy estrecha, ambas desencadenadas  por antígenos. En el primer tipo, las respuestas inmunitarias mediadas por células, los linfocitos T8 proliferan en linfocitos T que atacan directamente a los antígenos invasores. En el segundo tipo, las respuestas inmunitarias mediadas por anticuerpos o humorales, los linfocitos B se transforman en células plasmáticas que sintetizan y secretan proteínas específicas, los anticuerpos o inmunoglobulinas. Estos últimos se unen con antígenos específicos y los inactivan. Muchos linfocitos T4 se convierten en linfocitos T auxiliadores, que ayudan en las respuestas inmunitarias mediadas por células y por anticuerpos.

De algún modo, cada tipo de respuesta inmunitaria se especializa en enfrentar determinados tipos de invasores. La inmunidad mediada por células es particularmente eficaz contra:

1) microbios patógenos intracelulares, que residen en células huésped (ante todo, hongos, parásitos y virus).

2) ciertas células cancerosas.

3) transplantes de tejidos extraños.

Así pues, la inmunidad mediada por células siempre implica la participación de unas células que atacan a otras.

Por su parte, la inmunidad mediada por anticuerpos funciona en especial contra:

1) antígenos presentes en los líquidos corporales.

2) microbios patógenos extracelulares, que proliferan en los líquidos corporales y pocas veces entran en las células (principalmente bacterias).

No obstante, es frecuente que un antígeno dado provoque ambos tipos de respuestas inmunitarias.

 

INMUNIDAD

   Nuestro medio ambiente contiene una gran variedad de agentes microbianos infecciosos: virus, bacterias, hongos y parásitos. Cualquiera de ellos puede causar trastornos patológicos y, eventualmente, provocar la muerte del huesped que los alberga si se multiplicaran de forma incontrolada. Sin embargo, es evidente que, en individuos normales, la gran mayoría de infecciones son de duración limitada y dejan muy pocas secuelas. Esto se debe a que el sistema inmunitario del individuo combate esos agentes infecciosos.

   El sistema inmunitario se divide en dos ramas funcionales: la inmunidad innata (inespecífica) y la adaptativa (específica). La inmunidad innata, o natural, actúa como primera línea de defensa contra los agentes infecciosos, y la mayoría de los agentes patógenos son controlados antes de que produzcan una infección franca. Cuando estas primeras defensas son superadas, entra en acción el sistema inmunitario adaptativo, que da lugar a una reacción específica contra cada agente infeccioso, lo que normalmente permite erradicarlo. Además, el sistema inmunitario adaptativo recuerda a ese agente infeccioso particular y puede evitar que más adelante vuelva a causar enfermedades. Es el caso de enfermedades tales como el sarampión y la difteria, en las que se produce inmunidad para toda la vida.

   La inmunidad innata y la adaptativa son el resultado de diversas moléculas y células distribuidas por el organismo. Las células más importantes son los leucocitos o glóbulos blancos de la sangre, que podrían describirse como "células involucradas en la respuesta inmune". Esos leucocitos se clasifican en dos categorías amplias:

   * Fagocitos: incluyen polimorfonucleares neutrófilos, monocitos y macrófagos. Forman parte del sistema inmune innato.

   * Linfocitos: median la inmunidad adaptativa.

               caracteristicas del sistema inmunológico

Sistema inmune innato	Sistema inmune adaptativo
La respuesta no es específica	Respuesta específica contra patógenos y antígenos
La exposición conduce a la respuesta máxima inmediata	Tiempo de demora entre la exposición y la respuesta máxima
Inmunidad mediada por células y componentes humorales	Inmunidad mediada por células y componentes humorales
Sin memoria inmunológica	La exposición conduce a la memoria inmunológica
Presente en casi todas las formas de vida	Presente solo en vertebrados mandibulados

LA AMENAZA DE LOS VIRUS EMERGENTES

   Aparte del sida y el recrudecimiento de la tuberculosis, existen un grupo de enfermedades infecciosas emergentes que son la vanguardia de una nueva amenaza. Es posible que muchos de los agentes causantes de las mismas hayan vivido desde siempre en zonas habitadas de África y Asia, pero es ahora, al verse amenazado el "mundo desarrollado", cuando se les empieza a prestar atención, y lo cierto es que dan miedo. Algunos de estos diminutos asesinos son:

    El ébola: virus africano, que mata por hemorragias internas al 90% de los infectados. No tiene tratamiento ni vacuna, es muy contagioso y se deben instaurar cuarentenas de un mes en aquellos lugares donde se sospeche la existencia de un infectado. Se llama así porque los primeros brotes de la enfermedad se produjeron a orillas de este río africano.

   Fiebre de Lassa: como en el caso del sida, muchos científicos piensan que el virus que lo causa residía en África muchos años atrás. El primer virus - arenavirus - se aisló en Nigeria en 1969. Produce hemorragias internas, hipotensión y alteraciones del sistema nervioso central y shock. No tiene tratamiento.

   El dengue: lo produce un flavovirus. La infección tiene un comienzo agudo, con fiebre, escalofríos y vómitos. Después se inflaman los ganglios occipitales, lo que degenera en problemas articulares que pueden impedir incluso andar. El curso de la enfermedad es largo, aunque suele tener un buen pronóstico.

   Hantavirus: el virus apareció en los años 60, en los arrozales coreanos, donde venía provocando la muerte de muchos agricultores y pastores desde años atrás. Una investigación ulterior descubrió que miles de soldados americanos que combatieron en la guerra de Corea, caían enfermos por una extraña gripe, que en los casos más graves producía hemorragias internas. Por eso también se le denominó fiebre hemorrágica coreana. El virus lo transmite un ratón que vive en los arrozales del río Hantaan, por eso se le llamó hantavirus. Este ratón se lo transmitió a las ratas de ciudad, que también son portadoras del mismo. Se trata de un virus que afecta, en una de sus formas, al pulmón. La peste neumónica, registrada en la India en 1994, tuvo su origen en un hantavirus, aunque el primer caso americano se produjo en la reserva de indios Navajos.