El Mundo de los Microbios es un programa educativo que consta de PodCasts semanales dirigidos a mejorar la comprension y apreciacion del rol vital que los microorganismos juegan en nuestro planeta y promover la microbiologia.
El Mundo de los Microbios produce 52 programas unicos anualmente que resaltan los procesos de descubrimiento, cambios historicos en la investigacion, asi como una variedad de carreras cientificas en la industria, academia y el gobierno.
Cada episodio de PodCast incluye segmentos con cientificos de vanguardia y es revisado por un panel de cientificos con peritaje en diferentes campos de investigacion para asegurar la confiabilidad del contenido.
Titulares: Leche poderosa; propano y accesorios microbianos; resurrección de microbios; y brote de polio en el Condado de Winnebago.
Leche poderosa
La leche es el primer alimento que la mayoría de nosotros consumimos, y por buenas razones ─ está repleta de nutrientes y estimulantes del sistema inmune que nos ayuda a sobrevivir y a fortalecernos en nuestros primeros meses de vida. Tanto en la leche humana como en la de la vaca existe una proteína llamada lactoferrina que rechaza el ataque de los patógenos. Se ha demostrado que dicha proteína juega un importante papel en nuestro sistema de defensas.
Denis Petitclerc, un investigador del Crea Biopharma en Québec, Cánada, afirma que está demostrado que la lactoferrina tiene un papel sinérgico con la penicilina, aumentando su efecto.
Petitclerc ha ensayado el efecto de la penicilina con y sin lactoferrina sobre una cepa de Staphylococcus aureus que había dejado de ser sensible a este antibiótico. En ausencia de lactoferrina, la penicilina fue ineficaz pero junto a ella mató a los microbios infecciosos.
Petitclerc dice que la lactoferrina evita que Staph aureus sintetice moléculas defensivas que volverían inactiva la penicilina, deteniendo así el mecanismo defensivo de la bacteria. De esta manera los antibióticos pueden hacer su trabajo más eficazmente. Ha probado su sistema en placas Petri, y ahora quiere comprobar si la lactoferrina realiza el mismo efecto en humanos.
Propano y accesorios microbianos
El etano y el propano no son raros en los sedimentos enterrados a gran profundidad por debajo de los suelos oceánicos. Se cree que estos gases, con frecuencia llamados hidrocarburos termogénicos, son producidos por la materia orgánica que se encuentra rodeada de rocas calientes.
Por ello, cuando John Hayes, un responsable de investigación de la Woods Hole Oceanographic Institution en Massachussets, encontró tales gases in rocas sedimentarias frías se llevó una gran sorpresa.
Después de examinar los sedimentos del océano Pacífico central, no halló fuentes potenciales de hidrocarburos termogénicos y dedujo que no eran las rocas sino los microbios los que transformaban la materia orgánica en etano y propano.
De forma normal los microbios de las profundidades marinas descomponen la materia orgánica en ácido acético, hidrógeno y metano, pero Hayes piensa que estas bacterias reutilizan los productos colaterales del metabolismo para producir los gases ricos en energía antes mencionados.
Hayes cree que por supuesto los bichos están haciendo todo lo que pueden para extraer hasta la última pizca de energía.
Si Hayes lleva razón futuros estudios desentrañaran novedosas rutas metabólicas en las bacterias que darán lugar a propano a partir de materia orgánica.
Resurrección de microbios
Un microbio frito por rayos gamma letales o deshidratado en el desierto puede retornar a la vida cuando está a punto de morir. Hace cincuenta años los investigadores descubrieron que Deinococcus radiodurans sobrevivía de alguna manera a la radiación que se utilizaba para esterilizar la carne, a pesar de que los rayos fragmentaran su DNA. Ahora los científicos están desentrañando los secretos de la resurrección del microbio.
Miroslav Radman es un biólogo celular del INSERM, el Instituto Publico para la Investigación Biomédica de Francia.
Radman opina que la singularidad de este organismo es que, a diferencia de otras células, puede reconstituir su genoma a partir de los varios cientos de fragmentos producidos por tal radiación.
El secreto del microbio es que, incluso en los más severos ambientes, siempre tiene al menos dos copias de su genoma a mano. Mientras que las copias no se fragmenten en los mismos lugares, la bacteria puede superponer los segmentos idénticos hasta juntar de nuevo una copia completa de su genoma.
Según Radman, Deinococcus radiodurans hace físicamente igual que los programas de los ordenadores cuando secuencian un genoma.
Una vez que el genoma ha sido restaurado, los enzimas y otros componentes de la célula hacen lo mismo, y de esta manera resucitan al microbio.
En el futuro esta capacidad reconstituyente podría ayudar a los científicos a reparar las células que no se regeneran cuando mueren en los humanos, tales como las neuronas y las del musculo coronario.
Brote de polio en el Condado de Winnebago
En los años cuarenta y cincuenta del siglo pasado, la epidemia de poliomielitis en América hizo pagar un tremendo peaje, física, emocional y económicamente hablando. Recientemente profesores y estudiantes de la Universidad de Wisconsin Oshkosh, en un estudio llamado el Oshkosh Polio Project, han tratado de hacer un recuento de los costes para su comunidad.
Estudiantes de cinco disciplinas ─Biología, Psicología, Historia, Enfermería y los Departamentos de TV-Film─ rastrearon los datos de los archivos de la audiencia y de los periódicos.
Para crear una historia oral y hacer un documental, preguntaron a los supervivientes y a sus cuidadores, y a los familiares de la gente que murió. El profesor Teri Shors dice que Wisconsin fue un semillero de Polio en mil novecientos cincuenta y cinco, especialmente en el cercano condado de Outagame, donde hubo más casos por cada 100.000 habitantes que en casi ningún otro lugar de los Estados Unidos.
Shors afirma que era más común que la polio afligiera a la gente de las áreas rurales que a la de las grandes ciudades. Hubo un gran terror a que los niños contrajeran la polio y quedaran inhabilitados y de hecho la polio fue la primera causa de incapacidad en aquella época.
Por fortuna, mil novecientos cincuenta y cinco fue el año en el que la vacuna de Salk vio la luz y pronto la polio fue erradicada en los Estados Unidos. Sin embargo el proyecto de Oshkosh demuestra que sus efectos todavía vibran en la memoria de los que estuvieron allí.
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La traducción al español ha sido una gentileza de la Sociedad Española de Microbiología, www.semicro.es.
¿Que te queda tras haber elaborado una remesa de vino? Bueno, en primer lugar tienes una gran cantidad de desechos, incluyendo montones de pulpa y semillas. Pero los recientes hallazgos en la ciencia de los alimentos permiten convertir estos desechos del vino en un producto valioso.
Liangli Yu, un profesor de la Universidad de Maryland, en busca de nuevos conservantes de alimentos realizó un experimento con desechos de vino y la bacteria Escherichia coli. Los desechos del vino inhibían el crecimiento bacteriano, deteniendo a E. coli. Yu dice que la harina obtenida de las pepitas de las uvas está siendo ensayada como conservante de alimentos y, sorprendentemente, el producto final no sabe nada mal.
Yu afirma que los productos de desecho de la producción de vino no sólo son buenos conservantes sino que también podrían tener efectos beneficiosos para la salud. Estos residuos contienen cantidades significativas de antioxidantes que pueden ayudar a prevenir el cáncer y algunas dolencias cardiacas. Otras pruebas han demostrado que los restos de elaboración del vino pueden inhibir el crecimiento de células tumorales de colon.
Yu cree que en el futuro las pepitas de la uva podrán molerse como harina e incluirse como un conservante natural y barato en algunos de nuestros alimentos favoritos.
microbios buenos y microbios malos
La cepa de E. coli más temida es la infame O157:H7 conocida como microbio de la hamburguesa. Esta bacteria es responsable de que 70.000 americanos enfermen cada año con síntomas de diarrea y calambres abdominales. Aunque la mayoría de los enfermos se recuperan de la infección, una serie de científicos, incluida Shantina Gamage, de la Universidad de Cincinnati, han descubierto que en algunos casos los efectos de la infección pueden persistir.
Gamage declara que están comprobando que hay personas que pueden sufrir complicaciones hasta veinte años después de que tuvieran la primera infección.
La cepa O157:H7 es tan virulenta porque libera una proteína llamada toxina shiga. El equipo de trabajo de Gamage sugiere que las cepas de E. coli normalmente inofensivas que viven en nuestro intestino y nos ayudan a estar sanos pueden ser infectadas por un virus de E. coli que elabora toxina shiga. Una vez infectadas, las cepas buenas de E.coli producen y liberan en el cuerpo la toxina que puede causar posteriores problemas neurológicos y renales.
Lo que Gamage dice básicamente es que la cepa mala de E. coli consigue que la cepa buena haga el trabajo sucio y produzca su toxina.
Por suerte, las investigaciones de Gamage también demuestran que algunas cepas del E. coli bueno resisten la infección por el virus y no producen la toxina shiga. Él espera descubrir como estas cepas beneficiosas impiden la infección vírica al objeto de desarrollar en el futuro nuevos tratamientos contra las infecciones del microbio de la hamburguesa.
Microbios con música de rock
Un científico ha encontrado que la música es el medio perfecto para difundir las recomendaciones relacionadas con la seguridad de los alimentos. En otras palabras, en cuanto a la educación sobre la seguridad de los alimentos se refieres, Carl pulsa las notas clave.
Así suena Carl Winter. No se preocupen. Carl no va a abandonar su trabajo diario como profesor y director del programa de seguridad alimentaria en la Universidad de California-Davis. Pero sus parodias de canciones pop con tema de seguridad en los alimentos han tenido un gran éxito en muy diversos tipos de audiencias. Se le ha apodado el Elvis de E. coli y el Sinatra de Salmonella.
Winter dice que una de sus canciones más populares es una parodia de los Beatles “I wanna hold your hand´ (Quiero cogerte de la mano) que el llama “You´d better wash your hands” (Deberías lavarte las manos). La canción trata de como necesitas usar el jabón y el agua para lavarte las manos durante veinte segundos. Es algo que funciona con todos los grupos de edad, dice Winter: mucha gente conoce a los Beatles de manera que resulta fácil para ellos entender el significado de la canción.
Winter ha actuado para la Asociación Americana de Profesores de Biología y muchas otras organizaciones científicas. Pero es particularmente feliz actuando en celebraciones de boda y bah-mitzvah donde hay montones de alimentos que se comen con las manos.
El ABC de lo invisible
Se trata de un libro nuevo escrito por Rodney Anderson, profesor de la Universidad Northern de Ohio, que invita a los niños a explorar un mundo que no pueden ver y del que es probable que no conozcan casi nada: el fascinante mundo de los microbios. No es el libro alfabético del tipo de “P de pájaro”. En el ABC de lo invisible los sujetos de los que se habla se parecen a las letras del alfabeto aunque no sean así la mayoría de los microbios. Anderson tuvo que examinar miles de organismos para elegir entre ellos los veintiseis parecidos a las letras -A-B-C.
Sus brillantes colores y formas se exhiben de modo espectacular mediante fotografías microscópicas -retratos de bacterias, virus y otros habitantes del reino invisible tomados con un equipo especializado.
Anderson dice que los microbios que causan enfermedades son una parte pequeña del mundo microbiano -menos del uno por ciento- por lo que decidió dedicar su atención a los microbios buenos, aquellos sin los que no existiría la vida- los que producen oxígeno, reciclan los nutrientes del suelo y nos ayudan a permanecer sanos manteniendo alejados de nosotros a los microbios malos.
Anderson explica que pensó que era importante que los niños en concreto comprendieran que el mundo microbiano es algo beneficioso.
De modo tradicional se aconseja a los pacientes que continúen sus tratamientos con antibióticos hasta bastante después de que hayan desaparecido los síntomas de la enfermedad. Pero algunos médicos han empezado a cuestionar esta práctica ante la posibilidad de que el uso prolongado de antibióticos pueda facilitar la aparición de patógenos resistentes a los mismos. Ante perspectivas tan poco halagüeñas, los profesionales de la medicina carecen de pautas claras sobre cuánto deben durar los tratamientos antibióticos.
El doctor Jonathan Li, de la Universidad de California en San Francisco, quiso determinar la dosis efectiva ideal de antibióticos en el caso de la neumonía comunitaria. Para ello, dividió a los pacientes en dos grupos. Uno recibió antibióticos durante menos de siete días, mientras que al otro grupo se le administró el mismo tratamiento a lo largo de un período de diez a catorce días. Para su sorpresa, Li no encontró diferencias entre los resultados obtenidos en ambos grupos.
El doctor Li destaca que, sin directrices en el empleo de antibióticos, con frecuencia los médicos tienden a tratar a los enfermos de un modo conservador, prescribiendo tratamientos largos. Sin embargo, según sus resultados, la mayoría de los pacientes no parecen precisarlos.
Este doctor indica que deben llevarse a cabo más investigaciones con otras enfermedades y con diferentes antibióticos antes de establecer indicaciones precisas sobre el uso correcto de estos compuestos.
Gusanos sin intestino
Puede parecer extraño, pero existen gusanos sin intestino. La especie Olavius algarvensis vive en los sedimentos poco profundos del mar Mediterráneo y carece de muchas cosas que uno piensa que un gusano debería tener, tales como boca, intestino o un sistema, para eliminar los desechos líquidos. Entonces, ¿cómo son capaces de llevar a cabo sus funciones estos gusanos? Pues gracias a que contienen en su interior un verdadero ejército de microorganismos que los ayudan.
Edward Rubin, Director del Departamento de Energía del Instituto de Genómica de Walnut Creek en California, ha estudiado los microbios que viven dentro de estos gusanos de unos dos centímetros de longitud.
Rubin ha descrito que cuando se recogen los gusanos de su medio natural y se les parte por la mitad se observa que bajo su superficie están repletos de bacterias.
Este investigador ha visto que las bacterias forman una capa bajo la epidermis del gusano y que a medida que el gusano se desliza por los sedimentos las bacterias absorben los nutrientes a través de la epidermis de éste. A cambio del viaje gratuito y del continuo acceso a sedimentos frescos, las bacterias suministran nutrientes, aminoácidos y vitaminas al gusano.
Según Rubin, el gusano y las bacterias establecen una relación simbiótica ya que el gusano no podría arreglárselas sin las bacterias y viceversa.
Las bacterias también parecen actuar como un diminuto equipo de basureros, pues captan los residuos de amoníaco y urea producidos por el gusano.
Prevención del asma con probióticos
Cada vez que se dice la palabra bacteria mucha gente piensa en pequeños monstruos que están a la espera de causar grandes problemas. Pero no todas las bacterias son perjudiciales. De hecho, la mayoría nos ayudan a mantener una buena salud. Muchos investigadores están recurriendo ahora a estas bacterias beneficiosas, consideradas como probióticos, para ayudarnos a luchar contra las enfermedades.
Michael Cabana, un pediatra de la Universidad de California en San Francisco, ha iniciado una serie de ensayos clínicos empleando probióticos para determinar si son capaces de proteger del asma cuando se administran a los recién nacidos.
Cabana piensa que la exposición del cuerpo del recién nacido a los probióticos puede ayudar a que se estimule el sistema inmune, disminuyendo así la posibilidad de que los niños desarrollen los primeros marcadores del asma.
La investigación de Cabana se basa en la hipótesis tradicional de que si nuestros sistemas inmunes no se estimulan por los microbios en las etapas tempranas de la vida resulta más probable presentar en el futuro situaciones tales como la alergia o el asma.
En estos estudios las madres voluntarias suministrarán a los recién nacidos una bacteria segura y bien estudiada, llamada Lactobacillus, la misma que interviene en la producción del yogurt. Después, el doctor Cabana hará un seguimiento de los recién nacidos a lo largo de su crecimiento para averiguar si desarrollan o no asma.
Si el estudio tiene éxito, librarse del asma puede depender sólo de tomar una cucharada de sabroso yogurt.
Existe una infección hospitalaria muy frecuente, que origina unas lesiones muy persistentes en la piel, que incluso a veces pueden evolucionar hasta infecciones más graves de la sangre o de los huesos. Esta infección la produce una bacteria denominada Staphylococcus aureus, meticilina resistente (conocida como MRSA por sus iniciales en Inglés).
Debido a que las infecciones por MRSA iban en aumento en los hospitales de todo el país, Cynthia Tibert, una enfermera epidemióloga, intentó controlar la infección utilizando el principio básico del trabajo en equipo entre el doctor y el paciente.
En su hospital, el Centro Médico para Veteranos de Guerra de Providence, a todos los pacientes se le hacia la prueba del MRSA. Si daban positivo se les pedía a los doctores y a las enfermeras que se pusieran gorros y guantes para entrar en sus habitaciones, y a los pacientes que preguntaran a sus cuidadores si se habían lavado las manos.
La estrategia dio resultado: en sólo un año las infecciones por MRSA disminuyeron en un 50%, y ta
mbién se redujo la tasa de infección de otras enfermedades.
La enfermera Tibert afirma que incluso en un periodo muy corto de tiempo se puede demostrar estadísticamente que el procedimiento es efectivo, y propone que todos los hospitales del país deberían de seguir este procedimiento.
Chocolate
El buen chocolate es inolvidable. El olor, el sabor, la forma en que se derrite en la boca… Pero sin el trabajo de los microorganismos el chocolate sería simplemente una semilla de sabor amargo más que una sublime experiencia.
El chocolate se obtiene de las semillas del árbol del cacao. Inmediatamente después de recoger las vainas que contienen las semillas. Estas semillas, junto con una pulpa blanca y dulce que se extrae de las vainas, se ponen en un fermentador y se dejan fermentar un número determinado de días, dependiendo de la variedad del chocolate.
Ed Seguine, un vicepresidente de la compañía de chocolate Guttard, afirma que la clave del sabor del chocolate reside en la fermentación.
Durante la misma ocurren una serie de procesos microbiológicos: Primero crecen levaduras, y luego algunas bacterias, que son las que ayudan a desarrollar plenamente el sabor del chocolate. Lo más interesante, según dice Seguine, es que sin la fermentación, es decir si las semillas de cacao solamente fueran tostadas y molidas, no tendría sabor de chocolate. Serían astringentes, amargas y de un sabor bastante desagradable.
Así pues, la próxima vez que se derrita en tu boca un beso de chocolate, recuerda: dale las gracias a los microbios que son los que hacen posible este sabor celestial.
Minería con microorganismos
La extracción del cobre enterrado en las profundidades de una mina puede ser un proceso muy costoso y peligroso para el hombre. Sin embargo, para algunas bacterias es una tarea normal y rutinaria: llevan billones de años extrayendo metales. Aprovechando esta habilidad minera de las bacterias, unos investigadores en Chile confían en duplicar la cantidad de cobre extraído de los enormes depósitos de su país.
Ricardo Badilla es ingeniero químico y consejero delegado de Biosigma, compañía chilena que en la actualidad desarrolla una tecnología basada en las bacterias, denominada biolixiviacion.
Badilla dice que la tecnología aprovecha los procesos naturales de lixiviación en los que intervienen los microorganismos, los cuales provocan una lenta disolución de los metales en el agua.
En menas de bajo grado, el cobre está unido a los sulfatos y a otras impurezas en la roca y el proceso de separación puede resultar muy caro.
Sin embargo, algunas bacterias son capaces de romper los enlaces químicos entre el cobre y el sulfuro. En este proceso aprovechan la energía liberada y producen cobre y sulfuro como sustancias de deshecho.
En la actualidad los mineros pueden recuperar solamente la mitad del cobre en menas de bajo grado, pero mediante el proceso de biolixiviación este porcentaje podría incrementarse hasta el noventa por ciento.
Lo que antes se tardaba años en hacer, ahora puede lograrse en sólo unos meses, afirma Badilla.
Algunos temen que los terroristas fijen su objetivo en los alimentos e infecten deliberadamente cultivos tales como el maíz y el trigo con agentes patógenos peligrosos. Actualmente el Instituto de Investigación Médica de Enfermedades Infecciosas de las fuerzas armadas de EEUU, está colaborando con el Departamento de Agricultura en el desarrollo de una nueva tecnología que nos permita identificar rápidamente cualquier microorganismo causante de enfermedades que se encuentre en el suelo o en las plantas.
El sistema, llamado TIGER, se diseñó inicialmente para combatir cualquier tipo de bioterrorismo, no sólo a los patógenos de los cultivos. TIGER funciona combinando dos aparatos -uno amplifica el DNA de la muestra, mientras que el otro lo analiza y lo compara con una base de datos de patógenos. El microbiólogo Chris Whitehouse, de USAMRIID, opina que lo mejor de TIGER es que puede identificar con precisión muestras de microbios de las que los investigadores no saben nada al comenzar el análisis.
Whitehouse afirma que los primeros resultados muestran más del 90% de precisión en los ensayos, a pesar de que este sistema no está diseñado en absoluto para este tipo de patógenos de plantas.
Finalmente, Whitehouse espera transformar TIGER en una herramienta transportable con la que los investigadores puedan identificar los microbios perjudiciales in situ.
Los microbios de los volcanes pueden ayudar en la lucha contra el cáncer
Puede que en estos momentos los volcanes no resulten muy interesantes para los biólogos del cáncer, pero esto podría cambiar en el futuro. Un estudio de un microbio volcánico está proporcionando nuevos conocimientos sobre cómo se desarrolla el cáncer.
Malcolm White, un profesor de biología molecular de la universidad escocesa de St. Andrews, comenta que este microbio vive en un medio parecido al ácido de una batería en ebullición, por lo que es capaz de sobrevivir en ambientes extremos. Y también está expuesto a la radiación UV de la luz solar.
Una de las enzimas del microbio, llamada helicasa, es similar a las helicasas humanas esenciales para la reparación del DNA dañado. White ha descubierto un complejo de átomos de hierro y azufre crucial para el funcionamiento de la helicasa microbiana. Una mutación genética que destruye la capacidad de formar este complejo inactiva la enzima.
White explica que en el hombre hay enfermedades que son producto de mutaciones en las que se desestabiliza la zona donde está este complejo. Y estas enfermedades no se entendían hasta ahora porque se desconocía la función de esta región de la proteína.
Debido a que los rayos ultravioleta dañan el DNA, estas mutaciones aumentan el riesgo de padecer cáncer de piel. White confía en que futuras investigaciones sobre este microbio volcánico abran nuevas vías de tratamiento para ciertos tipos de cáncer.
Eliminando Escherichia coli en las vacas
En lo que se refiere a las cepas de la bacteria Escherichia coli, hay héroes y villanos. Y una particularmente maligna es E. coli O157: H7
Andrew Brabbin, un microbiólogo del Evergreen State College de Washington, está dispuesto a eliminar E. coli O157: H7 en su origen: los intestinos y las pieles de vacas y ovejas. Con este propósito, él y su equipo han estudiado una serie de fagos, es decir virus que infectan sólo a bacterias. Brabbin afirma que el problema con los fagos es que son unos asesinos muy, muy específicos.
Si se utiliza un solo fago, dice Brabbin, las posibilidades de éxito son muy pequeñas, porque siempre hay unas pocas bacterias que se le resisten, y las más resistentes siempre vuelven.
Su estrategia consiste en preparar un cóctel de fagos que, en sus propias palabras, es una mezcla de virus ligeramente diferentes entre si. La idea es que una estirpe dada de E. coli O157: H7 puede ser resistente a un fago determinado, pero siempre habrá otro que la mate.
Los fagos atacan únicamente a las cepas peligrosas de E. coli y no causan ningún daño a los animales.
El propano y recursos microbianos
El etano y el propano son habituales en los sedimentos profundos de los fondos marinos. Se cree que estos gases, a veces llamados hidrocarburos termogénicos, son producidos por la materia orgánica que se encuentra rodeada de rocas calientes.
Así que cuando John Hayes, un científico del Instituto Oceanográfico de Woods Hole en Massachusetts, encontró estos gases en rocas sedimentarias frías, se llevó una sorpresa.
Hayes afirma que en los sedimentos que estaba examinando en el Océano Pacífico central, por ejemplo, no existen fuentes potenciales de hidrocarburos termogénicos.
Hayes y su equipo creen que no fueron las rocas sino microbios los que convirtieron la materia orgánica en etano y propano. Normalmente, los microbios de las profundidades marinas descomponen la materia orgánica en ácido acético, hidrógeno y metano. Pero Hayes piensa que estas bacterias reutilizan los subproductos metabólicos para sintetizar etano y propano, gases muy energéticos.
Hayes comenta que los “bichitos” hacen todo lo que pueden para extraer hasta el último resto de energía.
Si Hayes está en lo cierto, estudios futuros podrán desvelar nuevas vías metabólicas en las bacterias que produzcan propano a partir de la materia orgánica.
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